[發明專利]一種利用碳還原熱態轉爐渣提鐵的方法

在審

• 申請號: 202010761207.6
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111996314A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 孫群;宋吉鎖;王一名;杜林;吳春杰;何海龍;李偉東
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21B3/04
• 分類號: C21B3/04;C21B13/08;C04B7/147
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

一種利用碳還原熱態轉爐渣提鐵的方法，具體包括：配加焦粉量按轉爐渣量的3wt％?10wt％進行配比，河沙的配加量按轉爐渣量的6wt％?10wt％配比。轉爐出渣分批加入焦粉造泡沫渣，保證轉爐渣的初始溫度在1600℃以上；氮氣攪拌并加入河沙：靜置、冷卻；翻罐出鐵。與現有技術相比，本發明的有益效果是：1)本發明能夠實現將轉爐渣中80％以上的含鐵氧化物還原成金屬鐵，實現鐵資源的利用；2)改質后的轉爐渣用在礦渣水泥當中，可以代替部分水泥熟料；3)還原含鐵氧化物過程中，部分磷酸鹽被還原成五氧化二磷，實現氣化脫磷，避免了部分磷進入生鐵中，防止磷的富集。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金領域，尤其涉及一種利用碳還原熱態轉爐渣提鐵的方法。

背景技術

轉爐渣作為煉鋼產生的副產品，由于含有很多金屬氧化物，晶相不穩定，利用率非常低。轉爐渣的目前利用率只有20-30％，大部分都是堆放，占用和污染土地。轉爐渣含鐵量20-30％，不加以利用也是資源的浪費。同時轉爐渣出渣溫度在1600度左右，巨大的熱能也沒得到利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用碳還原熱態轉爐渣提鐵的方法，本發明是在轉爐出渣過程中分批次加入焦粉作為還原劑，利用熔融態轉爐渣蘊含的熱量，焦粉把轉爐渣中鐵的氧化物還原成鐵。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種利用碳還原熱態轉爐渣提鐵的方法，通過對鐵氧化物的還原、還原鐵的聚集長大、沉降、分離，從轉爐渣中提鐵，具體包括：

1)配料：配加焦粉量按轉爐渣量的3wt％-10wt％進行配比，河沙的配加量按轉爐渣量的6wt％-10wt％配比。

2)轉爐出渣分批加入焦粉造泡沫渣：利用渣罐作為反應容器，轉爐出鋼溫度1630-1700℃，保證轉爐渣的初始溫度在1600℃以上，出鋼后不濺渣直接向渣罐內倒入部分轉爐渣，將罐底鋪滿，再往渣罐人工投入部分焦粉，轉爐渣逐漸發泡，加入的碳會與渣中FeO反應生成CO，由于轉爐渣子粘度比較高CO氣體排出受阻，轉爐渣發泡俗稱泡沫渣。同時部分碳溶于新生成的鐵中，部分碳溶解在渣中，形成固、液、氣三相混溶的乳化現象形成泡沫渣。隨著泡沫渣的逐漸消解再小流緩慢向渣罐倒渣，利用倒渣的渣流沖擊力的動力學條件讓渣中的鐵的氧化物繼續與焦粉接觸反應；渣子繼續泡沫化并逐漸消解，在該過程中可以加入鋁質材料進行壓渣，促進泡沫渣的消解。同時加入鋁質材料后，鋁可以部分和渣中鐵的氧化物反應，降低渣中鐵的氧化物與碳反應的機會，可以降低泡沫渣的形成，同時鋁和鐵的氧化物反應放出的熱可補償反應過程的熱損失，有利于反應的進行。待罐內焦粉反應完全后繼續加入剩余的焦粉并緩慢倒入剩余的渣子。

鋼渣中的蘊含大量的熱量提供給碳和渣中的氧化物反應的能量。具體化學反應式如下：

1/3Fe₂0₃+C＝2/3Fe+CO(g) △Gθ＝164000-176TJ/mol (1)

Fe₃0₄+C＝3FeO+CO(g) △Gθ＝207510-217.62TJ/mol (2)

FeO+C＝Fe+CO(g) △Gθ＝149600-150.36TJ/mol (3)

(MnO)+[C]＝[Mn]+CO(g) △Gθ＝249717-191.27TJ/mol (4)

Ca₃(PO₄)₂+5C+3/2SiO₂＝1/2P₄+5CO+3/2Ca₂SiO₄ △Gθ＝1473.31-918.36TJ/mol (5)