[發明專利]一種利用稻殼灰提升高鐵轉爐鋼渣中鐵的還原效率的方法

有效

• 申請號: 202110802854.1
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113621749B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 王亞麗;胡禧礴;魏宇辰;姚羽涵;馬驥堃;裴天蕊;韓磊
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C21C5/28
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李夢楠

本發明涉及轉爐鋼渣綜合應用技術領域，尤其涉及一種利用稻殼灰提升高鐵轉爐鋼渣中鐵的還原效率的方法。所述高鐵轉爐鋼渣的處理方法，包括：向高鐵轉爐鋼渣中加入稻殼灰、氧化硅和氧化鋁，進行還原反應。本發明的處理方法，以農業廢棄物稻殼灰作為還原材料，將高鐵轉爐鋼渣中的鐵還原出來；以氧化硅和氧化鋁作為調質劑，調節高鐵轉爐鋼渣的堿度和硅鋁比，使渣鐵更易分離；同時確定了與上述物料相適配的還原反應條件及冷卻方式。經該方法對高鐵轉爐鋼渣進行還原重構，鐵還原率可達80％以上。

技術領域

本發明涉及轉爐鋼渣綜合應用技術領域，尤其涉及一種利用稻殼灰提升高鐵轉爐鋼渣中鐵的還原效率的方法。

背景技術

轉爐鋼渣是使用轉爐煉鋼時加入的造渣劑與鋼水中的雜質、爐襯形成的以硅酸鹽、鐵酸鹽等為主要成分的固體廢物。隨著鋼鐵行業的不斷發展，其產量也在不斷增加。然而，受轉爐煉鋼原礦化學成分、煉鋼工藝的影響，部分轉爐鋼渣中鐵含量較高，嚴重影響了其工作性能；因此，需要對其成分進行重構后才可廣泛應用。

轉爐吹煉過程造成了轉爐鋼渣中的鐵以金屬鐵珠或者小顆粒的形式存在。在爐底高速氧氣射流沖擊下，一方面，一部分顆粒偏大的鐵液，凝固或者以液態形式存在，在重力作用下重新跌落，跌落過程中，一部分停留在渣中，另一部分停留在熔池上方加入渣料形成的鋼渣中；另一方面，氧氣射流沖擊區域的鐵液被氧氣射流撕裂成金屬液滴，在熔池內強烈的碳氧反應作用下沖入渣中與鋼渣相互混合，形成乳化液。這些進入渣中的金屬鐵液或鐵珠隨著轉爐繼續，一部分會重新進入熔池，一部分會留在鋼渣中，在轉爐倒渣過程中隨鋼渣進入渣罐，所以轉爐鋼渣中存在著部分金屬鐵珠。

稻殼是稻米加工過程中數量最大的農業副產品，但稻殼灰利用率較低，棄置燒毀造成極大的資源浪費和經濟損失。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用稻殼灰提升高鐵轉爐鋼渣中鐵的還原效率的方法。

具體地，本發明提供以下技術方案：

本發明提供一種高鐵轉爐鋼渣的處理方法，包括：向高鐵轉爐鋼渣中加入稻殼灰，進行還原反應；

所述高鐵轉爐鋼渣中，FeO_x的含量大于40％；

所述稻殼灰的添加量按照公式I計算，所述公式I如下：

G_(稻殼灰)＝[8.33R₁+11.25R₂+10.34R₃]÷R₄ I；

其中，G_(稻殼灰)為理論上每100g高鐵轉爐鋼渣中需添加稻殼灰的質量；R₁為高鐵轉爐鋼渣中FeO的質量百分比；R₂為高鐵轉爐鋼渣中Fe₂O₃的質量百分比；R₃為高鐵轉爐鋼渣中Fe₃O₄的質量百分比；R₄為稻殼灰的燒失量。

本發明發現，鐵含量較高的轉爐鋼渣，并且該轉爐鋼渣呈現出較高的四元堿度系數和較高的SiO₂/Al₂O₃質量比，該類轉爐鋼渣中存在大量的FeO_x等可還原出鐵的氧化物。

本發明還發現，稻殼灰中含有炭質及硅鋁質成分，利用稻殼灰中炭質成分有望實現鐵還原；高鐵轉爐鋼渣可以通過添加稻殼灰來進行鐵的還原和分離；即，向高鐵轉爐鋼渣中加入特定質量的稻殼灰，可將高鐵轉爐鋼渣中的鐵還原出來，而稻殼灰的添加比例主要通過稻殼灰中的炭含量及還原組分進行調節。

作為優選，所述稻殼灰的含炭量50％；當所述稻殼灰的含炭量大于50％時，更有利于將高鐵轉爐鋼渣中的鐵還原出來。