CN102127616B

CN102127616B - 利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法

Info

Publication number: CN102127616B
Application number: CN2011100488007A
Authority: CN
Inventors: 黄其明; 游香米; 杨宁川; 徐杰
Original assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Current assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2031-03-01
Also published as: CN102127616A

Abstract

本发明公开了一种利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，将含铁粉尘向正在往电弧炉金属熔池输送的块状原料喷洒，含铁粉尘降落在块状原料表面和块状原料之间的缝隙中，加热输送过程中的块状原料和粉尘使粉尘固化后随块状原料进入金属熔池，本发明利用废钢等块状原料作为粉尘加入电弧炉金属熔池的载体，通过高温烟气或外部化学热能加热粉尘和废钢固化粉尘使其与废钢联结，克服了现有技术的不足，并合理利用了烟气余热，降低了电炉冶炼的能耗。本发明具有资源有效利用、节能、环保和经济效益高等特点，不仅适用于电弧炉，也可适用于其它具有类似特征的熔炼设备，应用前景广阔。

Description

利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及钢铁生产过程中产生的含铁粉尘的处理方法。

背景技术

钢铁生产过程中会产生大量粉尘，这种粉尘一般含有大量的铁和其它重金属元素，以下是钢铁厂粉尘的组成表：

典型高炉粉尘成分：

成分	T.Fe	C	Zn	Na	K	Cl
							含量（％）	34	32	0.30	0.50	0.20	0.06

电炉和转炉粉尘成分：

Figure 2011100488007100002DEST_PATH_IMAGE002

上述几类粉尘中均含有大量的铁及部分重金属等，如何利用这些资源及减少粉尘对环境的污染，是全球业内人士所追求的目标之一。

现有技术中，典型的技术有ZL01804284.8(WO2001/55460)“处理粉尘或粉尘混合物的方法”，该方法通过气体输送的方法，把粉尘送往熔融金属和液体氧化渣之中或之上，可以达到处理并回收粉尘中有用成分的目的，但该方法存在几点问题：a.气体输送会造成粉尘在电弧炉炉堂内大量喷溅；b.由于电炉生产过程中会产生大量的烟气，因此均配有除尘系统，且除尘系统有很大的抽风量，粉尘会随着除尘抽风再次被抽出，这一方面降底了粉尘利用效率，另一方面也增加了除尘系统的负荷。

另一种典型的技术是压块再投入法，如ZL200810139070.X公开了“一种不锈钢除尘灰压块直接入炉应用的方法”，其方法是按照一定的成份比例，将粉尘和配料混合后压制成块，再投入电炉进行回收利用。这种工艺方法的粉尘回收率高，可操作性强，但必须有独立的粉末压块处理车间，以及压块处理设备，极大增加了投资成本。

由此可见，上述两大类型技术方案为在冶炼过程中将粉尘直接加金属熔池的直接加入法，均存在一些不足，因此，需探索一种能处理含铁粉尘的方法，该方法使粉尘加入电弧炉时炉膛内不会发生大量喷溅，并避免粉尘随除尘系统再次被抽出，同时，也不需要专门的压块处理，降低生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，该方法将送往电弧炉金属熔池的块状原料作为粉尘载体，达到避免粉尘加入电弧炉时引起炉内喷溅、粉尘被除尘系统再次抽出和降低生产成本的目的。

本发明的利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法如下：将含铁粉尘向正在往电弧炉金属熔池输送的块状原料喷洒，一部分含铁粉尘降落在块状原料表面形成覆盖层，一部分含铁粉尘降落在块状原料之间的缝隙中，加热输送过程中的块状原料和粉尘让粉尘受热固化，使含铁粉尘随块状原料进入金属熔池。

进一步，所述含铁粉尘为炼钢厂粉尘、粉矿粉尘或高炉粉尘，所述块状原料为废钢；

进一步，在含铁粉尘向废钢喷洒的同时向含铁粉尘喷洒水雾；

进一步，加入含铁粉尘与废钢的质量比为1:20～1:100；

进一步，通过电炉烟气的抽风设备抽走粉尘受热后挥发的重金属化合物；

进一步，所述废钢和粉尘通过电炉烟气加热或通过电炉烟气和外部化学能同时加热；

进一步，所述粉尘中添加有利于粉尘受热固化或后续反应的添加剂；

进一步，所述添加剂为C、粘土、CaO或SiO₂的粉末；

进一步，所述废钢和粉尘通过水平涵道式废钢非自主输送装置或倾斜涵道式废钢重力诱导的输送装置输送。

本发明的有益效果：本发明的利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，利用块状原料作为载体，并在输送过程中使粉尘受热固化，粉尘随块状原料进入金属熔池，具有以下优点：

（1）可处理钢铁生产中产生的粉尘，回收利用粉尘中所含的金属铁，同时降低粉尘对环境的污染；

（2）由于利用废钢作为载体，避免使用气体输送，防止电弧炉炉膛内发生喷溅；

（3）输送过程中含铁粉尘受热固化并粘附在废钢上，避免粉尘被除尘系统再次抽出，提高粉尘处理效率；

（4）直接加入粉尘，不需对粉尘进行压块处理，处理成本较低；

（5）当利用废钢作为载体时，某些废钢的表面油漆等物质会在加热到200℃～700℃区间时产生二恶英，覆盖在废钢表面的粉尘层具有吸附和过滤作用，吸附的二恶英随同废钢和粉尘带入金属熔池被高温分解，有抑制或降低二恶英排放的效能；

（6）粉尘在输送和电炉熔炼过程中，Zn，Pb等金属受热挥发到烟气中，氧化后随烟气被抽出，对此烟气进行浓缩，便于后续处理和提炼；

（7）废钢之间粉尘的存在，也防止了废钢表层在接近电炉口时被高温烘烤而粘连，有利于电炉操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明在现有废钢预热输送和电弧炉设备上实施的原理示意图。

具体实施方式

图1为本发明在现有废钢预热输送和电弧炉设备上实施的原理示意图，如图所示：现有的废钢预热输送和电弧炉设备中，电弧炉1内留有金属熔池2，废钢3（或废钢输送层）由装料设备8和密封装置5d被导入废钢预热输送装置5，废钢3从废钢预热输送装置5的出口输送到金属熔池2中，电炉烟气4经废钢预热输送装置5的涵道流过废钢3的输送层表面对废钢3进行预热，在尘降室5a降下大颗粒粉尘后由抽风设备的抽风口5c抽出，废钢预热输送装置5的涵道侧壁安装有化学能烧嘴5b。在上述现有设备基础上，在抽风口后部安装含铁粉尘喷洒装置7，调配后的含铁粉尘6被喷洒到废钢3的表面和废钢3之间的间隙中。

本实施例是在上述现有设备或技术上实施的新工艺方法，本实施例的利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法是：使用喷洒装置7将高炉粉尘向正在往电弧炉1的金属熔池2输送的废钢3喷洒，一部分高炉炉粉尘降落在废钢3表面形成覆盖层，一部分高炉粉尘降落在废钢3之间的缝隙中，加热输送过程中的废钢3和高炉粉尘使粉尘受热固化，防止粉尘被烟气带走，高炉粉尘随废钢3进入金属熔池2。由于利用废钢作为载体，避免使用气体输送，防止电弧炉炉膛内发生喷溅，输送过程中废钢受热固化，避免粉尘被除尘系统再次抽出，提高粉尘处理效率；直接加入粉尘，不需对粉尘进行压块处理，处理成本较低。此外，在废钢和粉尘被输送的过程中，废钢也得到加热，从表层到底层会形成一个温度梯度，表层的温度较高，废钢被加热过程中，根据废钢的不同的来源有可能会有二恶英产生，覆盖粉尘层提供了在废钢层和烟气之间的隔离和过滤层，能抑制或减少二恶英混入电炉烟气被抽出。再者，粉尘层和废钢之间粉尘的存在，也防止了废钢表层在接近电炉口时被高温烘烤而粘连，有利于电炉操作。将高炉粉尘喷洒在除废钢之外的其他块状原料，随块状原料进入金属熔池，同样可以实现本发明的目的。该方法除适用于高炉粉尘的回收处理外，还适用于炼钢厂电炉和转炉粉尘、粉矿粉尘等一切含铁粉尘的回收处理。

本实施例中，在高炉粉尘向废钢喷洒的同时向高炉粉尘喷洒水雾，少量水雾在废钢表层和粉尘中使得粉尘易贴附废钢并凝结成较大颗粒，防止加料过程粉尘被漏风带走，提高粉尘处理效率。

本实施例中，高炉粉尘加入的量控制在每吨废钢加入8～40kg，以达到较好的处理效果，即加入含铁粉尘与废钢的质量比为1:20～1:100。

本实施例中，通过电炉烟气的抽风设备抽走粉尘受热后挥发的重金属化合物，被电炉烟气带出的粉尘中重金属含量提高，当废钢和粉尘被输送至接近金属熔池时，烟气温度高达1300℃左右，并考虑钢水和电弧的热辐射，粉尘中重金属氧化物被部分还原，粉尘中的Zn、Pb等重金属开始挥发出来，当废钢从加料口落向金属熔池时，过程短，废钢吸附及夹带粉尘结块进入金属熔池，产生冶金反应，还原粉尘中的铁，Zn、Pb等重金属挥发并被抽走，便于后续处理和提炼。

需要指出的是，正是因为本方法对电炉粉尘低熔点重金属出的浓缩，当粉尘中熔点重金属（ZnO）浓度达到一定程度，便不再适合再次直接加入电炉了。而应转入其它工艺中提Zn，但也可以混合配比高炉粉尘、转炉粉尘等（含锌较低）后再入电炉。

本实施例中，所述废钢和粉尘通过电炉烟气加热，合理利用烟气热能使粉尘固化，能耗低。当然，也可根据废钢预热和粉尘固化情况，通过电炉烟气和化学能烧嘴5b喷出火焰同时加热。

本实施例中，所述粉尘中添加有利于粉尘受热固化或后续反应的添加剂，所述添加剂为C、粘土、CaO或SiO₂的粉末，其中，C粉有利于粉尘的还原反应，粘土、CaO或SiO₂有利于粉尘的固化。

本实施例中，所述废钢和粉尘通过水平涵道式废钢非自主输送装置或倾斜涵道式废钢重力诱导的输送装置输送，适用范围广。

如将上述实施例中的粉尘喷洒装置7替换为颗粒撒布设备，粉尘直接喷洒改为粉尘造粒后将颗粒撒布在废钢表面和缝隙中，也能实现本发明的目的，但粉尘处理过程中对二恶英的吸附和抑制，粉尘随同废钢浸入熔池的效果不能达到最佳。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，其特征在于：将含铁粉尘向正在往电弧炉金属熔池输送的块状原料喷洒，一部分含铁粉尘降落在块状原料表面形成覆盖层，一部分含铁粉尘降落在块状原料之间的缝隙中，加热输送过程中的块状原料和粉尘让粉尘受热固化，使含铁粉尘随块状原料进入金属熔池；

所述含铁粉尘为炼钢厂粉尘、粉矿粉尘或高炉粉尘，所述块状原料为废钢，加入含铁粉尘与废钢的质量比为1:20～1:100；在含铁粉尘向废钢喷洒的同时向含铁粉尘喷洒水雾，或含铁粉尘混合少量水后喷涂在废钢层上。

2.根据权利要求1所述的利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，其特征在于：通过电炉烟气的抽风设备抽走粉尘受热后挥发的重金属化合物，被电炉烟气带出的粉尘中重金属含量提高。

3.根据权利要求2所述的利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，其特征在于：所述废钢和粉尘通过电炉烟气加热或通过电炉烟气和外部化学能同时加热。

4.根据权利要求3所述的利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，其特征在于：所述粉尘中添加有利于粉尘受热固化或后续反应的添加剂。

5.根据权利要求4所述的利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，其特征在于：所述添加剂为C、粘土、CaO或SiO₂的粉末。

6.根据权利要求5所述的利用电弧炉综合处理含铁粉尘的方法，其特征在于：所述废钢和粉尘通过水平涵道式废钢非自主输送装置或倾斜涵道式废钢重力诱导的输送装置输送。