CN1029374C - 利用氩氧炉尘中的金属氧化物冶炼铬钢及其合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明利用氩氧炉尘中的金属氧化物冶炼铬镍钢及合金的方法,是将AOD炉尘,配入还原剂造成球团或压块加入感应炉、感应电弧炉内熔化直接还原出价值高的Cr、Ni……元素,形成合金和含低Cr、Ni、Mn……元素,可供炼钢使用;在电弧炉还原期加入球团直接还原出Cr、Ni、Mn……,回收的元素溶于钢液中;AOD炉尘的综合利用,可回收大量的贵金属Cr、Ni,变废为宝,降低钢的成本,经济效益和社会效益是显著的。本发明适用于VOD、电弧炉炉尘、冶炼铬铁炉尘的综合利用,回收Cr、Ni等金属,生产其它合金。
Description
本发明属于金属的生产或精炼。特别是涉及利用氩氧炉尘中金属氧化物冶炼铬镍钢及合金的方法。
用电弧炉和AOD精炼炉生产不锈钢的过程中,产生的炉尘一般相当于钢水的1.5-2.0%,炉尘收集后,进行处理回收其金属。近年来已经开发处理电弧炉和AOD炉尘,回收有价值的残留金属的工作。英国法林登的TRD中间试验工厂,开发处理和等离子发生器,从AOD炉尘中回收铬、镍、钼的试验;美国费成公司IMS公司开发等离子体工艺,从AOD炉尘中回收铬的流程;此外,IMS还投资进一步研究如何处理含高浓度氧化锌的AOD炉尘。Tetronies等离子炉具有传统电弧炉壳,内有一支功率为2.0-5.0MW直流等离子体发生器为热源。炉尘与碳质还原剂混合,一般是焦炭和煤,适当添加石灰或氧化硅熔剂以调整渣的碱度,以便从AOD炉尘中,还原铬、镍、钼等金属,其成分:Fe=60-75%,Cr=15-25%,Ni=2.0-8.0%,Mn=0-1.5%,C=5-6%,因此,可用于炼钢。
采用等离子炉回收炉尘中的铬、镍、钼等元素,采用碳质为还原剂,其合金中碳含量高,影响合金的应用范围;同时,碳还原为吸热反应,为满足冶炼的要求,必然增加合金生产的环节,增加电耗和炼钢成本。
本发明的目的,针对上述回收氩氧炉中铬、镍金属的方法的不足,利用氩氧炉尘和碳、碳化硅、硅铁粉为还原剂,制成球团或压块,在感应炉或电弧炉内,以硅和碳化硅为还原剂,熔炼成铬、镍合金和含低铬、镍钢;或者,在电弧炉还原期,加入含氩氧炉尘的球团或压块,将铬、镍、锰等合金元素直接还原进入钢液,以达到回收和利用氩氧炉尘中的铬、镍等金属元素,冶炼含镍、铬钢及其合金的方法。
本发明的内容如下:①以焦碳、碳化硅、硅铁粉作还原剂和AOD炉尘按比例配好,以炉尘∶还原剂∶粘合剂之比为5∶1∶0.2,制球压力为0.5MPa制成球团或压块,于200-300℃下烘干,维持1.0-1.5小时,以便使用;
②本发明以焦粉、硅铁粉、碳化硅为还原剂;利用AOD炉尘球团或压块冶炼,合金元素的还原率分别为75-80%,80-85%,90-95%;选择碳化硅为最好的还原剂,AOD炉尘中合金元素回收率最高;
③本发明将球团或压块置于感应炉或感应电弧炉内,熔化时可适当地加入熔剂,以调整炉渣的碱度和流动性,冶炼得到合金成分:Cr=18-20%;Ni=10-12%;Mn=5.0-6.0;Fe>60%;及含Cr=8.0-12.0%,Ni=5.0-7.0%;Mn>3.0%的钢,以供炼钢应用;
④本发明将AOD炉尘的球团或压块,在电弧炉还原初期加入炉内,边熔化,边还原,边脱氧,直接还原的铬、镍、锰……等元素,溶于钢液中,直接合金化;
⑤本发明也可将散状的炉尘直接加入感应炉、感应电弧炉或电弧炉直接冶炼含铬、镍、锰的铁合金;其冶炼方法为:将散状的AOD炉尘,还原剂、熔剂混合后加入炉内,进行熔化,冶炼温度控制在1500-1600℃,及时调整炉渣碱度:(CaO+BaO)/SiO2=1.3-1.7,必须达到渣流动性好,AOD炉尘直接还原成合金;铬、镍、……元
素的还原率为70-75%,比球团或压块低。
⑥本发明的冶炼方法中的感应电弧炉是应用感应炉加热钢液,向炉内加入AOD炉尘球团或压块,利用电弧加热球团或压块,边熔化、边直接还原AOD炉尘球团或压块中的铬、镍等合金元素,最后冶炼出含低的铬、镍的钢。
本发明采用碳化硅为还原剂,还原AOD炉尘的主要还原反应:
……
本发明回收AOD炉尘中的金属的冶炼设备,工艺方法简单易行,投资不大,即可直接冶炼含铬、镍、……的铁合金,又可通过直接合金化冶炼低铬、镍的钢;通过采用球团或压块,也可直接采用散料的原料的方法,回收AOD炉尘中的金属,是完全可行、可靠的。
本发明可以回收大量的铬、镍等合金,变废为宝;既降低钢的成本,又改善了环境的污染,其经济效益和社会效益较显著。以1吨AOD炉尘回收的合金,价值为2000元/T以上。若一年内有100吨AOD炉尘,则价值为22万元之多。
本发明可回收AOD炉尘、VOD炉尘、电弧炉炉尘、铬铁冶炼炉尘等。
Claims (3)
1、利用氩氧炉尘中的金属氧化物冶炼铬镍钢及合金的方法,以焦碳、煤为还原剂,适当添加石灰或氧化硅,其特征在于还原剂还可以是碳化硅、硅铁粉;炉尘∶还原剂∶粘结剂比例为5∶1∶0.2,以0.5MPa压力下造块或球团,于200-300℃以上,维持1-1.5小时烘干,将造块或球团置于感应炉、电弧炉或感应电弧炉内,熔化且适当加入BaO调整炉渣碱度(CaO+BaO)/SiO2=1.3-1.7),温度控制在1500-1550℃,冶炼的合金化成分18-20%Cr,5.0-6.0%Mn10-12%Ni≥60%Fe。
2、根据权利要求1所述利用氩氧炉尘中的金属氧化物冶炼铬镍钢及合金的方法,其特征在于电弧炉还原期,向炉内加入含炉尘造块或球团,加入碳化硅、硅铁粉、碳等还原剂,将还原Cr、Ni、Mn等元素溶入钢液。
3、根据权利要求1所述利用氩氧炉尘中的金属氧化物冶炼铬镍钢及合金的方法,其特征在于还原剂为碳化硅。
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