CN1067727C - 用于钢铁冶金的铝渣加入方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于钢铁冶金的铝渣加入方法，属于钢铁冶炼方法。本发明把含铁尘、钢铁锈垢、钢铁精炼渣、炼钢炼铁用原料的氧化物中的任一种或一种以上的含铁粉末与铝渣按适当的化学计算配比进行混合形成一种混合物，将该混合物用粘结剂粘结起来，用电磁运输装置将上述粘结的混合物直接送到炼铁、炼钢炉中。粘结剂可采用废重油。本发明方法简单易行，不增加额外设备，可大幅度降低成本。

Description

用于钢铁冶金的铝渣加入方法

本发明涉及钢铁冶炼方法，特别是用铝渣进行的钢铁冶炼方法。

用铝渣冶炼钢铁的方法，如日本专利1750153；是把含铁粉尘、钢铁锈垢、精炼钢铁渣、制铁、制钢用原料氧化物中的一种或二种以上的含铁粉尘末与铝渣的混合物，投放到炼铁、炼钢炉中去进行冶炼。该混合物中的氧化铁与金属铝发生氧化反应。根据上述炼铁、炼钢的方法，可把含铁粉尘和铝渣作为金属资源有效地循环使用从而减少工业废物量，而且利用其反应热而提高能量效率，因而具有实用价值。

但为了实施上述技术需要把含铁粉末(FeO)Fe2O3和铝渣的混合物(以下简称混合物)投放到炼钢、炼铁炉中去的设备。若想把混合物从炉口投入，需事先把混合物加工成易搬运的形状。为了保管散装的混合物需要用集料箱，由集料箱将混合物运送到炉口需使用输送带。炉口上需设置接收输送带运来的混合物的加料斗及加料的计量设备。有了上述设备才可能把混合物投加到炼铁、炼钢炉中去。运送、加料设备体积较大，占据很大空间。一般钢厂的剩余空间都较小，难以安装上述所需使用的设备，因而很难推广用铝渣进行冶炼钢铁的方法。

本发明的目的是提供一种用铝渣进行钢铁冶炼时加入铝渣的方法。该方法可在不增加大型设备的情况下，把含铁粉末和铝渣的混合物加到炼钢、炼铁炉中。

本发明的目的是这样实现的：

本发明把含铁粉尘、钢铁锈垢、钢铁精炼渣、炼铁、炼钢用原料的氧化物之中的任一种或一种以上的含铁粉末与铝渣、必需的焦炭和煤粉中的任一种或一种以上(根据需要也可不加)混合起来组成的含铝的混合物，用粘合剂将该混合物粘结起来，然后用磁盘吊将该粘结起来的混合物吸住、运送到炼铁、炼钢炉口并将其投加到炼铁、炼钢炉中。

上述的粘结剂可采用废重油。

在炼铁、炼钢炉中上述混合物中的氧化铁与金属铝发生化学反应，完成用铝渣炼铁、炼钢的方法。

根据需要，焦炭和煤粉中的一种或一种以上的加入量为含铁粉末和铝渣总重的0～25％(重量％)。

在本发明所述的炼铁、炼钢方法中，含铁粉尘是指在炼铁、炼钢或钢铁制品的生产过程中产生的粉尘。即除尘机中收集起来而得到的物质。

用盐酸、硫酸清洗钢板或轧钢材料上锈垢的过程中，产生的废液中回收的含铁物质也跟我钢铁粉尘一样，可作本发明中的一种原料加以利用。但应将这些粉尘完全干燥而形成粉末状。

钢铁锈垢是指在连续铸造，钢锭、钢板等的加热，轧钢或锻造等过程中产生的铁氧化物。

钢铁精炼渣是指在炼铁、炼钢过程中，覆盖在熔池表面的熔渣经冷却、凝固而成的物质。使用时要将其粉碎成适当大小的尺寸。这些含有以铁氧化物为主体的化学成分，同时含有基体钢、铁所含的Si、Mn、Ni、Cr等合金元素。

炼铁、炼钢用原料的氧化物是指用二氧化锰、氧化镍等冶炼钢时需添加的合金元素的氧化物。

本发明中所选用的含铁粉末是必须能被磁铁吸住的。

铝渣是指在炼铝时，熔融铝表面上产生的物质。通常是粉状物质。本方法中使用的铝渣化学成分如表1所示。通常因为回收这类金属铝成本高，最后作为工业废物处理。

表1、铝渣化学成分(重量％)

金属铝	Al2O3	SiO2	MgO	AlN	其他
＜40％	＞30％	＜10％	＜10％	＜15％	＜5％

上述的铝渣是不能被磁铁吸住的。本发明中把含铁粉末和铝渣用粘合剂粘结后即可以被磁铁吸住。因此，不用事先把混合物加工成形。直接用带电磁铁设备的起重机把上述粘结的混合物吸起，投放到炼铁、炼钢炉中即可。因多数钢厂具备这类起重设备，用不着新装输送带之类的搬运设备，直接用电磁起重机，把上述带铝渣混合物投放到炼铁、炼钢炉中，从而实现本发明方法。

含铁粉尘、钢铁锈垢及钢铁渣中的氧化铁是用于产生炼钢所需的热，这种热是上述氧化铁与铝渣中的金属铝起反应而产生的，同时氧化铁被还原为铁。这个铁加入到炼铁、炼钢熔液中去，从而增加了产量。在冶炼含有合金元素的钢种，如不锈钢的过程中所产生的钢铁粉尘中，除了氧化铁以外还含有Ni、Cr等合金元素的氧化物。把这些氧化物用于冶炼含有同样合金元素的钢时，由于金属铝所还原的合金元素的熔入而减少高价的合金元素的添加量。炼铁、炼钢用原料的氧化物也同样被金属铝还原成合金元素并加入到熔液里去。

铝渣中的氧化铝及因上述的反应结果而生成的氧化铝与通常炼铁、炼钢过程中使用的石灰共同去除钢中有害的硫磺。从而起到了熔剂的作用。

金属铝除与铁氧化物、合金元素氧化物反应之外还与通常炼钢过程中吹进去的氧气发生反应。这些氧化反应是放热反应。这些反应热可作为炼铁、炼钢的能量加以使用，从而提高炼铁、炼钢的能量效率。由于LF炉中没有加热设备，因而钢水温度随时间下降。在LF炉中产生上述反应时可延缓融熔钢温度下降。本发明中，上述含铝粉末除铝渣外，还可根据要求加人焦炭或煤粉中的一种或二种混合物。

本发明中使用的焦炭、煤粉的主成分为碳，可用于还原氧化铁。碳和氧化铁的还原反应为吸热反应，因而，不可能期望象铝一样因放热反应而节省能量。若作为还原反应对象的氧化铁量多，不能确保充分的铝渣量时，可使用焦炭或煤粉与铝渣，以确保氧化铁还原。

本发明中，作为粘合剂的物质是具有某种程度粘性的液体，它随干燥而粉末表面固化。凡对炼铁、炼钢无不利影响的任何物质都可以作粘合剂。工业上实用化时希望是不增加成本的物质。由此，本发明中，作为粘合剂的物质是以炼钢厂不要的重油为主成分的废重油，它一般不增加成本。有效地利用废重油可减少废重油的处理量。特别是，含铁粉末和废油是所有炼钢厂中都产生的废物。仅需往炼钢厂运送铝渣就可以了。减低运送成本及处理废物成本，进而达到极大地降低全厂成本的目的。以废油为媒介把含铁粉末与含铝粉末粘着时，不需特殊限制。例如，炼钢厂内，把回收的钢铁锈垢等物干燥后，投到混合机里。对钢铁锈垢等重量而言，添加5～10％废重油，把锈垢等撒到废重油上，然后添加铝渣并混合。废重油起粘合剂作用，将钢铁锈垢和铝渣粘着在一起，该混合物被磁铁吸附住。

被磁铁吸附住的混合物的重量决定于电磁铁装置的功率。本发明经实验确定，电磁铁起重机一次可吸附住400公斤以上的混合物并投放到炉中。所以，在用废重油作为粘合剂时，用电磁起重机可运送足够的混合物。

以上是对本发明实施途径的说明，本发明也可通过其它途径来实施。

(1)含铁粉末和含铝粉末之配比按下式计算：

……(1)

按(1)式Al:1mol(27g)还原3/8mol(87g)Fe₃O₄，生成9/8(63g)Fe。就重量比而言，Al可还原其重量的3.2倍氧化铁，生成Al重量的2.3倍铁。所以，还原1000kg钢铁锈垢，所必需的Al渣量按数(2)式求得：

1000kg×(27/87)=310kg    ……(2)

若铝渣中，铝含有率为30％时，得到310kg铝所必需的铝渣量，按(2)式求得：

310kg÷0.3=1033kg    ……(3)

假定钢铁锈垢中Fe₃O₄含有率为90％时，所必需的Al渣重量按(4)式求得：

1033kg×0.9=930kg    ……(4)

由此可见，当钢铁锈垢中Fe3O4含有率为90-100％、铝渣中金属铝含有率为30％时，钢铁锈垢和铝渣重量比大约为1∶1。

(2)升降电磁铁吸住试验

把干燥后的钢铁锈垢粉末500kg投到混合机里，然后添加重油为主成分的50kg废重油。把废重油喷射到所有钢铁锈垢上。

其后添加Al含有率为30％的铝渣粉末500kg并混合。把上述混合物，用炼钢厂内升降电磁铁吸引上去。电磁铁吸住全部混合物。把混合物投放到原料罐中，测定吸附住的混合物重量，其结果是一次可拿上400kg混合物。

本发明的效果：

如上所述，根据本发明，不用把含铁粉末和含铝粉末的混合物加工成型。而是用磁铁吸着运送并投放到炼铁、炼钢炉中去。不用输送带之类运送设备即可实施用铝渣炼铁、炼钢的方法。

另外，以前作为工业废物，没有充分利用的钢铁粉尘类与铝渣类，现在不用任何额外设备及外部能量，即可有效地应用从前的炼铁、炼钢工艺，解决废物处理问题，循环使用资源，提高炼铁、炼钢工艺过程中的能量效率。而且不破坏从前炼铁、炼钢工艺的安全性。特别是，本发明不加多少成本，有效地利用废重油作为粘合剂，可减少废重油处理量，大幅度降低全部成本。

Claims (5)

1．一种用于钢铁冶金的铝渣加入方法，其特征在于把含铁粉尘，钢铁锈垢，钢铁精炼渣，炼钢炼铁用原料的氧化物中的任一种或一种以上的含铁粉末与铝渣按适当的化学计算配比，进行混合形成一种混合物，将该混合物用粘结剂粘结起来，用电磁运输装置将所述粘结的混合物直接送到炼铁，炼钢炉中。

2．如权利要求1所述的方法，其特征在于所说的含铁粉末与铝渣的重量比为1∶1。

3．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的混合物中可加入焦炭和煤粉中的任一种或二种，其加入量为所述混合物重量之和的0～25％(重量％)。

4．如权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于所说的粘合剂为废重油。

5．如权利要求4所述的方法，其特征在于所述的废重油的用量为所述的含铁粉末重量的5～10％(重量％)。