CN109112252A - 一种电炉利用金属粉末冶炼铁合金和特殊钢的方法 - Google Patents

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慕湧
谭广志
李秉勃
聂玉梅
宿宁
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Abstract

本发明公开了一种电炉利用金属粉末冶炼铁合金和特殊钢的方法，首先将矿热炉生产出的液态炉渣倒入8m3专用渣罐，拉运到40吨电炉待用；将12吨含有重金属和重金属氧化物的粉末加入到电炉炉底；行车吊起8m3专用渣罐，电炉旋开炉盖，从炉顶将渣液倒入电炉，炉渣的量控制在10吨左右；电炉旋入炉盖，然后送电冶炼，在冶炼过程中向炉渣中间喷入碳粉，喷入的碳粉量为金属料的0.6%，促使炉渣发泡；待电炉炉内的炉渣泡沫化开始后，通过电炉的料仓向炉内加入其余的金属粉末料28吨，直到加料满足炼钢的要求为止，待炼钢任务结束后，倒出电炉炉内的钢水，将炉渣全部倒出，进入下一炉次的冶炼作业，如此循环即可。本方法能够将金属铁粉作为炼钢的原料大规模使用。

Description

一种电炉利用金属粉末冶炼铁合金和特殊钢的方法
技术领域
本发明主要涉及电冶金领域，涉及一种以重金属粉末和重金属氧化物颗粒料为主要原料，在AC-EAF进行成分调整和温度调整，冶炼铁合金或者特殊钢材料的工艺，特别是一种电炉利用金属粉末冶炼铁合金和特殊钢的方法。
背景技术
发明人提出了利用熔融还原法提取石棉尾矿中重金属的工艺方法，即石棉尾矿经过矿热炉的熔融还原处理以后，金属化的物质基本上弥散于炉渣之中，矿热炉的熔融还原反应，能够让大部分的重金属氧化物还原，还有一部分没有还原。熔融的炉渣经过炉渣粒化处理以后，然后破碎到70目，破碎后，石棉尾矿中被还原的Ni、Co、Mo具有磁性，首先被磁选出来，没有被还原的重金属氧化物，由于尖晶石相被破坏，所以通过磁选的工艺能够被分离，然后再利用。通过磁选处理的物料，再在球磨机内球磨到150目，由于炉渣中间的Cr不具有磁性，但是属于耐磨性较强的物质，在球磨到150目后，通过150目的筛网，筛分后，粒度较大的耐磨性物质金属铬成为筛上物被挑选出，作为合金材料使用。这样能够较为充分的选取石棉尾矿中间的重金属，应用于钢铁制造和特殊材料的生产。石棉尾矿的成分见下表：
按照理想化还原，金属化以后金属产生量如下：
铁：1000kg×6.02%=60.2kg
钴：1000kg×0.019%×58/74=0.15kg
铬：1000kg×0.39%×52/152=1.33kg
镍：1000kg×0.23%×59/75=1.81
金属总计：60.2+0.15+1.33+1.81=63.49kg
金属化后的物料具有以下的特点：
1)由于金属铬不具备磁性，所以在筛选工序被筛选出，作为金属铬被利用；
金属中间富含镍和钴，以及少量的氧化铬，设定氧化铬的还原率为90%，预测金属物料中间的成分预测见下表：
但是以上的这种金属铁粉，含有大部分金属颗粒和金属氧化物颗粒，应用于生产钢铁材料，难以作为金属材料直接应用于电炉，主要原因是这种金属粉末，加入到电炉以后，冶炼过程中的吹炼和送电加热过程中，会使得这种金属粉末的损失较大。
查阅文献（1）俞海明于2009年在冶金工业出版社出版的《现代电炉炼钢操作》一书中间，没有提及利用金属粉末冶炼铁合金的操作方法；（2）傅杰教授于2009年在冶金工业出版社出版的图书《现代电炉炼钢理论与应用》一书中间，同样没有利用金属粉末在电炉炼钢的理论支持；（3）傅杰教授和王新江共同编著的《现代电炉炼钢生产技术手册》中间，也没有介绍电炉利用金属粉末炼钢的工艺方法。
通过以上的文献表述可知，目前还没有利用金属粉末冶炼铁合金或者钢铁材料的工艺方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电炉利用金属粉末冶炼铁合金和特殊钢的方法，能够将金属铁粉作为炼钢的原料大规模的使用，变废为宝，提高企业经济效益。
本发明的目的是这样实现的，一种电炉利用金属粉末冶炼铁合金和特殊钢的方法，首先将矿热炉生产出的液态炉渣倒入8m3专用渣罐，拉运到40吨电炉待用；将12吨含有重金属和重金属氧化物的粉末加入到电炉炉底；行车吊起8m3专用渣罐，电炉旋开炉盖，从炉顶将渣液倒入电炉，炉渣的量控制在10吨左右；电炉旋入炉盖，然后送电冶炼，在冶炼过程中向炉渣中间喷入碳粉，喷入的碳粉量为金属料的0.6%，促使炉渣发泡；待电炉炉内的炉渣泡沫化开始后，通过电炉的料仓向炉内加入其余的金属粉末料28吨，直到加料满足炼钢的要求为止，待炼钢任务结束后，倒出电炉炉内的钢水，将炉渣全部倒出，进入下一炉次的冶炼作业，如此循环即可。
发明人发现，电炉冶炼过程中，电弧区的温度在3000～6000℃，电弧区的绝大多数金属会汽化后蒸发，进入除尘系统，并且电炉电弧在送电冶炼过程中，电弧短路放电产生的动能很大，直接将金属粉末作为原料冶炼铁合金，一是送电过程中烟气量较大，二是金属粉末进入除尘系统的量远远大于利用废钢炼钢的工艺方法。
发明人通过学习得知，液态炉渣中间的各种组分，是以复杂的离子状态存在，具有良好的导电性，同时粘度合适的炉渣，电弧区汽化的金属会被液态炉渣阻隔或者吸收在炉渣内，在泡沫化的状态下，炉渣能够覆盖电弧，减少电弧区的金属氧化损失和汽化损失，所以发明人将一部分金属粉末加入电炉后，然后将熔融还原的矿热炉液态炉渣，倒入电炉中间，利用液态炉渣完全覆盖金属粉末后，然后再送电冶炼，在电炉泡沫渣形成后，将其余的金属粉末通过电炉料仓陆续加入到电炉进行冶炼。这种工艺模式，避免了电炉直接加热金属粉末过程中，金属粉末在电弧的冲击下被震荡飘散在炉膛中间，进入除尘系统的短板，也减少了电弧区金属的蒸发量，能够将金属铁粉作为炼钢的原料大规模的使用，应用于铁合金和特殊钢的冶炼。
本发明基于以下的创新点：
1.发明人在矿热炉首先冶炼出炉渣成分为钙镁橄榄石为主的炉渣，利用这种炉渣的导热系数较低的特点（在0.4W/m﹒K），能够将液态炉渣通过铸钢材料的渣罐直接运输到电炉炼钢工序使用；
2.将炼钢所需的三分之一原料的金属粉末首先加入电炉内，通过布料作业，将金属粉末平铺在电炉炉底，这种加料模式，能够避免电炉电极穿井过程中对于炉底耐火材料的烧损；
3.利用泡沫渣的化学反应界面较大的特点，在电炉泡沫渣操作期间，通过电炉的炉顶料仓，向电炉加入含有大量金属和部分金属氧化物的粉末，进行还原反应由于冶炼铁合金或者特殊钢材料。
具体实施方式
以新疆若羌县圣地科技用于熔融还原石棉尾矿的矿热炉和电炉为例；
一种电炉利用金属粉末冶炼铁合金和特殊钢的方法，
1)首先将矿热炉生产出的液态炉渣倒入8m3专用渣罐，拉运到40吨电炉待用；
2)40吨电炉首先将12吨含有重金属和重金属氧化物的粉末加入到电炉炉底；
3)行车吊起8m3专用渣罐，电炉旋开炉盖，从炉顶将渣液倒入电炉，炉渣的量控制在10吨左右；
4)电炉旋入炉盖，然后送电冶炼，在冶炼过程中向炉渣中间喷入碳粉，喷入的碳粉量为金属料的0.6%，促使炉渣发泡；
5)待电炉炉内的炉渣泡沫化开始后，通过电炉的料仓向炉内加入其余的金属粉末料28吨，直到加料满足炼钢的要求为止；
6）待炼钢任务结束后，倒出电炉炉内的钢水，将炉渣全部倒出，进入下一炉次的冶炼作业，如此循环即可。

Claims (1)

1.一种电炉利用金属粉末冶炼铁合金和特殊钢的方法，其特征在于：首先将矿热炉生产出的液态炉渣倒入8m3专用渣罐，拉运到40吨电炉待用；将12吨含有重金属和重金属氧化物的粉末加入到电炉炉底；行车吊起8m3专用渣罐，电炉旋开炉盖，从炉顶将渣液倒入电炉，炉渣的量控制在10吨左右；电炉旋入炉盖，然后送电冶炼，在冶炼过程中向炉渣中间喷入碳粉，喷入的碳粉量为金属料的0.6%，促使炉渣发泡；待电炉炉内的炉渣泡沫化开始后，通过电炉的料仓向炉内加入其余的金属粉末料28吨，直到加料满足炼钢的要求为止，待炼钢任务结束后，倒出电炉炉内的钢水，将炉渣全部倒出，进入下一炉次的冶炼作业，如此循环即可。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN1789431A (zh) * 2005-12-10 2006-06-21 江苏沙钢集团有限公司 炼钢钢包余钢和余渣的回收方法
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CN101956043A (zh) * 2010-10-13 2011-01-26 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种炼钢残渣的回收利用方法

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