CN1106464A - 轮炉飞灰炼钢 - Google Patents

Abstract

本发明转炉飞灰炼钢方法用于处理钢铁厂在转 炉炼钢过程中喷氧时所产生的大量烟囱飞灰，将飞灰 与定量碳、生石灰、河砂、结晶硅等用电炉(或平炉)在 1400℃～1700℃高温下还原精炼，得到优质碳素钢， 并同时处理、解决了各钢铁厂转炉飞灰的三废治理问 题。

Description

本发明用电炉（或平炉）高温还原精炼方法从转炉飞灰中提炼出优质碳素钢。

转炉飞灰是钢铁厂在转炉炼钢过程中喷氧时产生的大量烟囱飞灰，为黑色粉尘，对环境造成污染，通常各钢铁厂采用水淋法处理这些飞灰。飞灰随水排出后在污水池内沉淀成淤泥状胶质灰渣，主要含量：铁的氧化物50～57%，二氧化硅（SiO₂）7.6%，氧化钙（CaO）8.8%及其它少量的碳、磷、硫、铝等元素。虽然各钢铁厂都投入了大量人力、物力，始终无法解决处理灰渣这一难题，到目前都未有理想的处理方法。

本发明是这样实现的：

飞灰中所含的铁主要以氧化物的形式存在，为了使这些氧化物能被还原精炼，所以须向飞灰中加入一定量的碳作为还原剂。又因飞灰中的SiO₂、Al₂O₃、P、S等高熔点的化合物存在，所以还须向飞灰中加入生石灰（主要成份为氧化钙）使它们发生反应生成低熔点的强碱性炉渣，以除去飞灰中的杂质及P、S元素，因飞灰中二氧化硅含量少，不能与钙充分反应，所以须加入定量河沙（主要成份为SiO₂）与定量的氧化钙反应生成低熔点的硅酸钙。硅酸钙在1400℃～1500℃时具有好的流动性，使得其它杂质能和它一起顺利排出炉外。

冶炼时，先将还原剂碳及助熔剂生石灰、河沙等与飞灰混合均匀，使它们各种成份充分结合，有利于反应的顺利进行。然后将混合均匀的原料加入到电炉（或平炉）中，利用炉中的高温（1400℃～1700℃）使原料之间发生一系列的物理化学变化，以达到还原精炼的目的。

下面结合其还原精炼的原理详细说明发明各细节及反应情况：

当炉中的温度使物料熔化时，原料中的碳先与一小部分没有被杂质包裹的四氧化三铁（Fe₃O₄）及氧化亚铁（FeO）反应，此时由于可以反应的铁的氧化物较少，而碳过量，所以碳主要被氧化为一氧化碳（CO），铁的氧化物则被还原为单质铁。

此时由于炉中有大量一氧化碳气体的存在，从而创造好的还原条件。同时当炉温达1200℃左右时，那些包裹着铁的氧化物的氧化钙、三氧化铝、氧化镁、二氧化硅等反应生成了低熔点的硅酸盐炉渣。

这些硅酸盐炉渣在1400℃～1700℃的温度下具有好的流动性，使被包裹的铁的氧化物释放出来与炉中的碳及一氧化碳气体充分接触并发生反应，使铁的氧化物被还原为铁。

这些被还原出来的铁最初以单质铁存在，但是在高温下又会从一氧化碳中吸收碳，但是此时炉中的一氧化碳已基本与铁的氧化物发生反应，所以能被铁吸收的碳较少，吸收了碳之后的铁在1500℃左右的温度变成了液体（即钢水）。由于钢水的密度比炉渣的密度大，因此炉渣就浮于钢水表面。

另外，由于炉渣中含有过量的氧化钙，它能与钢水中的硫、磷等起反应，从而彻底地把钢水中的P、S除去。钢水中的磷多以磷酸〔（FeO₃）·P₂O₅〕形式存在。磷酸铁与氧化钙反应生成了磷酸钙及氧化亚铁。

而钢水中的硫则以硫化亚铁（FeS）的形式存在，它与氧化钙反应后生成硫化钙及氧化亚铁。

上述反应生成的磷酸钙、硫化钙等与硅酸盐一起浮于钢水表面，从渣口排出炉外。

为了提高钢水的质量，当炉渣彻底排清后，又向钢水中加少量的结晶硅和氧化钙，使钢水中未还原的小部分氧化亚铁与结晶硅反应。

而反应生成的二氧化硅又与氧化钙反应生成低熔点的硅酸钙炉渣排出炉外，从而增加了钢水的活泼性，提高了钢水的纯度及增加了钢水的含硅量，炼出优质的碳素钢。

通过以上的方法，本发明用电炉（或平炉）把钢铁厂的转炉飞灰还原精炼为高质量的钢材。

产品主要化学成分：

名称	C	Si	Mn	P	S
						含量（％）	0.47～0.55	0.19	0.5～0.8	0.023	0.027

Claims (1)

1、转炉飞灰炼钢方法使用电炉(或平炉)高温还原精炼提纯法，其特征是：

a.将还原剂碳及助熔剂生石灰(CaO)，河砂(Sio2)与飞灰定量混合均匀；

b.当炉温由1400℃升至1700℃物料高熔化状态，钢水与炉渣彻底分离，并在炉渣排出炉外后，为提高钢质量，需加入定量结晶硅再精炼提纯。