CN111663037B - 一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法，将转炉炉渣中的铁氧化物粉分选出来与焦粉及沥青焦制成料球，在真空感应加热炉内均匀布置料球，每隔200‑500mm料球料层布置一层块状当量直径在10‑30mm的焦炭，焦炭层厚度50‑100mm，真空感应加热炉内料层总厚度控制在1000‑2000mm；在布料过程中，在物料当中插入侧壁带有小孔的刚玉通气管；在加热炉内熔炼成海绵铁。本发明提高转炉渣的回收利用率，提高对钢铁企业的环境改善，同时还能够进一步降低钢铁企业综合成本，有利于钢铁企业实现可持续发展。

Description

一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法
技术领域
本发明涉及属于冶金领域，特别是涉及一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法。
背景技术
随着我国冶金工业的迅猛发展，钢铁产量稳步上升，与之相伴的转炉渣资源也随之增加。钢渣的综合利用率较低。尤其是转炉钢渣的利用率只有10％。转炉钢渣的处理与利用水平直接影响我国钢渣的整体利用率。钢渣作为炼钢生产的副产品，钢渣的综合利用不但可以消除环境污染，而且还能够创造巨大的经济效益，是可持续发展的有效途径。目前钢渣的综合回收利用主要是通过磁选的方法将钢渣中的单质铁(粒铁)回收，然后以废钢的形式返回给转炉被再次利用。而大部分含有铁氧化物的炉渣没有进行回收利用，造成了资源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法，提高转炉渣的回收利用率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法，将转炉炉渣中的铁氧化物粉与焦粉及沥青焦制成料球在加热炉内熔炼成海绵铁；具体方法包括：
一.原料处理
1)将转炉炉渣进行破碎处理，使其粒度不大于10mm，磁选将铁单质分选出回收；
2)对剩余的炉渣颗粒进行研磨处理，研磨后的渣粉的粒径要求在150-300目，对研磨后的渣粉进行二次磁选，将渣粉中铁氧化物粉分选出待用；
3)将块状焦炭破碎处理，破碎粒度要求在0.5-5mm，沥青焦破碎成0.05-2mm；
二.混料、压球
1)按重量百分比将铁氧化物粉60—80％与焦粉10—30％混合拌均后加入沥青焦3—10％混合制成原料粉；
2)利用压球机将原料粉压制成直径20-50mm的料球；
3)对料球进行低温烘烤，烘烤温度200±10℃，烘烤时间为2-3小时，之后冷却到室温；
三.布料
在真空感应加热炉内均匀布置料球，每隔200-500mm料球料层布置一层块状当量直径在10-30mm的焦炭，焦炭层厚度50-100mm，真空感应加热炉内料层总厚度控制在1000-2000mm；在布料过程中，在物料当中插入侧壁带有小孔的刚玉通气管；
四.加热还原
1)布料完成之后，对感应加热炉进行抽真空处理，保持炉内的压强在0.2-0.5atm；
2)将炉内温度升至300±10℃，并恒温10-20min；随后再将炉内温度升至1000±10℃，并恒温30-80min制得海绵铁；
3)向炉内通入氮气或氩气进行冷却处理，炉内冷却至室温20±10℃后，取出海绵铁，并对其进行高压氮气吹扫去除表面杂质，将其进行密封包装储存。
步骤三中在料层厚度方向以“十”字形插入多根刚玉透气管。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提高转炉渣的回收利用率，提高对钢铁企业的环境改善，同时还能够进一步降低钢铁企业综合成本，有利于钢铁企业实现可持续发展。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。
一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法，将转炉炉渣中的铁氧化物粉与焦粉及沥青焦制成料球在加热炉内熔炼成海绵铁；具体方法包括：
一.原料处理
1)将转炉炉渣进行破碎处理，使其粒度不大于10mm，磁选将铁单质分选出回收；
2)对剩余的炉渣颗粒进行研磨处理，研磨后的渣粉的粒径要求在150-300目，对研磨后的渣粉进行二次磁选，将渣粉中铁氧化物粉分选出待用；
3)将块状焦炭破碎处理，破碎粒度要求在0.5-5mm，沥青焦破碎成0.05-2mm；
二.混料、压球
1)按重量百分比将铁氧化物粉60—80％与焦粉10—30％混合拌均后加入沥青焦3—10％混合制成原料粉；
2)利用压球机将原料粉压制成直径20-50mm的料球；
3)对料球进行低温烘烤，烘烤温度200±10℃，烘烤时间为2-3小时，之后冷却到室温；
三.布料
在真空感应加热炉内均匀布置料球，每隔200-500mm料球料层布置一层块状当量直径在10-30mm的焦炭，焦炭层厚度50-100mm，真空感应加热炉内料层总厚度控制在1000-2000mm；在布料过程中，在物料当中插入侧壁带有小孔的刚玉透气管；在料层厚度方向以“十”字形插入多根刚玉通气管；
四.加热还原
1)布料完成之后，对感应加热炉进行抽真空处理，保持炉内的压强在0.2-0.5atm；
2)将炉内温度升至300±10℃，并恒温10-20min；随后再将炉内温度升至1000±10℃，并恒温30-80min，在此温度下，铁氧化物将与焦炭及沥青焦当中的炭发生如下自还原反应：
FeO+C＝Fe+CO2
2Fe2O3+3C＝4Fe+3CO2
Fe3O4+2C＝3Fe+2CO2
最终制得海绵铁；
3)向炉内通入氮气或氩气进行冷却处理，炉内冷却至室温20±10℃后，取出海绵铁，并对其进行高压氮气吹扫去除表面杂质，将其进行密封包装储存。
实施例1
一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法如下：
1.原料处理
1)对转炉渣进行破碎处理，使其粒度不大于10mm，通过磁选机磁力的控制对破碎后的转炉渣进行磁选，将铁单质(粒铁)选出。
2)对剩余的炉渣颗粒进行研磨处理，研磨后的渣粉的粒径要求在150-300目，对研磨后的渣粉进行二次磁选，将渣粉中铁氧化物粉选出。
3)焦炭粉加工，将块状焦炭破碎处理，破碎粒度要求在0.5-5mm，沥青焦破碎成0.05-2mm。
2.混料、压球
1)将各原料按重量进行如下配比：铁氧化物粉：76％；焦粉：20％；沥青焦：4％。
2)对上述原料进行混料处理，首先将铁氧化物粉与焦粉进行混合，之后加入沥青焦并进行搅拌。
3)对拌入沥青的原料粉利用压球机将其压制成直径30mm的料球。
4)对料球进行低温烘烤，其烘烤温度控制在200±10℃，烘烤时间为2小时，之后冷却到室温。
3.布料
将料球均匀布置在真空感应加热炉内，料球料层每隔250mm布置一层块状当量直径在15mm的焦炭，其焦炭层厚度控制在70mm，真空感应加热炉内料层总厚度控制在1800mm。在布料过程中，在料层厚度方向以“十”字形插入多根刚玉通气管。通气管的长度与料层厚度相同，管内径为15mm，管的侧壁从透气管的一端到另一端均匀开有直径为2.5mm的气孔。
4.加热还原
1)布料完成之后，对感应加热炉进行抽真空处理，保持炉内的压强在0.2atm。
2)对炉内物料进行感应加热处理，通过功率调整将炉内物料温度升至300±10℃，并恒温10min；随后再将炉内温度升至1000±10℃，并恒温40min；制得海绵铁。
5.冷却储存
加热还原阶段结束后，关闭加热系统，并通过刚玉通气管向炉内通入氮气或氩气对反应后的物料进行冷却处理，冷却至室温(20±10℃)后，将反应后的海绵铁球放出，并对其进行高压氮气吹扫去除表面杂质，将其进行密封包装储存。
实施例2
一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法如下：
1原料处理
1)对转炉渣进行破碎处理，使其粒度不大于10mm，通过磁选机磁力的控制对破碎后的转炉渣进行磁选，将铁单质(粒铁)选出。
2)对剩余的炉渣颗粒进行研磨处理，研磨后的渣粉的粒径要求在150-300目，对研磨后的渣粉进行二次磁选，将渣粉中铁氧化物粉选出。
3)焦炭粉加工，将块状焦炭破碎处理，破碎粒度要求在0.5-5mm，沥青焦破碎成0.05-2mm。
2.混料、压球
1)将各原料按重量进行如下配比：
铁氧化物粉：80％
焦粉：15％
沥青焦：5％
2)对上述原料进行混料处理，首先将铁氧化物粉与焦粉进行混合，之后加入沥青焦并进行搅拌。
3)对拌入沥青的原料粉利用压球机将其压制成直径40mm的料球。
4)对料球进行低温烘烤，其烘烤温度控制在200±10℃，烘烤时间为3小时，之后冷却到室温。
3.布料
将料球均匀布置在真空感应加热炉内，料球料层每隔250mm布置一层块状当量直径在20mm的焦炭，其焦炭层厚度控制在60mm，真空感应加热炉内料层总厚度控制在1500mm。在布料过程中，在料层厚度方向以“十”字形插入多根刚玉通气管。通气管的长度与料层厚度相同，管内径为20mm，管的侧壁从透气管的一端到另一端均匀开有直径为3mm的气孔。刚玉通气管外接氮气或氩气。
4.加热还原
1)布料完成之后，对感应加热炉进行抽真空处理，保持炉内的压强在0.2atm。
2)对炉内物料进行感应加热处理，通过功率调整将炉内物料温度升至300±10℃，并恒温15min；随后再将炉内温度升至1000±10℃，并恒温60min；制得海绵铁。
5.冷却储存
加热还原阶段结束后，关闭加热系统，并通过刚玉通气管向炉内通入氮气或氩气对反应后的物料进行冷却处理，冷却至室温20±10℃后，将反应后的海绵铁球放出，并对其进行高压氮气吹扫去除表面杂质，将其进行密封包装储存。

Claims (1)

1.一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法，其特征在于，将转炉炉渣中的铁氧化物粉与焦粉及沥青焦制成料球在加热炉内熔炼成海绵铁；具体方法包括：
一.原料处理
1)将转炉炉渣进行破碎处理，使其粒度不大于10mm，磁选将铁单质分选出回收；
2)对剩余的炉渣颗粒进行研磨处理，研磨后的渣粉的粒径要求在150-300目，对研磨后的渣粉进行二次磁选，将渣粉中铁氧化物粉分选出待用；
3)将块状焦炭破碎处理，破碎粒度要求在0.5-5mm，沥青焦破碎成0.05-2mm；
二.混料、压球
1)按重量百分比将铁氧化物粉60—80％与焦粉10—30％混合拌均后加入沥青焦3—10％混合制成原料粉；
2)利用压球机将原料粉压制成直径20-50mm的料球；
3)对料球进行低温烘烤，烘烤温度200±10℃，烘烤时间为2-3小时，之后冷却到室温；
三.布料
在真空感应加热炉内均匀布置料球，每隔200-500mm料球料层布置一层块状当量直径在10-30mm的焦炭，焦炭层厚度50-100mm，真空感应加热炉内料层总厚度控制在1000-2000mm；在布料过程中，在物料当中插入侧壁带有小孔的刚玉透气管，刚玉透气管在料层厚度方向以“十”字形插入；
四.加热还原
1)布料完成之后，对感应加热炉进行抽真空处理，保持炉内的压强在0.2-0.5atm；
2)将炉内温度升至300±10℃，并恒温10-20min；随后再将炉内温度升至1000±10℃，并恒温30-80min制得海绵铁；
3)向炉内通入氮气或氩气进行冷却处理，炉内冷却至室温20±10℃后，取出海绵铁，并对其进行高压氮气吹扫去除表面杂质，将其进行密封包装储存。
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