CN114934171A - 一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，含铁除尘灰在回转窑中进行还原挥发焙烧后产出富铁渣，将粒径在200 mm以上的富铁渣大块加入转炉中参与转炉炼钢，由应用于长流程炼钢中的烧结机改变为应用于短流程炼钢中的转炉炼钢，该工艺方法的实施，一是促成了含铁物料的平衡利用，二是缩短了工艺流程，免去了原处理环节中的烧结、高炉共2套工序，大大降低了回收处理中所产生的能源和成本消耗，三是在短流程炼钢中发挥了替代部分废钢的作用，降低了转炉工序成本，该方法避免了以废治废的弊端，实现了含铁除尘灰等含铁物料的更经济、更低耗利用的新模式。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是涉及一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法。
背景技术
钢铁企业在炼铁、炼钢以及轧钢等各工序会产生大量粉尘，经除尘装置收集得到除尘灰，约占到总钢产量的10%左右。传统方式一般将除尘灰作为配料返回烧结，实现企业内部回收。但是部分除尘灰中含有较高的锌等有害元素，直接回配将使锌不断循环富集，导致高炉的锌负荷超标，对高炉的生产顺行和安全长寿造成危害，而另一方面由于粉尘的锌含量远不及传统炼锌原料，提锌价值有限，通常也无法直接给炼锌企业使用，因此，如何有效处置含锌粉尘一直是业界的重要课题。
目前钢铁企业普遍采用的处理方法仍是火法处理工艺，其中的回转窑工艺具体是：将含锌除尘灰和还原剂(煤、焦粉或含碳粉尘)辅以石灰等，经配料、混合造球(也可不造球)送入回转窑，在1100℃-1300℃高温处理，物料中的锌氧化物与碳质还原剂发生反应，还原的锌挥发进入烟气并二次氧化，烟气经冷却(或余热锅炉换热)后集尘，其中氧化锌含量约55%-60%，可作为锌冶炼厂粗氧化锌原料，还原后的窑渣经破碎、磁选等，金属化铁料可作为炼铁高炉或烧结的原料，残留的炭粒也被回收。回转窑工艺具有工艺成熟、投资低、运行简单的显著优点，但处置低锌除尘灰不太适宜，铁料金属化率也低，生产过程中常发生结圈现象。
目前，现有提锌回转窑系统一套，采用火法冶炼工艺用于处理厂内部分除尘灰，通过火法工艺的富集处理，可将除尘灰转变为铁品位在48%-58%的富铁渣用于烧结机配料，以降低配料成本，实现循环利用。但富铁渣中易产生粒级直径在200mm以上的富铁渣大块物料，因为该200mm以上的粒径过大，导致富铁渣大块物料无法返回烧结工序中进行配料与烧结。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，包括以下依次进行的步骤：
1) 将含铁除尘灰与还原剂加入回转窑中进行还原挥发焙烧，得到富锌烟尘与富铁渣；
2) 将富铁渣经水淬降温后进行集中倒运堆存，在水淬过程中和堆存过程中会产生粒径在200mm以上的富铁渣大块；
3) 利用筛分装置将粒径在200 mm以上的富铁渣大块筛选出来；
4) 使用电磁起重机将富铁渣大块吊起然后加入转炉用的废钢中，将富铁渣大块与废钢一起加入转炉中参与转炉炼钢，产出钢水。
优选的，步骤1)中，含铁除尘灰由炼钢干法灰、炼钢散装料、炼钢二次灰、烧结配料灰、高炉干法灰以及落地高炉干法灰按照配比混合而成，混合而成的含铁除尘灰包括以下质量百分数的组分：45%～50%的TFe，10%～15%的CaO，2%～5%的MgO，2%～5%的SiO2，1%～3%的A12O3，3%～6%的C，0.1%～0.5%的Na2O，0.1%～1.0%的K2O，2%～5%的ZnO。
优选的，步骤1)中，所述还原剂是碳质还原剂或转炉煤气，还原挥发焙烧的温度为900℃-1200℃，还原挥发焙烧的时间为8h-16h。
优选的，步骤1)中，产出的富铁渣包括以下质量百分数的组分：50%～60%的TFe，0.1%～0.5%的Na2O，0.1%～0.5%的K2O，10%～15%的CaO，1%～2%的MgO，8%～10%的SiO2，2%～5%的Al2O3，1%～2%的MnO，0.1%～0.5%的ZnO。
优选的，步骤4)中，富铁渣大块加入转炉中后，转炉炼钢进行工艺参数调整：
4.1) 装入制度：
富铁渣大块的单炉加入量控制为该炉全部废钢的加入量的1%-5%；
富铁渣大块的可加入的前提条件为单炉铁水消耗在830kg/t钢及以上；
4.2) 造渣制度：
根据铁水的含硫情况控制，当铁水含硫在无明显升高的条件下，因富铁渣大块的加入量低，带入的硫元素可控，则造渣不受影响；
当铁水含硫高时，增加石灰的加入量。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
1) 本申请缩短与更改了富铁渣大块的处置流程，将常规用于烧结工序的富铁渣大块更改为加入转炉中进行炼钢，实现了含铁除尘灰等含铁物料的更经济、更低耗利用的新模式。
2) 本申请促成了含铁物料的平衡利用，杜绝了传统工艺的“以废治废”的弊端。
3) 本申请缩短了工艺流程，免去了原处理环节中的烧结、高炉共2套工序，大大降低了回收处理所产生的能源和成本消耗。
4) 本申请在短流程炼钢中，富铁渣大块发挥了替代部分废钢的作用，降低了转炉炼钢的成本。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，包括以下依次进行的步骤：
1) 将含铁除尘灰与还原剂加入回转窑中进行还原挥发焙烧，得到富锌烟尘与富铁渣；
2) 将富铁渣经水淬降温后进行集中倒运堆存，在水淬过程中和堆存过程中会产生粒径在200mm以上的富铁渣大块；
3) 利用筛分装置将粒径在200 mm以上的富铁渣大块筛选出来；
4) 使用电磁起重机将富铁渣大块吊起然后加入转炉用的废钢中，将富铁渣大块与废钢一起加入转炉中参与转炉炼钢，产出钢水。
在本申请的一个实施例中，步骤1)中，含铁除尘灰由炼钢干法灰、炼钢散装料、炼钢二次灰、烧结配料灰、高炉干法灰以及落地高炉干法灰按照配比混合而成，混合而成的含铁除尘灰包括以下质量百分数的组分：45%～50%的TFe，10%～15%的CaO，2%～5%的MgO，2%～5%的SiO2，1%～3%的A12O3，3%～6%的C，0.1%～0.5%的Na2O，0.1%～1.0%的K2O，2%～5%的ZnO。
在本申请的一个实施例中，步骤1)中，所述还原剂是碳质还原剂或转炉煤气，含铁除尘灰的质量:还原剂的质量=(28-32): (240-270)，还原挥发焙烧的温度为900℃-1200℃，还原挥发焙烧的时间为8h-16h。
在本申请的一个实施例中，步骤1)中，产出的富铁渣包括以下质量百分数的组分：50%～60%的TFe，0.1%～0.5%的Na2O，0.1%～0.5%的K2O，10%～15%的CaO，1%～2%的MgO，8%～10%的SiO2，2%～5%的Al2O3，1%～2%的MnO，0.1%～0.5%的ZnO。
在本申请的一个实施例中，步骤4)中，富铁渣大块加入转炉中后，转炉炼钢进行工艺参数调整：
4.1) 装入制度：
富铁渣大块的单炉加入量控制为该炉全部废钢的加入量的1%-5%；
富铁渣大块的可加入的前提条件为单炉铁水消耗在830kg/t钢及以上；
4.2) 造渣制度：
根据铁水的含硫情况控制，当铁水含硫在无明显升高的条件下，因富铁渣大块的加入量低，带入的硫元素可控，则造渣不受影响；
当铁水含硫高时，增加石灰的加入量。
本申请中的含量(%)与配比(%)均为质量百分数。
本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
实施例1提供了一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，包括以下依次进行的步骤：
1) 将含铁除尘灰与还原剂加入回转窑中进行还原挥发焙烧，得到富锌烟尘与富铁渣；
步骤1)中，含铁除尘灰由炼钢干法灰、炼钢散装料、炼钢二次灰、烧结配料灰、高炉干法灰以及落地高炉干法灰按照配比混合而成，混合而成的含铁除尘灰包括以下质量百分数的组分：48.3%的TFe，12.6%的CaO，3.0%的MgO，3.0%的SiO2，1.1%的A12O3，5.3%的C，0.2%的Na2O，0.5%的K2O，2.6%的ZnO；
步骤1)中，所述还原剂是焦炭，还原挥发焙烧的温度为1200℃，还原挥发焙烧的时间为12h；
步骤1)中，产出的富铁渣包括以下质量百分数的组分：53.6%的TFe，0.13%的Na2O，0.18%的K2O，12.3%的CaO，1.4%的MgO，8.6%的SiO2，3.2%的Al2O3，1.2%的MnO，0.3%的ZnO；
2) 将富铁渣经水淬降温后进行集中倒运堆存，在水淬过程中和堆存过程中会产生粒径在200mm以上的富铁渣大块；
3) 利用筛分装置将粒径在200 mm以上的富铁渣大块筛选出来；
4) 使用电磁起重机将富铁渣大块吊起然后加入转炉用的废钢中，将富铁渣大块与废钢一起加入转炉中参与转炉炼钢，产出钢水；
步骤4)中，富铁渣大块加入转炉中后，转炉炼钢进行工艺参数调整：
4.1) 装入制度：
富铁渣大块的单炉加入量控制为该炉全部废钢的加入量的3%；
富铁渣大块的可加入的前提条件为单炉铁水消耗在830kg/t钢及以上；
4.2) 造渣制度：
根据铁水的含硫情况控制，当铁水含硫在无明显升高的条件下，因富铁渣大块的加入量低，带入的硫元素可控，则造渣不受影响；
当铁水含硫高时，增加石灰的加入量。
实施例2
实施例2提供了一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，包括以下依次进行的步骤：
1) 将含铁除尘灰与还原剂加入回转窑中进行还原挥发焙烧，得到富锌烟尘与富铁渣；
步骤1)中，含铁除尘灰由炼钢干法灰、炼钢散装料、炼钢二次灰、烧结配料灰、高炉干法灰以及落地高炉干法灰按照配比混合而成，混合而成的含铁除尘灰包括以下质量百分数的组分：49.1%的TFe，13.7%的CaO，2.6%的MgO，3.2%的SiO2，1.6%的A12O3，4.7%的C，0.36%的Na2O，0.62%的K2O，2.8%的ZnO；
步骤1)中，所述还原剂是焦炭，还原挥发焙烧的温度为1200℃，还原挥发焙烧的时间为16h；
步骤1)中，产出的富铁渣包括以下质量百分数的组分：55.2%的TFe，0.17%的Na2O，0.15%的K2O，13.4%的CaO，1.64%的MgO，9.2%的SiO2，3.54%的Al2O3，1.3%的MnO，0.34%的ZnO；
2) 将富铁渣经水淬降温后进行集中倒运堆存，在水淬过程中和堆存过程中会产生粒径在200mm以上的富铁渣大块；
3) 利用筛分装置将粒径在200 mm以上的富铁渣大块筛选出来；
4) 使用电磁起重机将富铁渣大块吊起然后加入转炉用的废钢中，将富铁渣大块与废钢一起加入转炉中参与转炉炼钢，产出钢水；
步骤4)中，富铁渣大块加入转炉中后，转炉炼钢进行工艺参数调整：
4.1) 装入制度：
富铁渣大块的单炉加入量控制为该炉全部废钢的加入量的2.5%；
富铁渣大块的可加入的前提条件为单炉铁水消耗在830kg/t钢及以上；
4.2) 造渣制度：
根据铁水的含硫情况控制，当铁水含硫在无明显升高的条件下，因富铁渣大块的加入量低，带入的硫元素可控，则造渣不受影响；
当铁水含硫高时，增加石灰的加入量。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
1) 将含铁除尘灰与还原剂加入回转窑中进行还原挥发焙烧，得到富锌烟尘与富铁渣；
2) 将富铁渣经水淬降温后进行集中倒运堆存，在水淬过程中和堆存过程中会产生粒径在200mm以上的富铁渣大块；
3) 利用筛分装置将粒径在200 mm以上的富铁渣大块筛选出来；
4) 使用电磁起重机将富铁渣大块吊起然后加入转炉用的废钢中，将富铁渣大块与废钢一起加入转炉中参与转炉炼钢，产出钢水。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，其特征在于，步骤1)中，含铁除尘灰由炼钢干法灰、炼钢散装料、炼钢二次灰、烧结配料灰、高炉干法灰以及落地高炉干法灰按照配比混合而成，混合而成的含铁除尘灰包括以下质量百分数的组分：45%～50%的TFe，10%～15%的CaO，2%～5%的MgO，2%～5%的SiO2，1%～3%的A12O3，3%～6%的C，0.1%～0.5%的Na2O，0.1%～1.0%的K2O，2%～5%的ZnO。
3.根据权利要求2所述的一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，其特征在于，步骤1)中，所述还原剂是碳质还原剂或转炉煤气，还原挥发焙烧的温度为900℃-1200℃，还原挥发焙烧的时间为8h-16h。
4.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，其特征在于，步骤1)中，产出的富铁渣包括以下质量百分数的组分：50%～60%的TFe，0.1%～0.5%的Na2O，0.1%～0.5%的K2O，10%～15%的CaO，1%～2%的MgO，8%～10%的SiO2，2%～5%的Al2O3，1%～2%的MnO，0.1%～0.5%的ZnO。
5.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金中含铁除尘灰的回收处理方法，其特征在于，步骤4)中，富铁渣大块加入转炉中后，转炉炼钢进行工艺参数调整：
4.1) 装入制度：
富铁渣大块的单炉加入量控制为该炉全部废钢的加入量的1%-5%；
富铁渣大块的可加入的前提条件为单炉铁水消耗在830kg/t钢及以上；
4.2) 造渣制度：
根据铁水的含硫情况控制，当铁水含硫在无明显升高的条件下，因富铁渣大块的加入量低，带入的硫元素可控，则造渣不受影响；
当铁水含硫高时，增加石灰的加入量。
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2022
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