CN115505666A - 一种将氧化铁皮冶炼成铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种将氧化铁皮冶炼成铁的方法，包括以下步骤。将氧化铁皮与金属硅、碱性料、矿物粘合剂及水混合搅拌，并将混合后物质压制成多个颗粒状单体，并烘干后形成炉料放入冶炼炉冶炼。待炉料全部熔化完毕后，提高冶炼炉温度继续加热，加热完成后开炉放出炉渣及铁水。本发明提供的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，使用金属硅、碱性料与氧化铁皮完成还原反应，避免了碳排放，且硅的电阻率更高，提高了热效率，使得反应完全，冶炼出的铁纯度更高。
Description
技术领域
本发明涉及电弧炉炼铁技术领域，具体涉及一种将氧化铁皮冶炼成铁的方法。
背景技术
氧化铁皮是钢厂在炼钢和轧钢过程中产生的副产品，全国钢铁厂每年产生的总量约为3000万吨，主要成分为FeO、Fe2O3、Fe3O4及少量的铁和杂质，其中全铁含量约为70％。各钢厂对氧化铁皮的利用方法主要有：作辅料用于烧结矿，或者烘干处理后直接做化渣剂使用。上述两种处理工艺对氧化铁皮的需求量都比较少，长久以来存留了大量的氧化铁皮废料。
现有技术中，氧化铁皮还可以用作铁的冶炼，主要方式是利用焦炭作为还原剂，石灰石作为溶剂，添加少量的硅铁在电弧炉中进行还原熔化反应，待氧化铁皮被还原成铁后，放渣出铁浇筑成铁坯。然而，采用焦炭作为还原剂，冶炼得到的铁，碳含量较高。同时，冶炼过程中会产生大量的碳排放和二氧化硫，环境危害大且不符合目前国内减少碳排放的相关政策要求。此外，焦炭电阻率低，在冶炼过程中只能采用明弧冶炼的方式，热效率低且能耗高，增加了整体冶炼成本。
鉴于上述原因，需要一种高效率低成本，降低环境危害，能够冶炼高纯度铁的方法。
发明内容
本发明提供一种将氧化铁皮冶炼成铁的方法，包括以下步骤。
步骤S1、将氧化铁皮与金属硅、碱性料、矿物粘合剂及水混合搅拌，并将混合后物质压制成多个颗粒状单体。
步骤S2、将所述多个颗粒状单体烘干后形成炉料放入冶炼炉冶炼。
步骤S3、待炉料全部熔化完毕后，提高冶炼炉温度继续加热。
步骤S4、加热完成后开炉放出炉渣及铁水。
优选的，在步骤S1中，氧化铁皮、金属硅、碱性料、矿物粘合剂、水的重量混合比例范围为35～45：5～7：4～6：1～3：3～5。
优选的，在步骤S1中，所述金属硅为金属硅铁或金属硅泥。
优选的，在步骤S1中，所述碱性料为生石灰、石灰石或白云石的一种或两种以上混合物。
优选的，在步骤S3中，继续加热温度至1400至1700摄氏度，且保持所述温度时间80分钟至120分钟。
通过本发明提供的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，将氧化铁皮与金属硅、碱性料、矿物粘合剂及水混合搅拌，并将混合后物质压制成多个颗粒状单体，并烘干后形成炉料放入冶炼炉冶炼。待炉料全部熔化完毕后，提高冶炼炉温度继续加热，加热完成后开炉放出炉渣及铁水。使用金属硅、碱性料与氧化铁皮完成还原反应，避免了碳排放，且硅的电阻率更高，有效提高了热能利用。
结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1为本发明较佳实施例提供的将氧化铁皮冶炼成铁的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
请参照图1，将氧化铁皮冶炼成铁的方法包括以下步骤。
步骤S1、将氧化铁皮与金属硅、碱性料、矿物粘合剂及水混合搅拌，并将混合后物质压制成多个颗粒状单体。
具体而言，氧化铁皮、金属硅、碱性料、矿物粘合剂、水的重量混合比例范围为35～45：5～7：4～6：1～3：3～5。此外，碱性料为生石灰、石灰石或白云石的一种或两种以上混合物。金属硅为金属硅铁或金属硅泥。其中，部分原料的纯度要求为：氧化铁皮中铁含量不低于60％，金属硅中硅含量不低于65％，碱性料为生石灰(钙含量不低于85％)、石灰石或白云石(钙含量不低于55％)。
步骤S2、将多个颗粒状单体烘干后形成炉料放入冶炼炉冶炼。
具体而言，采用电弧炉作为冶炼炉，包括直流电弧炉或者交流电弧炉。将炉料充分混合制成单体后，电阻率较高，故采用埋弧冶炼方式。本实施例中，所述颗粒状单体为球体，即将上述材料按比例调配后，充分搅拌均匀并放入压球机，将混合物压制成直径5厘米左右的球团，并将球团置于120摄氏度环境下烘干2小时，烘干后置入冶炼炉开始冶炼。于其他实施例中，颗粒状单体可以为任意形状，对此本发明并不作限定。
步骤S3、待炉料全部熔化完毕后，提高冶炼炉温度继续加热。
本步骤中，当冶炼炉内的炉料全部熔化后，提高冶炼炉功率，继续加热使炉内温度范围为1400至1700摄氏度，且保持上述温度的时间范围为80分钟至120分钟，直至完成还原反应。本实施例中，由于氧化铁皮的主要成分包括氧化亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁和少量金属铁，当碱性料为生石灰、石灰石或白云石的一种或两种以上混合物时，还原反应使用化学式1至4表达如下：
2FeO+Si＝2Fe+SiO2 式1
2Fe2O3+3Si＝4Fe+3SiO2 式2
2Fe3O4+4Si＝6Fe+4SiO2 式3
SiO2+CaO＝CaSiO3 式4
步骤S4、加热完成后开炉放出炉渣及铁水。
具体的，当上述还原反应完成后，铁水浇注到模具内得到成品铁坯。
通过本发明较佳实施例提供的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，将氧化铁皮与金属硅、碱性料、矿物粘合剂及水混合搅拌，并将混合后物质压制成多个颗粒状单体，并烘干后形成炉料放入冶炼炉冶炼。待炉料全部熔化完毕后，提高冶炼炉温度继续加热，加热完成后开炉放出炉渣及铁水。本发明提供的氧化铁皮冶炼成铁方法，避免了碳排放，金属硅提高了热效率，使得反应完全，冶炼出的铁中硫等有害元素显著降低。
以上所述仅是本发明的优选实施例，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将氧化铁皮与金属硅、碱性料、矿物粘合剂及水混合搅拌，并将混合后物质压制成多个颗粒状单体；
S2、将所述多个颗粒状单体烘干后形成炉料放入冶炼炉冶炼；
S3、待炉料全部熔化完毕后，提高冶炼炉温度继续加热；
S4、加热完成后开炉放出炉渣及铁水。
2.根据权利要求1所述的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，在步骤S1中，氧化铁皮、金属硅、碱性料、矿物粘合剂、水的重量混合比例范围为35～45：5～7：4～6：1～3：3～5。
3.根据权利要求1或2所述的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述金属硅为金属硅铁或金属硅泥。
4.根据权利要求1或2所述的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述碱性料为生石灰、石灰石或白云石的一种或两种以上混合物。
5.根据权利要求3所述的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述碱性料为生石灰、石灰石或白云石的一种或两种以上混合物。
6.根据权利要求1或2所述的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，在步骤S3中，继续加热温度至1400至1700摄氏度，且保持所述温度时间80分钟至120分钟。
7.根据权利要求3所述的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，在步骤S3中，继续加热温度至1400至1700摄氏度，且保持所述温度时间80分钟至120分钟。
8.根据权利要求4所述的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，在步骤S3中，继续加热温度至1400至1700摄氏度，且保持所述温度时间80分钟至120分钟。
9.根据权利要求5所述的将氧化铁皮冶炼成铁的方法，其特征在于，在步骤S3中，继续加热温度至1400至1700摄氏度，且保持所述温度时间80分钟至120分钟。
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2022
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