專利名稱：：轉爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法
技術領域：
：本發明公開了將冶金過程產生的含鐵返回料或含鐵廢料，應用于煉鋼過程的一種方法，該方法采用熔融還原原理，回收含鐵返回料、含鐵廢料中的金屬鐵，并直接轉化為純凈鋼水。屬于鋼鐵冶金
技術領域：
。(二)
背景技術：
：鋼鐵工業可持續發展必須重視冶金資源的循環利用。冶金生產過程同時產生了各種含鐵返回料、含鐵廢料，根據傳統做法大多采用外排或返回到原料堆場利用。含鐵返回料、含鐵廢料等外排當然是含鐵資源的巨大浪費；而返回到原料堆場再循環不僅不利于鐵前工序指標的改善，同時增加了過程成本和消耗。因此有效利用冶金工廠生產過程產生的含鐵返回料或含鐵廢料具有重要意義。煉鋼過程為控制過程溫度和冶煉造渣的要求，需要向爐內加一定量的冷卻劑或調渣料。煉鋼傳統操作過程一般采用鐵礦石、氧化鐵皮、轉爐污泥球、燒結礦、球團礦、污泥球等，用于過程調節熔池溫度和改善過程熔潭的流動性，加入量約3-12kg。轉爐煉鋼過程為氧化反應，氧源主要為氧氣，冶煉初期硅錳與氧具有較旨的親和力，為鐵氧化物的還原創造了良好的條件。冶金生產過程產生的含鐵返回料、含鐵廢料等含有一定量的鐵氧化物和堿性氧化物，不僅可提供煉鋼過程必要的氧源，利于煉鋼過程造渣；鐵氧化物在反應同時被還原，可實現冶煉過程鐵氧化物的熔融還原直接轉化為鋼水，從而可降低煉鋼過程鋼鐵料消耗。(三)發明技術內容本發明之目的在于提供轉爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，采用此方法可將含鐵返回料或含鐵廢料中的金屬鐵直接轉化為純凈鋼水。為了實現上述的目的，本發明依據了下述的技術方案。該方法在煉鋼過程中加入含鐵返回料或含鐵廢料，其加入量控制在30-130kg/T鋼，熔融還原時間控制在8-12分鐘。如上所述含鐵返回料或含鐵廢料化學組成的重量百分比鐵氧化物35-67%,公知的堿性氧化物0-30%,公知的酸性氧化物0-20%，粒度要求0_50mm。如上所述含鐵返回料或含鐵廢料是指燒結、球團、煉鐵、煉鋼、軋鋼過程生產的返回料或鐵廢料。含鐵廢料或含鐵返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。本發明的優越之處在于1、可利用含你返回料、含鐵廢料等的還原補充部分金屬料；2、含鐵返回料、含鐵廢料等較低的殘余元素含量可實現潔凈鋼水生產，將含鐵返回料、含鐵廢料應用于轉爐煉鋼過程，不造成過程噴濺、不產生回磷現象，并可有效降低游離CaO含量；3、含鐵返回料、含鐵廢料等中堿性氧化物利于初斯期化渣；4、有效利用含鐵返回料、含鐵廢料等可實現冶金工廠含鐵資源的循環回收和再利用；5、對降低煉鋼過程生產成本具有廣泛的現實意義。具體實施例方式本發明采用的在煉鋼過程中加入含鐵返回料、含鐵廢料新工藝包括還原工藝控制和煉鋼工藝控制。在還原工藝中加入含鐵返回料、含鐵廢料，其加入量控制在30-130kg/T鋼，熔融還原時間控制在8-12分鐘。所述含鐵返回料、含鐵廢料化學組成的重量百分比鐵氧化物35-67%，堿性氧化物0-30%，酸性氧化物0-20%，粒度要求0-50mm。所述含鐵返回料、含鐵廢料是指燒結、球團、煉鐵、煉鋼、軋鋼過程生產的返回料或鐵廢料。在煉鋼工藝中含鐵廢料，含鐵返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。熔融還原基本原理氧化反應Si+02二Si02(放熱)Mn+1/202=M0(放熱)C+1/202=C0(放熱)直接還原反應2FeO(s)+Si=Si02+Fe(吸熱)FeO(s)+Mn=MO+Fe(吸熱)FeO(s)+C二C0(g)+Fe(吸熱)熔融還原反應2FeO+Si=Si02+Fe(吸熱)FeO+Mn=MO+Fe(吸熱)FeO+C=C0(g)+Fe(吸熱)由上述可知轉爐煉鋼過程中采用熔融還原原理回收含鐵返回料或含鐵廢中的金屬鐵，利用冶煉初期硅錳與氧具較強的親和力，為鐵氧化物的還原創造了良好的條件。利用冶煉過程的動力學條件，增加反應過程速度和實現過程控制。以在120噸頂底復吹轉爐上進行含鐵返回料或含鐵廢料用于轉爐煉鋼生產試驗，試驗結果如下-方案①在鐵水包中加入。方案②分次加入，即第一批料加入總量的1/2-2/3，剩余在供氧過程按小批量分8-IO次加入。方案③在裝鐵前加入1/2-2/3，剩余根據轉爐吹煉情況和爐內反應情況按小批量、10-15批次的方式加入。方案④采用廢鋼斗單獨加入。試驗結果表明加入含鐵返回料或含鐵廢料，降低鋼鐵料消耗和脫磷的效果顯著。如圖1所示，隨加入量的增加，鋼水鋼鐵料消耗呈下降趨勢。如圖1所示，隨加入量的增加，轉爐終點鋼水含磷量有較為明顯的線性關系。對比兩種燒結礦加入方式過程加入方式轉爐吹煉終點磷含量優于兌鐵前加入方式。其原因是為轉爐吹煉過程提供了足夠的Fe0和改善了轉爐過程化渣。在試驗過程中，未出現因含鐵返回料、含鐵廢的加入造成轉爐噴濺的情況釆用多批次、小批量的中入方式，不會對操作生產不利影響。加入量對轉爐熱量的影響概算含鐵返回料或含鐵廢料與廢鋼的冷卻效應之比為2.6/1，即轉爐每加入噸燒結礦需要減少2.6噸廢鋼來平衡熱量。1kg鐵水熱收入計算如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>1kg廢鋼由25QC升高至出鋼溫度為1650°C時的冷卻效應是1428。89KJ/kg);轉爐加入lkg含鐵返回料或含鐵廢料吸收熱3H5。n(KJ/kg);計算得到平衡1kg含鐵返回料或含鐵廢吸熱所需鐵水量為l.73kg。權利要求1、轉爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，其特征在于在煉鋼過程中加入含鐵返回料或含鐵廢料，含鐵返回料或含鐵廢料熔融還原時間控制在8-12分鐘；其加入量為30-130kg/T鋼。2、如權利要求1所述的轉爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，其特征在于所述含鐵返回料或含鐵廢料化學組成的重量百分比鐵氧化物35-67%，公知堿性氧化物0-30%，公知酸性氧化物0-20%，粒度要求0-50mm。3、如權利要求1所述的轉爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，其特征在于所述含鐵返回料或含鐵廢料是指燒結、球團、煉鐵、煉鋼、軋鋼過程生產的返回料或鐵廢料。4、如權利要求1所述的轉爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，其特征在于含鐵廢料或含鐵返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。全文摘要本發明公開了轉爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，該方法在煉鋼過程中加入含鐵返回料、含鐵廢料，其加入量控制在30-130kg/T鋼，熔融還原時間控制在8-12分鐘。本發明的優越之處在于可利用含鐵返回料、含鐵廢料等的還原補充部分金屬料；可實現潔凈鋼水生產，將含鐵返回料、含鐵廢料應用于轉爐煉鋼過程，不造成過程噴濺、不產生回磷現象；利于初斯期化渣；可實現冶金工廠含鐵資源的循環回收和再利用；對降低煉鋼過程生產成本具有廣泛的現實意義。文檔編號C21C5/28GK101429583SQ20081023138公開日2009年5月13日申請日期2008年12月15日優先權日2008年12月15日發明者孫玉強,李子林,李新林,李明儒,段貴生,毛盡華,沈唯祥申請人:安陽鋼鐵集團有限責任公司