CN101067180A - 不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法 - Google Patents

不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法 Download PDF

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Abstract

一种不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法，它包括以下次序的步骤：(一)制备不锈钢除尘灰混合料：在不锈钢除尘灰中加入4％－6％的水、3％－5％粘结剂后混匀成混合料；(二)压球：将上述的混合料压成除尘灰球；(三)装罐：在装废钢或返回料配料时，配加不锈钢除尘灰球，加入除尘灰球的量，为装入电炉的所有钢铁料重量的2.0％～15.0％；(四)电炉冶炼：电炉冶炼含镍不锈钢时，每加入1吨除尘灰球减少废钢加入量0.3～0.4吨；电炉配碳量(重量)控制在装炉钢铁料重量的1.5％～2.5％；采用75#硅铁进行还原，75#硅铁用量为8kg～18kg/吨钢；(五)出钢。本不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法工艺间单，成本低。

Description

不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法。
背景技术
不锈钢冶炼过程中除尘***会产生大量的不锈钢除尘灰，不锈钢除尘灰的量为30～40Kg/吨钢。不锈钢除尘灰中含有氧化铬、氧化镍，采用化学分析，不锈钢除尘灰中氧化铬、氧化镍的平均含量分别达10.74％、1.90％，另外不锈钢除尘灰中全铁平均含量达38.5％。如不回收利用，不但污染环境，而且造成铬、镍贵重金属元素资源的浪费。
目前国内外对不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素回收方法有两种：一是采用铝热法还原技术对不锈钢除尘灰进行处理，回收其中的铬、镍等金属，其工艺是在不锈钢除尘灰中配以30～40％的铝灰(金属铝生产过程的副产品，是金属铝与三氧化二铝的混合物)，压块后装入电炉使用，利用铝灰中的铝来还原不锈钢除尘灰中铬、镍贵重金属元素。这种不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素回收方法，电炉冶炼过程渣量明显增加、电炉冶炼时间延长、还原剂成本较高，回收成本较高。另一种方法是将不锈钢除尘灰压球，装入电炉，再配入少量废钢，熔化后用硅铁和金属铝还原不锈钢除尘灰当中的铬、镍等金属，然后浇注成锭，作为不锈钢冶炼原料使用，这种回收方法电炉冶炼时间长、吨钢电耗≥2000KWH、回收成本高，冶炼的钢水铸锭只能作为冶炼原料使用，浪费了大量物理热。
发明内容
为了克服现有不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法的上述不足，本发明提供一种回收成本低的不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法。
本不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法包括以下次序的步骤：
(一)制备不锈钢除尘灰混合料
在含镍≥1.9％、含铬≥10.0％、含铁≥30％的不锈钢除尘灰中加入4％-6％的水、3％-5％粘结剂后混匀成混合料；
粘结剂组成成分及比例(重量份)为：
膨润土    20％    水泥熟料  30％；
水玻璃    50％
(二)压球
将上述的混合料用压球机压成除尘灰球，除尘灰球的粒度为φ20mm～φ100mm，把压成的除尘灰球自然干燥到水分小于3.0％；
(三)装罐
在电炉装废钢或返回料配料时，配加不锈钢除尘灰球，每炉加入除尘灰球的量，为装入电炉的所有钢铁料重量的2.0％～15.0％，不锈钢除尘灰球装入在废钢料罐中部；
(四)电炉冶炼
电炉冶炼含镍不锈钢时，电炉配料按不锈钢除尘灰球的加入量相应减少废钢加入量，每加入1吨除尘灰球减少废钢加入量0.3～0.4吨，最多装入的除尘灰球量为电炉入炉钢铁料的15％。可代替的钢铁料不大于不用除尘球时钢铁料装炉量的6％，即最多可减少6％的总钢铁料装入量；(除尘灰球最大加入量为装炉金属料的15％，这是根据除尘灰当中的金属含量确定的，金属含量包括氧化铁、氧化铬、氧化镍等。同时要考虑在冶炼时的烧损，因此在装入除尘灰球时，减少除尘灰加入量的40％的废钢装入量，折合不加除尘灰球时入炉总钢铁料的6％而不能根据除尘灰当中的金属含量相应减少废钢的装入量，否则有可能造成电炉出钢量的不足，影响正常德生产秩序。)电炉配碳量(重量)控制在装炉钢铁料重量的1.5％～2.5％；把废钢加入电炉冶炼，采用75#硅铁进行还原，75#硅铁用量为8Kg～18Kg/吨钢；
(五)出钢
当上述的钢水的成分(重量)达：
碳：1.28％～1.7％；    硅：≤0.60％；          锰：0.60％～0.80％；
磷：≤0.030％          硫≤0.030％；           铬1.7～1.9％；
镍：5～6％；           其余为Fe与不可避免的杂质
电炉出钢，电炉出钢温度≥1630℃。
在上述的不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法中，在步骤(四)电炉冶炼时的装炉料中，还可加入脱磷、脱硅的预处理铁水。电炉配料时按不锈钢除尘灰球的加入量相应减少钢铁料加入量，每加入1吨除尘灰球减少钢铁料加入量0.3～0.4吨，最多装入的除尘灰球量为电炉入炉钢铁料的15％。可代替的钢铁料不大于不用除尘球时钢铁料装炉量的6％，即最多可减少6％的钢铁料装入量；装入方法是先装入入炉总钢铁料60％-40％的废钢，60％-40％的废钢料中包括除尘灰球代替的废钢料，送电30分钟后，兑入预处理铁水，铁水装入量为入炉总金属料40％-60％。
本不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法采用上述步骤，不仅实现了不锈钢除尘灰100％的循环利用，减少了除尘灰对环境的污染，而且冶炼含镍不锈钢，在原料中配加不锈钢除尘灰球，不锈钢除尘灰中的全铁的回收率可达95％以上，减少了废钢装入量；炉采用碳、硅还原不锈钢除尘灰当中的铬、镍等金属元素，可以直接用于冶炼生产合格钢水；通过较为廉价的焦碳粉、硅铁合金回收不锈钢除尘灰当中的铬、镍贵重金属元素，不锈钢除尘灰当中的铬、镍金属的回收率分别达到≥65.2％、≥99.2％；每使用1吨不锈钢除尘灰，可降低不锈钢冶炼成本3650元以上，不锈钢除尘灰作为电炉冶炼不锈钢的一种原料使用，不仅降低不锈钢冶炼成本，而且工艺成本低。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法的具体实施方式，但本不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例一
本实施例是160吨(160吨是指公称容量)电炉全废钢配加不锈钢除尘灰冶炼，本实施例冶炼的是304不锈钢，加入的原料167吨，其中返回料83.62吨    高碳铬铁23.58吨    碳粉3.7吨，碳素废钢15.4吨       铬镍生铁41.38吨    电解镍4.05吨除尘灰球14吨。
(一)制备不锈钢除尘灰混合料
在含镍≥1.9％、含铬≥10.0％、含铁≥30％的不锈钢除尘灰中加入4％-6％的水、3％-5％粘结剂后混匀成混合料；
(二)压球
将上述的混合料用压球机压成球，球的粒度为φ80mm，把压成的球自然干燥到水分小于3.0％；
(三)装罐
在配料时配加不锈钢除尘灰球，装入的废钢原料为167吨，装入除尘灰球为原料的8％即14吨，不锈钢除尘灰球装入在废钢料罐中部；
(四)电炉冶炼
电炉冶炼含镍不锈钢时，每加入1吨除尘灰球减少废钢加入量0.4吨，本实施例如不用除尘灰球应加废钢173吨，加入除尘灰球少加废钢6吨，加入废钢167吨；电炉配碳量(重量)控制在2.2％为3.7吨；  采用75#硅铁进行还原，75#硅铁用量为14Kg/吨钢；本实施例加入75#硅铁2.39吨。电炉装料后，送电30分钟开始吹氧助熔，废钢全部熔化后，钢水温度1662℃，停止吹氧，保持温度；加入75#硅铁进行还原，还原时间5.5min；
(五)出钢
当上述的钢水的成份碳：1.7％；硅：0.27％；锰：0.60％；磷：0.02％；硫0.015％；铬1.8％；镍7％；其余为Fe与不可避免的杂质。
电炉出钢，电炉出钢温度1662℃。
本实施例不锈钢除尘灰中铬、镍金属元素的回收率分别达到65.2％、99.2％，不锈钢除尘灰中的全铁的回收率可达97.1％；每使用1吨不锈钢除尘灰，可降低不锈钢冶炼成本3650元。
实施例二
本实施例是160吨电炉半热装铁水配加不锈钢除尘灰冶炼，本实施例冶炼的是316不锈钢，加入的原料有预处理铁水76.9吨，废钢83.8吨，其中返回料39.5吨，高碳铬铁33.7吨，烧结镍10.6吨，除尘灰球9.8吨。
(一)制备不锈钢除尘灰混合料
在含镍≥1.9％、含铬≥10.0％、含铁≥30％的不锈钢除尘灰中加入4％-6％的水、3％-5％粘结剂后混匀成混合料；
(二)压球
将上述的混合料用压球机压成球，球的粒度为φ100mm，把压成的球自然干燥到水分到小于3％；
(三)装罐
在配料时配加不锈钢除尘灰球，装入废钢83.6吨，装入除尘灰球为电炉原料总装入量的6％即9.8吨，不锈钢除尘灰球装入在废钢料罐中部；
(四)电炉冶炼
电炉冶炼含镍不锈钢时，每加入1吨除尘灰球减少废钢加入量0.3吨，本实施例如不用除尘灰球应加预处理铁水76.9吨，废钢86.8吨，加入除尘灰球少加废钢3吨，即加废钢83.8吨；电炉配碳量(重量)控制在2.3％为3.7吨；  采用75#硅铁进行还原，75#硅铁用量为10Kg/吨钢；本实施例加入75#硅铁1.6吨。电炉装料后，送电30分钟开始吹氧助熔，废钢全部熔化后，钢水温度1667℃，停止吹氧，保持温度；加入75#硅铁进行还原，还原时间6min；
(五)出钢
当上述的钢水的成份碳：1.8％；硅：0.41％；锰：0.39％；磷：0.026％；硫：0.016％；铬：17.0％；镍：8.2％；钼：0.05％；其余为Fe与不可避免的杂质，电炉出钢，电炉出钢温度1650℃。
本实施例不锈钢除尘灰中铬、镍金属元素的回收率分别达到69.0％、99.5％，不锈钢除尘灰中的全铁的回收率可达98.5％；每使用1吨不锈钢除尘灰，可降低不锈钢冶炼成本3682元。实施例三
本实施例是20吨电炉(公称容量20吨)全废钢配加不锈钢除尘灰冶炼，本实施例冶炼的是304不锈钢，加入原料22.6吨，其中返回废钢16.5吨，铬镍生铁3.8吨，高碳铬铁2.3吨。
(一)  制备不锈钢除尘灰混合料
在含镍≥2.0％、含铬≥10.0％、含铁≥30％的不锈钢除尘灰中加入4％-6％的水、3％-5％粘结剂后混匀成混合料；
(二)压球
将上述的混合料用压球机压成球，球的粒度为φ20mm，把压成的球自然干燥到水分到小于3％；
(三)装罐
在配料时配加不锈钢除尘灰球，装入的原料为22.6吨，装入除法灰球为原料的2％即0.5吨，不锈钢除尘灰球装入在废钢料罐中部；
(四)电炉冶炼
电炉冶炼含镍不锈钢时，电炉配碳量(重量)控制在2.2％为0.5吨；采用75#硅铁进行还原，75#硅铁用量为10Kg/吨钢；本实施例加入75#硅铁0.2吨。电炉装料后，送电30分钟开始吹氧助熔，废钢全部熔化后，钢水温度1640℃，停止吹氧，保持温度；加入75#硅铁进行还原，硅铁用量为0.2吨，还原时间8min；
(五)出钢
当上述的钢水的成份碳：1.59％；硅：0.12％；锰：0.78％；磷：0.033％；硫：0.039％；铬：18.78％；镍：8.36％；其余为Fe与不可避免的杂质，电炉出钢，电炉出钢温度1650℃。
本实施例不锈钢除尘灰中铬、镍金属元素的回收率分别达到70.5％、99.5％，不锈钢除尘灰中的全铁的回收率可达95.4％；每使用1吨不锈钢除尘灰，可降低不锈钢冶炼成本3680元。

Claims (2)

1、一种不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法，它包括以下次序的步骤：
(一)制备不锈钢除尘灰混合料
在含镍≥1.9％、含铬≥10.0％、含铁≥30％的不锈钢除尘灰中加入4％-6％的水、3％-5％粘结剂后混匀成混合料；
(二)压球
将上述的混合料用压球机压成除尘灰球，除尘灰球的粒度为φ20mm～φ100mm，把压成的除尘灰球自然干燥到水分小于3.0％；
(三)装罐
在装废钢或返回料配料时，配加不锈钢除尘灰球，每炉加入除尘灰球的量，为装入电炉的所有钢铁料重量的2.0％～15.0％，不锈钢除尘灰球装入在废钢料罐中部；
(四)电炉冶炼
电炉冶炼含镍不锈钢时，电炉配料按不锈钢除尘灰球的加入量减少废钢加入量，每加入1吨除尘灰球减少废钢加入量0.3～0.4吨，装入的除尘灰球可代替的废钢不大于不用除尘球时钢铁料装炉量的6％；电炉配碳量(重量)控制在装炉钢铁料重量的1.5％～2.5％；把废钢加入电炉冶炼；采用75#硅铁进行还原，75#硅铁用量为8Kg～18Kg/吨钢；
(五)出钢
当上述的钢水的成分(重量)达：
碳：1.28％～1.7％；    硅：≤0.60％；        锰：0.60％～0.80％；
磷：≤0.030％          硫≤0.030％；         铬：1.7～1.9％；
镍：5～6％；           其余为Fe与不可避免的杂质
电炉出钢，电炉出钢温度≥1630℃。
2、根据权利要求1所述的不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法，其特征是：在电炉冶炼装料时，还可兑入部分铁水，装入方法是先装入入炉总钢铁料60％-40％的废钢，60％-40％的废钢料中包括除尘灰球代替的废钢料，送电30分钟后，兑入脱磷、脱硅的预处理铁水，加入量为电炉总装炉料的40％-60％。
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