CN114891997A - 一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：将含铁‑锌钢铁废料和还原剂投入回转窑进行焙烧还原；控制还原温度和还原时间，对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。本发明制备得到的富铁块可以直接满足转炉炼钢对于铁金属化率高、物理规格的要求，实现了炼钢废料回收利用，变废为宝，合理优化了资源，具有显著节能环保社会效益和经济效益。

Description

一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法
技术领域
本发明属于废料回收处理技术领域，具体地，涉及一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法。
背景技术
通常炼钢或炼铁高炉生产中由重力除尘器收集而来的重力除尘灰；炼钢或炼铁高炉生产中由布袋收尘器收集而来的布袋除尘灰：炼钢或炼铁高炉煤气中通过重力除尘器或布袋收尘器收集而来的瓦斯灰：转炉炼钢过程中收集并通过湿法处理而形成的转炉污泥；轧钢过程中产生的能够扩散到空气中的氧化铁屑，通过收尘过程所收集而来的轧钢除尘灰等。这些固体粉尘中有较为可观的氧化铁和氧化锌，是宝贵的二次资源。但炼钢或炼铁企业一般不对这些含锌-铁钢铁的废料进行有效回收处理，只是单纯地将其返回配料，造成了生产不稳定，同时有色金属锌得不到有效的回收；或者有的企业仅对其中锌进行回收处理，得到的窑渣无法实现高值化利用。从资源有效再利用的角度出发，目前急需找到合理资源化的方法。本申请提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，以解决现有技术中存在的炼钢废料回收利用的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：
步骤一，将含铁-锌钢铁废料和还原剂投入回转窑进行焙烧还原；
步骤二，控制还原温度和还原时间，收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；
步骤三，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；
步骤四，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
进一步地，在所述步骤一之前还包括：
将含铁-锌钢铁废料和还原剂粉碎至粒径直径小于0.1mm。
进一步地，在所述步骤二之前还包括：
对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；所述次氧化锌的品位大于45％。
进一步地，所述还原剂包括碳粉、焦粉、无烟煤粉和烟煤粉中的一种或几种任意比例混合；所述还原剂中碳的含量为60-80％。
进一步地，含铁-锌钢铁废料中总铁和还原剂的质量比为5：1-2。
进一步地，所述还原温度为800-1200℃；还原时间为120-240min。
进一步地，所述富铁窑渣中铁金属化率大于75％。
进一步地，热压处理的压力为100-200MPa；热压处理的温度为800-1000℃。
进一步地，所述富铁块的长为120-300mm；所述富铁块的宽为150-300mm；所述富铁块的高为100-300mm。
本发明的有益效果：
本发明将含铁-锌钢铁废料回收利用，得到次氧化锌产品和富铁窑渣，再将富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理得到富铁块，再将得到的富铁块投入转钢进行炼钢。其中，等静压成型工艺，不需要在原料中添加润滑剂，这样既减少了对制品的污染，又简化了制造工序；本发明制备得到的富铁块可以直接满足转炉炼钢对于铁金属化率高、物理规格的要求，实现了炼钢废料回收利用，变废为宝，合理优化了资源，具有显著节能环保社会效益和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施方式
请参阅图1所示，本发明提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：
步骤一，将含铁-锌钢铁废料和还原剂投入回转窑进行焙烧还原；
步骤二，控制还原温度和还原时间，收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；
步骤三，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；
步骤四，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
进一步的，在步骤一之前还可以将含铁-锌钢铁废料和还原剂粉碎至粒径直径小于0.1mm。可以理解的是，粒径直径可以在小于0.1mm的区间内取任意值。具体的，粒径直径可以为0.05、0.03或0.01mm等。
进一步地，在步骤二之前还可以对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；其中，次氧化锌的品位大于45％。可以理解的是，次氧化锌的品位可以在大于45％的区间内取任意值。具体的，次氧化锌的品位可以为50、52、55或58％等。
进一步地，还原剂包括碳粉、焦粉、无烟煤粉和烟煤粉中的一种或几种任意比例混合；其中，还原剂中碳的含量为60-80％。可以理解的是，还原剂中碳的含量可以在60-80％区间内取任意值。具体的，还原剂中碳的含量可以为60、65、70、75或80％等。
进一步地，含铁-锌钢铁废料中总铁和还原剂的质量比为5：1-2。
本发明通过控制含铁-锌钢铁废料中总铁和还原剂的质量比为5：1-2，确保还原剂被过量添加，也即还原剂的添加量要高于实际还原所需要的量。
进一步地，还原温度为800-1200℃；还原时间为120-240min。可以理解的是，还原温度可以在800-1200℃区间内取任意值。具体的，还原温度可以为800、900、1000、1100或1200℃等。同理可得，还原时间可以为120、150、180、210或240min等。
在还原过程中，还原剂能够将还原体系中的氧化锌还原为金属锌。纯的单质锌的沸点(或气化温度)为907℃(1个大气压时)。当还原体系处于1个大气压时，若温度高于单质锌的沸点，则单质锌会气化为锌蒸汽，从而脱离熔融相的还原体系而进入其上方的空气中。在随后的过程中，随着处理温度的下降，锌蒸汽会被重新氧化而转换为次氧化锌(Zn0)；当温度超过1100℃，氧化亚铁(Fe0)、氧化铁(Fe203)等其它金属氧化物会参与还原过程。
进一步地，富铁窑渣中铁金属化率大于75％。可以理解的是，富铁窑渣中铁金属化率可以在大于75％区间内取任意值。具体的，富铁窑渣中铁金属化率可以为77、79、81或85％等。
进一步地，热压处理的压力为100-200MPa；热压处理的温度为800-1000℃。可以理解的是，热压处理的压力可以在100-200MPa区间内取任意值。具体的，热压处理的压力可以为100、150、180或200MPa等。同理可得，热压处理的温度可以为800、850、900、950或1000℃等。
其中，热等静压机的工作原理：在高温高压下，粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程，可以提高材料的致密度和强度。等静压成型工艺，一般不需要在原料中添加润滑剂，这样既减少了对制品的污染，又简化了制造工序；本发明采用热等静压机对富铁窑渣进行热压处理，可以充分利用富铁窑渣的余热，对其进行热压处理，可以提高富铁窑渣的致密度和强度，以满足转炉炼钢对原料的要求。
进一步地，富铁块的长为120-300mm；富铁块的宽为150-300mm；富铁块的高为100-300mm。具体的，富铁块的长宽高可以为120×150×100、150×200×150、150×180×200、200×200×200或300×300×300mm。
本发明通过对富铁窑渣进行热压处理，是为了满足转炉炼钢对原料物理规格的要求。
实施例1
本发明提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：
第一步，将含铁-锌钢铁废料和焦粉粉碎至粒径直径为0.01mm；其中，含铁-锌钢铁废料中总铁和焦粉的质量比为5：1；焦粉中碳的质量比碳的含量为60％；
第二步，将含铁-锌钢铁废料和焦粉投入回转窑进行焙烧还原；
第三步，控制还原温度由800℃升高至1200℃，还原时间240min，收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；其中，富铁窑渣中铁金属化率为77％；
第四步，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；其中，热压处理的压力为100MPa；热压处理的温度为1000℃；富铁块的长宽高为120×150×100mm；
第五步，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
实施例2
本发明提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：
第一步，将含铁-锌钢铁废料和焦粉粉碎至粒径直径为0.01mm；其中，含铁-锌钢铁废料中总铁和焦粉的质量比为5：2；焦粉中碳的含量为60％；
第二步，将含铁-锌钢铁废料和焦粉投入回转窑进行焙烧还原；
第三步，控制还原温度由800℃升高至1200℃，还原时间240min，对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；其中，氧化锌的品位为50％；收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；其中，富铁窑渣中铁金属化率为77％；
第四步，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；其中，热压处理的压力为100MPa；热压处理的温度为1000℃；富铁块的长宽高为120×150×100mm；
第五步，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
实施例3
本发明提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：
第一步，将含铁-锌钢铁废料和焦粉粉碎至粒径直径为0.05mm；其中，含铁-锌钢铁废料中总铁和焦粉的质量比为5：2；焦粉中碳的含量为60％；
第二步，将含铁-锌钢铁废料和焦粉投入回转窑进行焙烧还原；
第三步，控制还原温度由800℃升高至1200℃，还原时间240min，对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；其中，氧化锌的品位为50％；收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；其中，富铁窑渣中铁金属化率为77％；
第四步，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；其中，热压处理的压力为100MPa；热压处理的温度为1000℃；富铁块的长宽高为120×150×100mm；
第五步，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
实施例4
本发明提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：
第一步，将含铁-锌钢铁废料和碳粉粉碎至粒径直径为0.03mm；其中，含铁-锌钢铁废料中总铁和碳粉之间质量比为5：1；碳粉中碳的含量为65％；
第二步，将含铁-锌钢铁废料和碳粉投入回转窑进行焙烧还原；
第三步，控制还原温度由900℃升高至1200℃，还原时间180min，对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；其中，氧化锌的品位为52％；收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；其中，富铁窑渣中铁金属化率为79％；
第四步，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；其中，热压处理的压力为150MPa；热压处理的温度为900℃；富铁块的长宽高为150×200×150mm；
第五步，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
实施例5
本发明提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：
第一步，将含铁-锌钢铁废料和无烟煤粉粉碎至粒径直径为0.01mm；其中，含铁-锌钢铁废料中总铁和无烟煤粉的质量比为5：2；无烟煤粉中碳的含量为65％；
第二步，将含铁-锌钢铁废料和无烟煤粉投入回转窑进行焙烧还原；
第三步，控制还原温度由950℃升高至1200℃，还原时间180min，对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；其中，氧化锌的品位为55％；收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；其中，富铁窑渣中铁金属化率为81％；
第四步，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；其中，热压处理的压力为180MPa；热压处理的温度为800℃；富铁块的长宽高为150×180×200mm；
第五步，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
实施例6
本发明提供一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，包括以下步骤：
第一步，将含铁-锌钢铁废料和烟煤粉粉碎至粒径直径为0.01mm；其中，含铁-锌钢铁废料中总铁和烟煤粉的质量比为5：1；烟煤粉中碳的含量为60％；
第二步，将含铁-锌钢铁废料和焦粉投入回转窑进行焙烧还原；
第三步，控制还原温度由950℃升高至1200℃，还原时间120min，对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；其中，氧化锌的品位为58％；收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；其中，富铁窑渣中铁金属化率为85％；
第四步，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；其中，热压处理的压力为200MPa；热压处理的温度为800℃；富铁块的长宽高为300×300×300mm；
第五步，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
本发明工作原理：
本发明将含铁-锌钢铁废料回收利用，得到次氧化锌产品和富铁窑渣，再将富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理得到富铁块，再将得到的富铁块投入转钢进行炼钢。其中，等静压成型工艺，一般不需要在原料中添加润滑剂，这样既减少了对制品的污染，又简化了制造工序；本发明制备得到的富铁块可以直接满足转炉炼钢对于铁金属化率高、物理规格的要求，实现了炼钢废料回收利用，变废为宝，合理优化了资源，具有显著节能环保社会效益和经济效益。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将含铁-锌钢铁废料和还原剂投入回转窑进行焙烧还原；
步骤二，控制还原温度和还原时间，收集回转窑内的窑渣，得到富铁窑渣；
步骤三，将得到的富铁窑渣通过定量给料装置输送到等静压机进行热压处理，得到富铁块；
步骤四，将得到的富铁块投入转炉进行炼钢。
2.根据权利要求1所述的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，在所述步骤一之前还包括：
将含铁-锌钢铁废料和还原剂粉碎至粒径直径小于0.1mm。
3.根据权利要求1所述的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，在所述步骤二之前还包括：
对回转窑内的烟气进行收尘处理，得到次氧化锌；所述次氧化锌的品位大于45％。
4.根据权利要求1所述的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，所述还原剂包括碳粉、焦粉、无烟煤粉和烟煤粉中的一种或几种任意比例混合；所述还原剂中碳的含量为60-80％。
5.根据权利要求4所述的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，含铁-锌钢铁废料中总铁和还原剂的质量比为5：1-2。
6.根据权利要求1所述的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，所述还原温度为800-1200℃；还原时间为120-240min。
7.根据权利要求1所述的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，所述富铁窑渣中铁金属化率大于75％。
8.根据权利要求1所述的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，热压处理的压力为100-200MPa；热压处理的温度为800-1000℃。
9.根据权利要求1所述的一种直接利用回转窑富铁窑渣炼钢的方法，其特征在于，所述富铁块的长为120-300mm；所述富铁块的宽为150-300mm；所述富铁块的高为100-300mm。
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