CN115232894B - 一种利用aod炉或钢包从氧化铁热渣中提炼纯铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金铁族金属技术领域，更具体地，涉及一种利用AOD炉或钢包从氧化铁热渣中提炼纯铁的方法。将造渣剂兑入AOD炉炉底或钢包底部，然后将氧化铁热渣兑入；并向AOD炉或钢包内吹入惰性气体进行搅拌；分多次向AOD炉或钢包内兑入还原剂和造渣剂，使炉内铁温达到1600‑1650℃，排渣取渣样和/或铁样，分析渣样的碱度以及渣样和/或铁样中的铁含量，如果炉内铁含量达到99％以上且碱度位于2‑3之间，即达到出铁要求；否则继续加入还原剂和造渣剂进行还原提纯。本发明利用氧化铁热渣作为原料，利用AOD炉或钢包进行直接还原提炼得到纯铁，解决了大量氧化铁渣处理困难问题。
Description
技术领域
本发明属于冶金铁族金属技术领域，更具体地，涉及一种利用AOD炉或钢包从氧化铁热渣中提炼纯铁的方法。
背景技术
铁是目前工业生产中应用最为广泛的原料及产能最为丰富的铁矿石是国际大宗商品，战略物资，属于经济命脉一类的东西，利用铁矿石生产铁也是主要手段之一。
现阶段冶金行业提炼纯铁主要利用电弧炉、氧气转炉加炉外精炼等方法生产，以上方法生产出的纯铁主要为工业纯铁，生产原料主要为铁矿石，废铁返回料等合金材料；同领域暂时没有使用氧化铁渣为原料，添加还原剂生产纯铁的工艺方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种利用AOD炉或钢包从氧化铁热渣中提炼纯铁的方法，最大限度的解决了氧化铁渣的回收利用问题，提高了氧化铁渣的自身衍生价值。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用AOD炉或钢包从氧化铁渣中提炼纯铁的方法，包括如下步骤：
(1)兑造渣剂：将造渣剂兑入AOD炉炉底或钢包底部，以确保冶炼过程中的碱度，同时避免兑入氧化铁热渣时对炉衬的冲刷；
(2)兑氧化铁热渣：将氧化铁热渣兑入步骤(1)底部兑入造渣剂的AOD炉或钢包内；并向所述AOD炉或钢包内吹入惰性气体进行搅拌；
(3)分批次兑还原剂和造渣剂：分多次向步骤(2)获得的AOD炉或钢包内兑入还原剂和造渣剂，并吹入惰性气体进行搅拌，加入还原剂和造渣剂后，使炉内铁温达到1600-1650℃，排渣取渣样和/或铁样，分析渣样的碱度以及渣样和/或铁样中的铁含量，如果炉内铁含量达到99％以上且碱度位于2-3之间，即达到出铁要求；否则继续加入还原剂和造渣剂进行还原提纯。
优选地，步骤(1)兑入造渣剂的质量为AOD炉或钢包容量的0.8％-1.2％。
优选地，步骤(2)所述氧化铁热渣为提炼高冰镍或高镍铁的伴生产物氧化铁热渣。
优选地，步骤(2)将提炼高冰镍或高镍铁时排出的氧化铁热渣直接收集后兑入所述AOD炉或钢包内；兑入时所述氧化铁热渣的温度不低于1400℃，进一步优选不低于1500℃。
优选地，所述氧化铁热渣中按照质量百分比包含：SiO2：2％-7％；Al2O3：0.01％-1.5％；CaO：15％-35％；MgO：2％-8％；Fe2O3：≥50％；Cr2O3：＜1％。
优选地，对于AOD炉，步骤(2)使用侧枪侧吹惰性气体进行搅拌；对于钢包，步骤(2)使用底枪底吹惰性气体进行搅拌。
优选地，步骤(2)所述惰性气体的供应量为90-110m3/min；步骤(3)所述惰性气体的供应量为90-110m3/min。
优选地，步骤(3)第一次加入的还原剂和造渣剂的质量比为1:2.5-3.2，第一次加入的还原剂为步骤(3)兑入的氧化铁热渣质量的2％-3％。
优选地，步骤(3)继续加入还原剂和造渣剂进行还原提纯，具体为：
当炉内碱度位于2-3之间，渣样中氧化铁含量高于15％或铁样中铁含量小于99％时，按照质量比1:2.5-3.2再次加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂的质量为上一次加入的还原剂质量的88％-92％；
当炉内碱度小于2时，按照质量比0.8:3.1-3.3再次同时加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂为第一次加入还原剂质量的75％-85％；
当炉内碱度大于3时，按照质量比1.3:2.6-2.8再次同时加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂为第一次加入还原剂质量的1.2-1.4倍。
优选地，所述造渣剂为石灰萤石；所述还原剂为硅铁和/或焦炭；进一步优选为硅铁和焦炭的混合还原剂，其中硅铁占所述混合还原剂质量的1/4及以上。
本发明利用AOD炉或钢包从氧化铁热渣中提炼纯铁的方法，同行业未有先例，突破创新降低冶炼还原时间的同时，提高了氧化铁渣的回收利用效率，设备、工艺操作简单，冶炼成本低。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明提出的一种利用AOD炉或钢包从氧化铁热渣中提炼纯铁的方法，利用氧化铁热渣作为原料在AOD炉或钢包中还原为纯铁。优选实施例中利用提炼高镍铁吹炼产生的大量氧化铁热渣作为原料，解决了生产高冰镍/高镍铁产生的大量氧化铁渣处理困难问题，还原后变渣为铁。
(2)本发明利用冶炼高镍铁排出的氧化铁热渣用AOD炉还原的工艺改革，较电弧炉、转炉生产周期此工艺大幅的缩短了纯铁提炼的时间及生产成本，本发明工艺在现有设备基础上即可操作完成，提炼纯铁时间平均为80min，经查询较行业内原有工艺大幅降低了冶炼时间，并且是高冰镍利用伴生产物渣料氧化铁渣作为原料进行提纯，仅产生还原剂与造渣剂的成本，同行业未有先利。
(3)本工艺发明前期本小组成员本着利旧创新的开发精神，从无到有，利用AOD炉提供充足还原气氛，利用焦炭降低了还原剂的使用成本，通过一次次测试，经过成品样的光谱分析，过程渣样的化验分析，摸索出合适的用料配比和还原规律，且需控制成品成分中的C、Si元素不能超纯铁成分内控范围。
(4)本发明通过测试生产总结，还原温度的控制为操作的要点，这也是分批次加入还原剂的主要原因，一次还原剂加入量过大，造成放热反应过于充分温度高于耐材可承受范围，控制还原温度在1600℃-1650℃范围内，温度过低不利于还原渣中Fe2O3，渣中铁收得率低，温度过高，对AOD炉耐材侵蚀严重，导致整体炉龄降低，增加冶炼成本。
(5)传统方法对冶炼设备要求高，VOD炉冶炼成本增加，本工艺采用AOD炉直接还原充分，利用铸铁机浇铸为原料纯铁，若需采用连铸生产，直接出钢包进LF炉钙处理脱氧可满足连铸生产，生产流程较传统生产工艺易操作。
(6)每次冶炼高镍铁产出平均渣量为350吨左右，此部分氧化铁热渣采用此工艺冶炼可产出兑入渣量的30％左右纯铁，合理利用了产出资源及改善了渣处理问题。
(7)现阶段冶金行业提炼纯铁主要利用电弧炉、氧气转炉加炉外精炼或通过VOD炉等方法生产，以上方法生产出的纯铁主要为工业纯铁生产原料主要为铁矿石，废铁返回料等合金材料，且纯铁对有害元素S元素要求高，传统工艺对S元素处理困难，相比此工艺利用AOD炉反应气体搅拌力充足，配合碱性炉渣，脱S效果显著；同领域暂时没有使用氧化铁渣为原料，添加还原剂生产纯铁的工艺方法，本发明工艺为开辟创新，利用AOD炉反应，解决了生产高镍铁产生的大量氧化铁渣处理困难问题，还原后变渣为铁。
(8)本发明利用提炼高镍铁吹炼产生的大量氧化铁热渣做为原料在AOD炉或钢包中还原为纯铁，还原得到的纯铁可用作冶炼精密合金、高温合金、超低碳不锈钢、电热合金等重要的原材料。
附图说明
图1为本发明利用AOD炉或钢包从氧化铁渣中提炼纯铁的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种利用AOD炉或钢包从氧化铁渣中提炼纯铁的方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)兑造渣剂：将造渣剂兑入AOD炉炉底或钢包炉底；本发明事先在AOD炉底或钢包炉底兑入造渣剂，一方面造渣剂的熔化需要有充足的时间，提前加入可以为造渣剂的熔化提供充足的时间以确保冶炼过程中的碱度；同时也能够避免直接兑入氧化铁渣对AOD炉炉衬或钢包炉衬的冲刷损伤。
(2)兑氧化铁渣：将氧化铁渣兑入步骤(1)获得的AOD炉或钢包内；并向所述AOD炉或钢包内吹入惰性气体进行搅拌；
(3)分批次兑还原剂和造渣剂：分多次向步骤(2)获得的AOD炉或钢包内兑入还原剂和造渣剂，并吹入惰性气体进行搅拌，加入还原剂和造渣剂后，使炉内铁温达到1600-1650℃，排渣取渣样和/或铁样，分析渣样的碱度以及渣样和/或铁样中的铁含量，如果炉内铁含量达到99％以上且碱度位于2-3之间，即达到出铁要求；否则继续加入还原剂和出渣剂进行还原提纯。
在加入氧化铁热渣进入炉内之前，为了防止对AOD炉或钢包底部的冲刷，特别在炉内事先加入造渣剂进行垫底。但也不宜加入过多垫底，否则会较大程度降低氧化铁热渣温度。一些实施例中，步骤(1)兑入造渣剂的量为AOD炉或钢包熔池容量的0.8％-1.2％。比如某AOD炉的熔池容量为100吨，事先可兑入造渣剂1吨。
本发明步骤(2)可兑入氧化铁渣的量不大于AOD炉或钢包熔池的容纳量。一些实施例中，步骤(2)所述氧化铁渣为提炼高冰镍或高镍铁的伴生产物氧化铁渣。本发明步骤(2)将提炼高冰镍或高镍铁时排出的氧化铁渣直接收集后兑入所述AOD炉或钢包内；兑入时所述氧化铁渣的温度不低于1400℃，较佳不低于1500℃。本发明将提炼高镍铁时排出的氧化铁渣直接收集利用，用冶金容器接收氧化铁渣后，兑入AOD炉或钢包中进行还原操作。如果上游氧化铁热渣产渣量一次不能将AOD炉或钢包熔池加满，也可分阶段加入氧化铁热渣按照本发明方法进行还原提炼。
一些实施例中，所述氧化铁渣中按照质量百分比包含：SiO2：2％-7％；Al2O3：0.01％-1.5％；CaO：15％-35％；MgO：2％-8％；Fe2O3：≥50％且＜100％为宜；Cr2O3：＜1％为宜，为保证纯铁其他微量元素不超标，其他微量元素越低越好。
对于AOD炉，步骤(2)可使用侧枪侧吹惰性气体进行搅拌；对于钢包，步骤(2)可使用底枪底吹惰性气体进行搅拌。步骤(2)所述惰性气体的供应量为90-110m3/min；步骤(3)所述惰性气体的供应量为90-110m3/min。
根据兑入的氧化铁渣量，配比合适的还原剂，利用AOD炉侧枪或钢包底枪供给惰性气体，渣中使氧化铁充分还原；利用还原放热原理，分批次投入还原剂，避免一次投入大量还原料造成温度迅速升高导致无法控制炉内温度，温度过高对炉衬炉砖侵蚀严重。一些实施例中，步骤(3)第一次加入的还原剂和造渣剂的质量比为1:2.5-3.2，第一次加入的还原剂为步骤(3)兑入的氧化铁渣质量的2％-3％。造渣料与还原剂一起加入既可以平衡炉内碱度，又可带走铁水中其他微量元素。
分多次向AOD炉或钢包中加入还原剂和造渣剂，步骤(3)加入还原剂和造渣剂后，使炉内铁温达到1600-1650℃，排渣取渣样和铁样，分析渣样的碱度以及渣样和/或铁样中的铁含量，如果炉内铁含量达到99％以上且碱度位于2-3之间，即达到出铁要求；否则继续加入还原剂和造渣剂进行还原提纯，为了较好地控制炉温并尽快达到还原预期，优选实施例中，可按照如下方法进行：
当炉内碱度位于2-3之间，渣样中氧化铁含量高于15％或铁样中铁含量小于99％时，按照质量比1:2.5-3.2再次加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂的质量为上一次加入的还原剂质量的88％-92％；
当炉内碱度小于2时，按照质量比0.8:3.1-3.3再次同时加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂为第一次加入还原剂质量的75％-85％；
当炉内碱度大于3时，按照质量比1.3:2.6-2.8再次同时加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂为第一次加入还原剂质量的1.2-1.4倍。
待分批、少量、多次投还原料以及造渣剂，惰性气体搅拌充分后，取渣样或铁样分析确认渣中氧化铁含量或铁水中铁含量及渣中碱度可进行排渣操作，排出废渣，铁水留于炉中。重复上述操作，第二次兑入氧化铁热渣，还原剂投入氮气搅拌充分还原，使炉内铁温达到1600℃-1650℃左右，排渣取渣样和/或铁样，化验分析确认炉内铁含量是否达到99％以上即可到达出铁要求。采用本发明还原方法，对于原始氧化铁热渣中60％-70％的氧化铁含量，一般总共需要使用其重量的20％左右的还原剂进行充分还原，达到出铁要求。
本发明分批次兑还原剂和造渣剂：分多次向兑入氧化铁热渣的AOD炉或钢包内兑入还原剂和造渣剂，并吹入惰性气体进行搅拌，加入还原剂和造渣剂后，根据氧化铁热渣的初始温度，调节还原剂中硅铁的使用量，使炉内铁温达到1600-1650℃，排渣取渣样和/或铁样，分析渣样的碱度以及渣样和/或铁样中的铁含量，如果炉内铁含量达到99％以上且碱度位于2-3之间，即达到出铁要求；否则继续加入还原剂和造渣剂进行还原提纯。炉内铁含量可以根据渣样中氧化铁含量间接判断或根据铁水中铁含量来直接判断。
一些实施例中，所述造渣剂为石灰；所述还原剂为硅铁和/或焦炭。优选采用硅铁和焦炭的混合还原剂，硅铁作为强还原剂，一方面可以起到还原氧化铁的作用，另一方面其在还原过程中剧烈放热，有利于维持还原过程反应温度。可根据投入的氧化铁热渣温度来决定硅铁和焦炭的比例，一般如果氧化铁热渣的温度高于或等于1500℃，硅铁在混合还原剂中的质量占比为1/4；如果氧化铁热渣的温度低于1500℃，可适当提高硅铁在混合还原剂中的占比，比如提高至1/3.5至1/3.9，或根据氧化铁热渣初始温度进行调节。
AOD炉通常用于精炼不锈钢，冶炼时吹入O2、Ar或N2混合气体，对钢水脱碳，同时由加料***加入还原剂、脱硫剂、铁合金或冷却剂等调整钢水成分和温度，冶炼出合格的不锈钢水出至钢包中，在钢包中精炼合格后提供连铸机成品钢水。AOD炉，钢包已经为成熟操作***，其具有设备简单、操作方便、适应性强、投资省、生产成本低等优点，且AOD炉和钢包均能提供Ar气及N2气的强搅拌力，此均可用作本发明氧化铁热渣还原提炼纯铁的设备。
AOD炉本身通常用于将高炉铁水和中频炉上熔化的合金，经钢包注入AOD炉，冶炼时吹入氧气、Ar或氮气混合气体，对钢水脱碳，同时由加料***加入还原剂、脱硫剂、铁合金或冷却剂等调整钢水成分和温度，冶炼出合格的不锈钢水供连铸机。本发明首次将AOD炉用于高镍铁冶炼伴生的氧化铁热渣直接还原提炼纯铁，变废为宝。
因兑入氧化铁渣其他微量元素不定，目前此工艺将产出物分为3类：
①铁含量达到99％，其他微量元素超过原料纯铁及工业纯铁要求的分为劣质纯铁，铸铁后可供冶炼不锈钢调整成分使用；
②铁含量达到99.5％以上，其他微量元素达到原料纯铁要求的，分为原料纯铁应用领域合金冶炼，不锈钢冶炼，主要用于生产钕铁硼、铝镍钴、电工合金、高温及精密合金等产品；
③铁含量达到99.6％—99.8％及其以上，杂质总量＜0.2％且其他元素达到工业纯铁的内控范围要求，分为工业纯铁，可利用连铸为方坯后用于冶炼精密合金、高温合金、超低碳不锈钢、电热合金等重要的原材料。
该工艺还原铁化学反应方程式及过程碱度控制情况：
3C+Fe2O3＝高温＝2Fe+3CO↑
Si+2FeO＝高温＝SiO2+2Fe
过程碱度要求控制在ρ＝2-3。
以下为实施例：
实施例1
兑入渣量及成分：本次实例兑渣一次兑入渣量45T，成分为SiO2：3.97％，Al2O3：0.89％，CaO：16.89％，MgO：4.22％，Ni：0.028％，Cr2O3：0.75％，Fe2O3：72.58％，氧化铁渣温度1525℃。
AOD高位料仓备用还原剂(硅铁、焦炭)，造渣剂(石灰)，兑渣操作前加1吨造渣剂垫炉底；
兑入氧化铁渣后，AOD炉侧枪供惰性气体(氮气)，惰性气体供应量100m3/min，充分提供搅拌力；
确认达到合适的搅拌强度后还原剂与造渣剂同时从高位料仓加入，按还原剂与造渣剂比例为1:3投入，兑入渣量为45吨，第一批还原剂硅铁加入量为285kg焦炭加入量为1300kg，石灰加入量为4000kg，此时化验碱度ρ＝2.55，氮气充分搅拌4-6min后，倒炉测温(1650℃)，取渣样，加入第二批还原剂硅铁150kg焦炭800kg，石灰2680kg，同样惰性气体搅拌4-6min后，测温(1610℃)取渣样，可加入第三批还原剂硅铁50kg焦炭550kg，石灰1600kg，因过程渣量在减少，可还原氧化铁在减少，故适当减少还原剂加入量，氮气还原5min，测温(1643℃)取渣样，进行最后一次还原剂加入，焦炭240kg，石灰650kg，搅拌结束后，还原完成；共计使用硅铁485kg，焦炭2890kg，石灰8930kg，加入4批还原剂与造渣剂后取样确认铁含量，成分为Fe：99.51％，C：0.004％，P：0.005％，S：0.05％，Si：0.01％，Cr：0.16％，Ni：0.15％。具体还原过程数据见表1：
表1
倒炉排渣需确保排干净，即可出铁，后续铸铁即可使用，本炉次用于冶炼不锈钢成分微调使用。
对比例1
对比例1与实施例相同，均为只兑入一次氧化铁渣做还原，但还原成品铁含量未达99％，兑入氧化铁渣成分为SiO2：2.97％，Al2O3：0.87％，CaO：19.73％，MgO：4.04％，Ni：0.037％，Cr2O3：0.63％，Fe2O3：70.68％，氧化铁渣温度1495℃。
同实施例1操作相同，还原时间及温度基本相同，但本次实例还原剂加入量较少且有两次与加入造渣剂比例未达最低1:2.5，实验发现未达到相应还原效果铁含量未达目标，具体加入量及还原情况如下表2：
表2
本次测试前也未知渣中氧化铁还有还原余量，在最后一次物料加入后搅拌5min取样选择出铁，最终还原纯铁成分为：Fe：98.18％，C：0.003％，P：0.004％，S：0.05％，Si：0.01％，Cr：0.18％，Ni：0.79％；
本对比例还原铁含量未达99％以上，后续总结可能原因为还原剂加入总量不足，未充分与渣中Fe2O3反应，还原铁水中Fe含量未达到饱和，且期间还原剂与造渣剂比为1：2.36偏低故未达到目标成分要求，后续应用于不锈钢冶炼微调成分使用。
实施例2
兑入渣量及成分：第一阶段氧化铁渣成分：SiO2：4.59％，Al2O3：0.88％，CaO：26.71％，MgO：3.88％，Ni：0.045％，Cr2O3：0.98％，Fe2O3：62.69％；第一阶段兑入量氧化铁渣40吨；由于上游氧化铁热渣产渣量一次不能将AOD炉熔池加满，因此本实施例分两个阶段加入氧化铁热渣。第二阶段氧化铁渣成分：SiO2：4.72％，Al2O3：0.81％，CaO：18.02％，MgO：5.73％，Ni：0.050％，Cr2O3：0.68％，Fe2O3：69.90％；第二阶段兑入量氧化铁渣32吨；氧化铁渣温度为1500℃。
还原剂(硅铁、焦炭)，造渣剂(石灰)提前上AOD炉高位料仓备用，兑渣操作前加1吨造渣剂垫炉底；
兑入氧化铁渣后，AOD炉侧枪供惰性气体(氮气)，惰性气体供应量100m3/min，充分提供搅拌力；
确认达到合适的搅拌强度后还原剂与造渣剂同时从高位料仓加入，按还原剂与造渣剂比例为1:2.5左右投入，第一阶段兑入渣量为40吨，第一批还原剂硅铁加入量为200kg焦炭加入量为830kg，石灰加入量为2950kg，化验分析碱度为ρ＝2.91，搅拌时间5min左右待炉内充分还原，倒炉测温取渣样，同比例加入第二批还原剂与造渣剂，适当降低加入量为第一批的90％，共加入8批还原剂与造渣剂第一阶段4次，第二阶段4次；加入量及过程氧化铁含量如下表3。
表3
根据取出渣样氧化铁含量(如上表)还原程度及所测温度调整还原剂加入量，做第二次还原准备，重复操作上述加还原剂和造渣剂的步骤；第一阶段最后一次渣样成分：SiO2：27.05％，Al2O3：1.78％，CaO：57.22％，MgO：6.46％，Fe2O3：6.10％，铁样成分：Fe：97.46％，C：0.148％，P：0.004％，S：0.028％。此时渣中氧化铁已经充分还原可兑入第二次氧化铁渣，做第二阶段还原；
重复上述操作做第二阶段还原，第二阶段最后一次渣样成分：SiO2：26.91％，Al2O3：1.80％，CaO：51.60％，MgO：2.76％，Fe2O3：15.07％，成品铁样成分：Fe：99.76％，C：0.003％，P：0.004％，S：0.02％，Si：0.01％，Cr：0.1％，Ni：0.05％；
成分合格后即可排渣，排渣操作一定要干净不留渣，运送至铸铁机浇铸，此炉可用作原料纯铁利用。
对比例2
本对比例同为兑入两次氧化铁渣，因为第一次兑入两次氧化铁渣测试，测试前期未注意选用氧化铁渣成分而导致的铁含量未达标，其他元素超标的实例，具体成分为第一阶段氧化铁渣成分：SiO2：4.72％，Al2O3：0.81％，CaO：18.02％，MgO：4.73％，Ni：0.097％，Cr2O3：2.77％，Fe2O3：68.02％；第二阶段氧化铁渣成分：SiO2：6.04％，Al2O3：0.73％，CaO：21.79％，MgO：4.55％，Ni：0.10％，Cr2O3：0.84％，Fe2O3：65.14％；
按实施例2所述操作工艺要求进行还原操作，按还原剂与造渣剂比例为1:2.5-3.1左右投入，过程碱度保持ρ＝2-3，还原过程分4批物料投入，还原时间控制在氮气搅拌4-6min，具体过程指标如下表4所示：
表4
案例还原过程与此前测试对比无异常，成品铁样为：Fe：98.66％，C：0.003％，P：0.003％，S：0.021％，Si：0.01％，Cr：1.12％，Ni：0.09％；成品铁含量未达到纯铁成分标准，Cr元素成分超标,，后续总结得出可能原因为三氧化二铬易被还原的特殊性且无法去除，后续选用氧化亚铁热渣需尽量选用提炼高镍铁的后期渣做为原料使用，前期渣中铁水中Cr元素被氧化导致渣中三氧化二铬含量偏高故不选用前期渣做纯铁还原，并得出以下范围内的氧化铁渣适合还原纯铁使用：SiO2：2％-7％；Al2O3：0.01％-1.5％；CaO：15％-35％；MgO：2％-8％；Fe2O3：≥50％为宜；Cr2O3：＜1％为宜。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用AOD炉或钢包从氧化铁渣中提炼纯铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）兑造渣剂：将造渣剂兑入AOD炉炉底或钢包底部，以确保冶炼过程中的碱度，同时避免兑入氧化铁热渣时对炉衬的冲刷；
（2）兑氧化铁热渣：将氧化铁热渣兑入步骤（1）底部兑入造渣剂的AOD炉或钢包内；并向所述AOD炉或钢包内吹入惰性气体进行搅拌；所述氧化铁热渣中按照质量百分比包含：SiO2：2%-7%；Al2O3：0.01%-1.5%；CaO：15%-35%；MgO：2%-8%；Fe2O3：≥50%；Cr2O3：＜1%；
（3）分批次兑还原剂和造渣剂：分多次向步骤（2）获得的AOD炉或钢包内兑入还原剂和造渣剂，并吹入惰性气体进行搅拌，加入还原剂和造渣剂后，使炉内铁温达到1600-1650℃，排渣取渣样和/或铁样，分析渣样的碱度以及渣样和/或铁样中的铁含量，如果炉内铁含量达到99%以上且碱度位于2-3之间，即达到出铁要求；否则继续加入还原剂和造渣剂进行还原提纯；
步骤（3）第一次加入的还原剂和造渣剂的质量比为1:2.5-3.2，第一次加入的还原剂为步骤（2）兑入的氧化铁热渣质量的2%-3%；
步骤（3）继续加入还原剂和造渣剂进行还原提纯，具体为：
当炉内碱度位于2-3之间，铁样中铁含量小于99%时，按照质量比1:2.5-3.2再次加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂的质量为上一次加入的还原剂质量的88%-92%；
当炉内碱度小于2时，按照质量比0.8:3.1-3.3再次同时加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂为第一次加入还原剂质量的75%-85%；
当炉内碱度大于3时，按照质量比1.3:2.6-2.8再次同时加入还原剂和造渣剂，且加入的还原剂为第一次加入还原剂质量的1.2-1.4倍。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）兑入造渣剂的质量为AOD炉或钢包容量的0.8%-1.2%。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述氧化铁热渣为提炼高冰镍或高镍铁的伴生产物氧化铁热渣。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）将提炼高冰镍或高镍铁时排出的氧化铁热渣直接收集后兑入所述AOD炉或钢包内；兑入时所述氧化铁热渣的温度不低于1400℃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于AOD炉，步骤（2）使用侧枪侧吹惰性气体进行搅拌；对于钢包，步骤（2）使用底枪底吹惰性气体进行搅拌。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述惰性气体的供应量为90-110 m³/min；步骤（3）所述惰性气体的供应量为90-110 m³/min。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述造渣剂为石灰萤石；所述还原剂为硅铁和/或焦炭。
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