CN1292080C - 在金属液池中处理钢渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种处理氧化铁含量＞5wt%的钢渣的方法，所述钢渣被投到金属液池中，其中，含碳量＜1.5wt%的钢液被用作所述金属液池，在装入所述钢渣后，所述钢液通过加入碳或碳载体而被增碳到含碳量高于2.0wt%。
Description
技术领域
本发明涉及处理氧化铁含量＞5wt％(重量百分比)的渣或渣混合物且尤其是炼钢厂渣的方法，其中钢渣被投到金属液池中。
背景技术
从EP666930B1中知道了炼钢和生产水硬接合剂的方法，其中在使用生铁且尤其是生铁中的含碳量的情况下还原钢渣，由此一来，一方面使生铁水脱碳并且将铁水的含碳量如降低到生铁所含碳量的一半以下，在这里，来自钢渣的氧化铁同时被还原成铁并进入金属液池。在这种情况下，主要如此使该已知方法最佳化，即能够用少量生铁水至少部分地还原大量钢渣。在该方法中，通过使用大量生铁水来明显缩短工艺过程是不易做到的，在这里，一方面，生铁水通常以较低温度出现，由此导致渣的流变特性成问题，另一方面，在把液态钢渣投到大量生铁水中的情况下，将会观察到非同一般的活跃反应，这在渣的不利流变特性的情况下可能导致形成不希望出现的泡沫渣或喷渣。结果，形成这样的泡沫渣导致反应缓慢，从而需要相应长的处理时间。
发明内容
本发明目的在于如此改进前言所述类型的方法，即在转化时间较短的情况下，可以最佳地利用在工艺过程中出现的工艺过程热量，并且可在还原过程中保持稀液态钢渣，这持久地阻止了泡沫渣的形成并同时防止了不希望地喷溅液渣的局部过激反应。
为实现此目的，本发明提出一种处理氧化铁含量＞5wt％的钢渣的方法，其中所述钢渣被投到金属液池中。该方法的特点是，含碳量＜1.5wt％的钢液被用作所述金属液池，在装入所述钢渣后，所述钢液通过加入碳或碳载体而被增碳到含碳量高于2.0wt％。
通过在渣还原反应开始时提供含碳量较低的金属液池如钢液，防止了导致大量气体形成的局部过激反应和活跃转化，因此不会再看到泡沫渣的形成。为了经济且尽可能热自主地进行这样的方法，直接利用在该方法中产生的热量是特别有利的。
在本发明的方法里，可以利用渣或渣混合物如炼钢厂渣。此外，渣和渣混合物可以与其它渣混合并被投入钢液中。而且，所述钢液的的含碳量最好＜0.5wt％，而且增碳后的该含碳量最好高于2.5wt％。
此外，如此有利地完成本发明的方法，提供生铁水并用氧脱碳到含碳量＜0.5wt％的程度，其中调整出高于1570℃的液池温度，将液态的钢渣装填到脱碳后的生铁水中并在温度均匀化后将碳加入所述液池中，添加含SiO2的调整物质以使碱度降低到＜1.5和/或添加含Al2O3的调整物质以便调整出＞10wt％的Al2O3量。由于作为该方法前级工序地通过脱碳形成随后其中加入钢渣的钢液，所以可以直接将在脱碳时产生的且由此明显加热原来的生铁水的热量用于补偿要加入的钢渣的温度，在这里，由于温度高，调整物质且尤其是含SiO2的调整物质如调节出理想碱度所需的调整物质被直接熔化并可进入渣中。因此，或是至少将一部分调节碱度所需的含SiO2的调整物质装到通过脱碳而被适当加热到约1570℃以上温度的钢液中，从而加热这些调整物质并至少部分使其熔化，或者，直接加入钢渣，在这里，与含SiO2的调整物质一起加入液态钢渣。通过添加这样的含SiO2的调整物质且尤其是通过可以同时装入如冷废料或细矿石或海绵铁，在工艺过程中直接利用脱碳钢液的高潜热并且可以通过添加氧化铁载体来有效控制温度，在这个控制中，同时尽可能地还原氧化铁并进而由这样的通常很难处理的氧化铁载体如细矿石形成大量铁水。
根据本发明的方法，最好调节出1620℃的液池温度。含SiO2的调整物质可以是高炉渣或石英砂，含Al2O3的调整物质可以是矾土。
在装入钢渣后，进行钢液含碳量的连续升高和理想的还原工作，其中碳载体被吹入钢液中。可以使所形成的一氧化碳随后复燃，从而可以总体上尽可能热自主地进行该工艺并且避免附加输入能量。在这种情况下，如此有利地进行根据本发明的方法，即碱度被调整到1.1至1.4并且液池含碳量被调整到＞2.5wt％。
本发明方法有利地实现了，按照1∶3-1∶6且最好是1∶4的重量比将渣或渣混合物添加到钢液中，在这里，可以利用比较多的且在脱碳后处于高温水平的金属液来直接准备出添加物所需的熔化热。在这种情况下，有利地按照150千克/吨-250千克/吨的量给该钢渣添加石英砂并且按照200千克/吨-300千克/吨的量给该钢渣添加矾土，在所选添加方式的情况下，获得充分均匀化并因此获得添加物在渣中完全熔化和转化，从而可直接获得按水泥工艺可使用的产品。
通过特别有利的方式，给液态钢渣添加细矿石或氧化铁载体，以便调节出超过8wt％的氧化铁含量，由此一来，在同时按照希望地还原钢渣的同时，实现了在相同工艺过程中还原难处理的矿石并可以将这些混合物考虑用于调节理想的还原温度。为了同样目的，在脱碳之中或之后，金属液池中的添加物如冷废料、细矿石或者海绵铁可以有利地被熔化。
通过特别有利的方式，可添加含酸性脉矿的氧化铁载体，由此一来，在将这种氧化铁载体还原成金属铁的同时，可以实现碱度适当降到水泥工艺所希望的目标碱度。在这种情况下，有利地采取这样的措施，即在将液态钢渣添加到钢液中之后，与钢液增碳同时地至少部分进行氧化铁载体如酸性脉矿的贫矿石或细矿石的添加，在此，通常有利地给液态钢渣物添加含CaO、Al2O3和/或SiO2的调整物质。
通过在第一阶段进行的脱碳而总的得到了特别有利的能量均衡，其中在生铁水脱碳时释放的大量能量可直接用在处理过程中。
任何富含SiO2的渣原则上适用于调节出理想的目标碱度，并且或许可以加入含SiO2的调整物质。
具体实施方式
下面，结合实施例来详细说明本发明。
在转炉中，通过经底部喷嘴吹入280立方米的氧，将8吨生铁水转化成钢水。在这里，作为近似分析结果，生铁水含碳3.9wt％且约含硅0.3wt％以及余量为铁。在脱碳后，其中通过放热反应从1470℃液池温度达到1620℃最终温度，钢液含0.3wt％的碳和约0.003wt％的硅及余量为铁。此后，2吨液态钢渣被装入该钢液中。钢渣特征在于以下分析：
| 钢渣 | |
| wt％ | |
| CaO | 48.6 |
| SiO2 | 19.1 |
| Al2O3 | 2.2 |
| MgO | 3.2 |
| TiO2 | 1.5 |
| FeO | 22.7 |
| MnO | 2.7 |
| CaO/SiO2 | 2.5 |
由于现有钢液的液池含碳量较低，所以就在加入液态钢渣后，在钢渣所含金属氧化物的还原反应中进行少许多的物质交换。如果按照适当的数量比直接装入生铁，则快速释放出大量CO，这可能导致强烈的渣起泡或喷渣。
在钢渣被投到钢液上后，在钢渣和金属液池之间进行均温，从而可以使固态渣部分完全转变成液态。均温导致约1500℃的温度。
在均温后，以25千克/分的吹送速度将580千克煤吹入钢液；还以24千克/分的速度吹入石英砂并以28千克/分的速度吹入矾土。
在理想的还原反应结束时，含4.5wt％溶解碳的金属液池保持约1490℃。根据调整物质的选择或者钢渣成分，再生生铁自然也可分别含有除铁以外的其它适当金属。
一方面，通过调整物质来控制理想的目标碱度，如看上去就象按水泥工艺继续加工处理后的渣所希望的那样，在这里，同时把金属氧化物还原到处理后钢渣的以下近似分析结果。
| 处理后的钢渣 | |
| wt％ | |
| CaO | 44.7 |
| SiO2 | 34.6 |
| Al2O3 | 14.8 |
| MgO | 2.9 |
| TiO2 | 1.8 |
| FeO | 0.9 |
| MnO | 0.3 |
| CaO/SiO2 | 1.3 |
如此获得的处理后钢渣可以在水中成团并被用作合成水泥中的磨料物质。
脱碳时出现的热导致了，加热并熔化调节出理想目标碱度所需的或调节出可用于水泥工艺的磨料质的理想成分所需的调整物质。通过添加冷废料、细矿石或来自铁直接还原的添加物，使或许出现的不希望有的高温水平返回理想的还原温度，由此可把其它铁加入金属液池。
可以使还原时形成的一氧化碳在渣液上方复燃看起来是必须的，由此没有附加能量输入地同时处理数量更多的酸性细矿石。
Claims (14)
1、一种处理氧化铁含量＞5wt％的钢渣的方法，其中所述钢渣被投到金属液池中，其特征在于，含碳量＜1.5wt％的钢液被用作所述金属液池，在装入所述钢渣后，所述钢液通过加入碳或碳载体而被增碳到含碳量高于2.0wt％。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢液的含碳量＜0.5wt％，并且增碳后的所述含碳量为高于2.5wt％。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供生铁水并用氧脱碳到含碳量＜0.5wt％的程度，其中调整出高于1570℃的液池温度，将呈液态的所述钢渣装填到脱碳后的所述生铁水中并且在温度均匀化后将碳加入所述液池中，添加含SiO2的调整物质以使碱度降低到＜1.5和/或添加含Al2O3的调整物质以便调整出＞10wt％的Al2O3量。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，调节出1620℃的所述液池温度。
5、如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述含SiO2的调整物质是高炉渣或石英砂，所述含Al2O3的调整物质是矾土。
6、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碱度被调整到1.1至1.4，所述液池的含碳量被调整到＞2.5wt％。
7、如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，按1∶3-1∶6的重量比将所述钢渣添加至该钢液中。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述重量比为1∶4。
9、如权利要求5所述的方法，其特征在于，按照150千克/吨-250千克/吨的量给所述钢渣添加所述石英砂，按照200千克/吨-300千克/吨的量给所述钢渣添加所述矾土。
10、如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在所述钢渣中添加细矿石或氧化铁载体，以便调节出超过8wt％的氧化铁量。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，在将所述钢渣加入所述钢液后，在所述钢液增碳的同时，至少部分地添加氧化铁载体。
12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述氧化铁载体是酸性脉石的贫矿石或细矿石。
13、如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，将含有CaO、Al2O3和/或SiO2的调整物质添加到所述钢渣中。
14、如权利要求3所述的方法，其特征在于，在脱碳之中或之后，在所述金属液池中熔化冷废料、细矿石或海绵铁。
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