本发明专利技术公开了一种在电弧炉中生产铁合金的方法，所述方法包括用未结块的含碳聚合物装料所述炉的步骤，使得所述聚合物起熔渣起泡剂的作用。本发明专利技术还涉及未结块的含碳聚合物在电弧炉中的铁合金生产中作为熔渣起泡剂的用途。本发明专利技术还公开了一种在电弧炉中生产铁合金的方法，包括用铁合金原料装料所述炉；将在炉中的原料加热至熔融状态并且在合金/原料的熔融表面上形成熔渣；和用起熔渣起泡剂作用的未结块的含碳聚合物装料所述炉。此外，本发明专利技术还涉及确定含碳聚合物在使用含碳原料的生产铁合金的炉中的再循环性的系统。
【技术实现步骤摘要】
铁合金的生产本申请是申请日为2005年5月20日、申请号为200580033761.6、专利技术名称为“铁合金的生产”(PCT/AU2005/000720，进入国家阶段日期2007年4月3日)之申请的分案申请。
本专利技术公开了一种使用新型添加剂在电弧炉(EAF)中生产铁合金(例如钢)的方法。在其主要的功能中，所述新型添加剂起熔渣起泡剂、还原剂的作用。然而，所述添加剂可以另外作为燃料和/或作为再增碳剂。
技术介绍
在过去50年中，塑料行业经历了巨大的发展，使得塑料材料和产品现在对社会是必不可少的。塑料生产在例如日本的国家中已经达到每年约1500万吨，这导致每年约9百万吨的相关废物，其中50%与城市固体废物相关。塑料处理的问题越来越多，国际上塑料再循环使用只占材料回收的小部分，余下的通过填埋或在焚化炉中焚烧处理。塑料材料不易降解并且在填埋场渗出有毒元素，同时传统的燃烧通常产生有害排放例如二》恶类化合物。。世界范围内，钢 铁工业面对通过改进能效和资源利用最小化它们对环境的影响的压力。例如，已经做了具体的努力来减少鼓风炉的碳强度。鼓风炉能源管理的一个策略包括降低燃料或焦炭的消耗。作为替代燃料，已经提出将塑料注入鼓风炉的风口中来减少CO2排放，这是因为塑料的燃烧能至少与通常注入的粉末化煤一样高，而且其氢与碳的比率较高，产生较少的作为燃烧产物的co2。向其它类型的炼钢炉中加入塑料是已知的，包括电弧炉(EAF)。例如，US5，554，207公开了一种方法，其中EAF废粉尘与废塑料结合以形成固体，其然后被加入到EAF中。类似地，JP2004-052002公开了一种方法，其中废塑料与炼钢粉尘捏合(knedaded)在一起形成软固体，然后加入EAF中。没有一个文献涉及加入添加剂来促进熔洛起泡。
技术实现思路
本专利技术的第一方面中，提供了在电弧炉中生产铁合金的方法，其包括用未结块的含碳聚合物装料所述炉的步骤，使得所述聚合物起熔渣起泡剂的作用。术语“未结块的含碳聚合物”包含微细的和粗糙的微粒化和颗粒化聚合物，并且排除与EAF废粉尘或炼钢粉尘一起形成的聚合物。这种结块固体不起熔渣起泡剂的作用。事先没有预期，在电弧炉中未结块的含碳聚合物可以用来引起熔渣起泡。在电弧炉中，增加的熔渣起泡更好地覆盖熔融的金属并且更好的保持热量(即绝热)，这样导致EAF中的电消耗显著的降低。在生产铁合金方法中，未结块的含碳聚合物可以另外起还原剂的作用，起燃料和/或再增碳剂的作用。随后所述聚合物可以使得炉进料中存在的和/或金属加工期间产生的金属氧化物还原；和/或作为燃料源；和/或作为再增碳剂来增加最终的铁合金中碳与铁一起存在的碳的量。例如，在电弧炉中主要燃料源是电。因此，废塑料可以提高能量效率(即通过利用较少的电)，并且可以减少传统碳源例如焦炭和煤的消耗(并因此降低成本)。废塑料还可以代替或减少昂贵的再增碳剂的使用，例如无烟煤和石墨。当术语“铁合金”用于本文时，它包括宽范围的铁-碳合金(包括钢)和其它铁-碳和/或铁_基合金，包括络铁、娃络铁、猛铁、娃猛铁、娃铁、续娃铁、钥铁、镇铁、钦铁、憐铁、鹤铁、钥；铁、错铁等。 典型地将未结块的含碳聚合物装料于炉中，使得其至少部分燃烧并产生含碳残渣。由于其燃烧，聚合物作为燃料。含碳残渣可以氧化以引起熔渣起泡。残渣可以另外起还原剂或再增碳剂的作用。因此，装料于炉中的未结块含碳聚合物通常起熔渣起泡前体的作用。其还可以起再增碳剂前体或还原剂前体的作用。尽管未结块的含碳聚合物可以包含装料到炉中的唯一添加剂，但是在典型的实施方案中，未结块的含碳聚合物与其它的碳源一起装料于炉中。这种其它的碳源可以燃烧以作为燃料。它还可以有助于熔渣起泡，并可以起还原剂或再增碳剂的作用。其它的碳源可以是煤、焦炭、碳焦(carbon char)、木炭或石墨。作为实施例，可以将未结块的含碳聚合物和其它碳源大约以1:1的重量比装料于炉中，尽管这个比值可以根据炉而改变。在典型的变化的方法中，所述含碳聚合物是废塑料。将废塑料装料于炉中提供了有效的处理废塑料的方式，否则其造成环境问题。典型地，含碳聚合物只包含C、H和任选的O原子。尽管聚合物中可以存在其它元素(例如N、S、P、S1、卤素等)，但是这些其它元素可以干扰铁合金的生产和/或产生杂质、污染物、有害气体等。因此，通过明智的选择含碳聚合物，可以避免有害气体和其它不利的和有害产物的形成。一种适合的塑料是聚乙烯，但也可以使用其它塑料例如聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯苯乙烯、ABS等，甚至可以使用很难再处理的塑料例如酚醛树脂。典型地，装料于炉中的未结块含碳聚合物是聚合物颗粒形式的，典型的颗粒尺寸为100 μ m或更小。虽然生产的典型铁合金为钢，但是其它铁合金(如上所述)的生产也可以使用未结块含碳聚合物的装料。本专利技术的第二方面中，提供了未结块含碳聚合物在电弧炉中铁合金的生产中作为熔渣起泡剂的用途。通常，未结块含碳聚合物的典型用途在于通过第一方面的方法实现的铁合金的生产。本专利技术的第三方面中，提供了在电弧炉中生产铁合金的方法，所述方法包括下列步骤:-向炉中装入铁合金原料；-将在炉中的原料加热至熔融状态并且在合金/原料的熔融表面上形成熔渣；和-向炉中装入起熔渣起泡剂作用的未结块的含碳聚合物。典型地，装入未结块的含碳聚合物，以在炉中燃烧并且释放热能至熔融的合金/原料，产生使熔渣起泡的物质。任选地，所述物质除了使熔渣起泡之外，可以:-引起熔渣中各种金属氧化物的化学还原以生产铁合金；-对得到的铁和碳的合金再增碳。未结块的含碳聚合物可以与其它试剂一起装入。其它试剂可以是第一方面中定义的其它碳源。未结块的含碳聚合物还可以与原料一起装入炉中。例如，向炉中装入原料和含碳聚合物时，炉可以已经被加热(即以连续的炉操作模式)。第三方面的典型的方法另外如第一方面中所定义的。本专利技术人还推测，未结块的含碳聚合物通常可以用作再加热炉中的燃料。因此，本专利技术的第四方面中，提供了操作再加热炉的方法，其包括用未结块的含碳聚合物装料所述炉以作为燃料的步骤。典型地，所述再加热炉在足以燃烧含碳聚合物的温度下操作，典型的温度大于1000。。。另外，未结块的含碳聚合物可以以颗粒形式并且任选与其它燃料例如天然气一起装料于炉中。本专利技术的第五方面中，提供了一种系统，其确定含碳聚合物在使用含碳原料的生产铁合金的炉中的再循环能力。所述系统包括下列步骤:-导出给定聚合物的参数值,所述参数值反映了聚合物的熔洛起泡能力；-将所述参数与由一种或多种其它聚合物导处的一个或多个参数值比较；-由那些参数值形成范围或刻度。所述参数可以是泡沫熔渣的高度和/或泡沫熔渣的寿命。【附图说明】尽管其它实施方案可能落入
技术实现思路
中定义的铁合金的生产方法中，现在将参考附图仅以举例的方式描述本方法的具体实施方案，附图中:?图1示出固滴法(sessile drop approach)的水平管电阻炉装置的示意图，如实施例I中所述的；?图2A-2F各个图示了一滴熔洛，并且顺次示出石墨/熔渣体系与时间相关的熔渣起泡，其利用图1的水平管电阻炉装置；?图3A-3F各个图示了一滴熔渣，并且顺次示出焦炭/熔渣体系与时间相关的熔渣起泡，其利用图1的水平管电阻炉装置；.图4A-4C分别图示了石墨、石墨/塑料和焦炭的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在电弧炉中生产铁合金的方法，其包括用未结块的含碳聚合物装料所述炉的步骤，使得聚合物起熔渣起泡剂的作用。
【技术特征摘要】
2004.09.03 AU 2004905074;2004.11.10 AU 20049064531.一种在电弧炉中生产铁合金的方法，其包括用未结块的含碳聚合物装料所述炉的步骤，使得聚合物起熔渣起泡剂的作用。2.权利要求1的方法，其中将所述未结块的含碳聚合物装料于所述炉中，使得其至少部分燃烧并且产生含碳燃烧残渣，随后氧化所述残渣以引起熔渣起泡。3.权利要求2的方法，其中所述残渣还可以作为还原剂或起再增碳剂的作用。4.前述权利要求任一项的方法，其中除了未结块的含碳聚合物之外，将其它碳源装料于所述炉中。5.权利要求4的方法，其中与所述含碳聚合物一起装料于所述炉中的其它碳源是煤、焦炭、碳焦(carbon char)、木炭和/或石墨。6.权利要求4或5的方法，其中所述未结块的含碳聚合物与所述其它碳源以约1:1的重量比装料于所述炉中。7.前述权利要求任一项的方法，其中所述未结块的含碳聚合物是废塑料。8.前述权利要求任一项的方法，其中所述含碳聚合物仅包含C、H和任选的O原子。9.前述权利要求任一项的方法，其中所述未结块的含碳聚合物以聚合物颗粒的形式装料于所述炉中。10.前述权利要求任一项的方法，其中生产的铁合金是钢。11.未结块的含碳聚合物在电弧炉中的铁合金生产中作为熔渣起泡剂的用途。12.权利要求11的用途，其中所述铁合金的生产通过权利要求1-10任一项的方法实现。13.—种在电弧炉中生产铁合金的方法，所述方法包括下列步骤: -用铁合金原料装料所述炉； -将在炉中的原料加热至熔融状态并且在合金/原料的熔融表面上形成熔渣；和...
【专利技术属性】
技术研发人员：威那·萨哈瓦拉，
申请(专利权)人：纽索思创新有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU
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