一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法技术

本发明专利技术提供一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法，所述方法包括将铁鳞和还原剂压制成型后与钢渣混合以发生还原反应的步骤，其中，还包括在所述压制成型后的试件外表面包覆壳层的步骤。本发明专利技术提供了一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法，以转炉钢渣余热为热源，焦粉等含碳物质为还原剂还原铁鳞，该方法充分利用了钢渣余热，生产出了高附加值产品，大大节省了能源，降低了铁鳞的利用成本，高效利用了铁鳞。高效利用了铁鳞。高效利用了铁鳞。

【技术实现步骤摘要】
一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法


[0001]本专利技术涉及冶金工程
，更具体地，涉及一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法。

技术介绍

[0002]国内钢厂转炉炼钢吨钢约产出120kg的钢渣，钢渣含铁约20％，钢渣出渣时温度约有1600℃，吨渣约含1400MJ热量，相当于48kg标煤，富含丰富的热能资源，现钢渣处理工艺尚未能很好地回收利用该高温热能。
[0003]铁鳞是在钢材加热和轧制过程中，由于铁和空气中氧的反应而形成的氧化铁层剥落下来的鱼鳞状物，一般占所处理钢材的3％～5％，其中铁含量高达70％～80％。
[0004]目前轧钢铁鳞除主要用于生产海绵铁和还原铁粉外，还可作为化工厂生产氧化铁红、氧化铁黄、三氯化铁和硫酸亚铁的原料，也可代替部分钢屑作为冶炼硅铁合金的主要原料等。但在目前铁鳞的利用过程中，利用价值与能源消耗不能兼顾，即若想利用价值高则能源消耗大，若想能源消耗低则利用价值不高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法，不仅有效利用了钢渣的热能资源，而且将铁鳞高效还原得到优质的还原铁粉。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法，包括将铁鳞和还原剂压制成型后与钢渣混合以发生还原反应的步骤，其中，还包括在所述压制成型后的试件外表面包覆壳层的步骤。
[0008]本专利技术将钢渣与铁鳞混合，可以很好地利用钢渣的余热使铁鳞与还原剂发生还原反应生成还原铁粉，无需利用其它能源，大大节约了能源，降低了铁鳞利用成本。进一步地，本专利技术研究发现，若将铁鳞与还原剂物理混合后直接与钢渣混合，或是将铁鳞和还原剂压制成型后直接与钢渣混合，还原效果很难达到预期。本专利技术采用在压制成型的试件外表面包覆壳层能够减少还原剂遇到高温钢渣的燃烧损失，有效提高还原效果，而且减少由于还原剂燃烧造成的粉尘污染。
[0009]进一步地，所述壳层的厚度为0.1～10mm，材料为钢渣粉。为了不影响钢渣使用性能及降低壳层材料生产成本，壳层材料以钢渣粉为宜。
[0010]在本专利技术的优选实施方式中，所述壳层的制备方法如下：
[0011]将粒度为
‑
0.074mm占20％～90％的钢渣粉与适量水搅拌制成质量浓度50％～85％的料浆，通过淋洗或喷涂的方式将料浆涂覆在压制成型的试件上，使其包覆一层厚度0.1～10mm的壳层。其中钢渣粉来自破碎筛分产品，或来自棒磨或球磨产品。
[0012]优选地，所述壳层干燥后的含水量小于1％。
[0013]本专利技术中所述还原剂为焦炭、焦粉、兰炭、半焦、生物炭、无烟煤、石油焦等含碳物
质，优选为焦粉。焦粉为焦炭筛下物，其成本低，来源广泛。
[0014]在本专利技术的优选实施方式中，所述压制成型具体包括：将铁鳞、还原剂和助剂按照质量比1:(0.1～0.4):(0～0.1)配料，压成直径5～100mm的压球或长100～1000mm
×
宽100～1000mm
×
厚10～100mm的压块。其中助剂可为碳酸钙或碳酸钠。
[0015]进一步地，所述还原反应的条件为950～1550℃保温0.5～12h，更优选为1150～1250℃保温1～4h。这个过程中，铁鳞与还原剂在熔融钢渣的包裹下固定在同一密闭空间，还原剂中的固定碳与氧化铁首先发生固固还原反应，然后还原反应产物CO2与固态碳发生布多尔反应生成CO，CO与氧化铁发生气固还原反应，将所有氧化铁还原为金属铁。
[0016]进一步地，外表面包覆壳层的试件与钢渣混合时，以满足所述钢渣埋没所述试件且各试件之间留有50～200mm的间隙为准；
[0017]完成所述混合后，将混合物料置于密闭环境中。
[0018]具体地，当试件为压块时，可在容器中先按固定格式码放整齐压块并做固定处理，保证压块之间间隙为50～200mm，然后将钢渣直接倒入容器中埋没所有压块，使压块在熔融钢渣的包裹下形成密闭空间，并将容器密封。
[0019]当试件为压球时，可同时将压球和钢渣加入容器中，使压球在熔融钢渣的包裹下形成密闭空间，并将容器密封。
[0020]进一步地，所述钢渣的初始温度为1400～1700℃。
[0021]进一步地，完成所述还原反应后，待钢渣降温至900～1200℃，将反应后的物料全部倒入热闷装置中进行热闷消解钢渣。该步骤可使还原铁快速冷却而不被氧化，同时将钢渣粉化利于后续分离。
[0022]进一步地，待所述热闷消解得到的物料冷却后，采用电磁方式回收大块钢和粗还原铁粉(磁性部分)，其余钢渣(非磁性部分)破碎磁选回收粒子钢和磁选粉，然后通过磨矿磁选回收所述粗还原铁粉和磁选粉中的铁。
[0023]优选地，所述磁选为采用CTX磁滚筒，在磁场强度0.2～0.6T条件下进行干式磁选。
[0024]将上述优选步骤进行组合，可得到铁品位90％～95％、铁回收率92％～98％的优质还原铁粉。
[0025]将上述优质还原铁粉进行压块，可代替海绵铁和一级废钢用于转炉炼钢，作为钢厂炼钢的优质原料。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术提供了一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法，以转炉钢渣余热为热源，焦粉等含碳物质为还原剂还原铁鳞，得到铁品位90％～95％、铁回收率92％～98％的还原铁粉，该还原铁粉经压块后可代替海绵铁和一级废钢作为转炉炼钢的优质原料。本专利技术充分利用了钢渣余热，生产出了高附加值产品，大大节省了能源，降低了铁鳞的利用成本，高效利用了铁鳞。按照每年利用120万吨钢渣余热处理12万吨铁鳞，铁鳞铁品位70％、还原铁压块品位94％、回收率98％计算，可生产出8.7万吨还原铁粉压块。还原铁粉压块生产成本按照1500元/吨计算、还原铁压块价格按照2000元/吨计算，年产值17400万元，年利税4350万元，经济效益和环境效益显著。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中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专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
[0029]图1为本专利技术实施例中提供的利用钢渣余热还原铁鳞的方法的工艺路线图。
具体实施方式
[0030]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
[0031]实施例1
[0032]本实施例提供一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法，其工艺路线如图1所示，包括以下步骤：
[0033](1)物料配料及成型。将铁鳞、焦粉、碳酸钙助剂按照质量比1﹕0.20﹕0.05配料，然后采用压块设备将上述物料压成长200mm...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用钢渣余热还原铁鳞的方法，其特征在于，包括将铁鳞和还原剂压制成型后与钢渣混合以发生还原反应的步骤，其中，还包括在所述压制成型后的试件外表面包覆壳层的步骤。2.根据权利要求1所述的利用钢渣余热还原铁鳞的方法，其特征在于，所述壳层的厚度为0.1～10mm，材料为钢渣粉；优选地，所述壳层干燥后的含水量小于1％。3.根据权利要求1或2所述的利用钢渣余热还原铁鳞的方法，其特征在于，所述还原剂为焦炭、焦粉、兰炭、半焦、生物炭、无烟煤、石油焦中的一种或多种，优选为焦粉。4.根据权利要求3所述的利用钢渣余热还原铁鳞的方法，其特征在于，所述压制成型具体包括：将铁鳞、还原剂和助剂按照质量比1:(0.1～0.4):(0～0.1)配料，压成直径5～100mm的压球或长100～1000mm
×
宽100～1000mm
×
厚10～100mm的压块。5.根据权利要求1～4任一项所述的利用钢渣余热还原铁鳞的方法，其特征在于，所述还原反应的条件为950～1550℃保温0.5～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王化军，吴俣，何秋慧，刘兵，王立春，姬俊梅，宿丽娟，祖国富，杨越宇，
申请(专利权)人：通辽市君致清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：