一种钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法、制得的产品及应用


[0001]本专利技术属于钢铁冶金
，更具体地说，涉及一种钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法
、
制得的产品及应用
。

技术介绍

[0002]钢渣是炼钢过程中产生的一种固体废弃物，产量大，仅
2022
年产量就超过1亿吨；出渣温度高，在
1400
‑
1600℃
之间，吨渣完全冷却释放的热量相当
50
‑
60kg
标准煤完全燃烧后所产生的热量
。
钢铁企业目前使用的主流工艺为高温钢渣热泼倾倒工艺
、
以马钢为代表的风淬处理工艺
、
以宝钢为代表的滚筒处理工艺以及以中冶建研院引领的池式热闷工艺及有压热闷工艺等，这些钢渣处理工艺重点关注渣钢和尾渣的回收利用，钢渣余热的回收问题一直没有得到有效地解决，现有技术能回收的热能往往在渣温
400℃
以下的温度区间，回收率不足
30
％
。
如果能有效回收钢渣余热，则每年可为我国节省
500
‑
600
万吨标准煤，在能源资源紧张及国家“双碳”战略的背景下实现钢渣余热的回收具有重要意义
。
[0003]菱铁矿是一种重要的含铁资源，在我国储量丰富，主要分布于新疆
、
山西
、
陕西等地，其探明储量达
18.34
亿
t/>，被广泛用于钢铁行业生产当中
。
菱铁矿的主要成分为
FeCO3，这意味着利用菱铁矿时需要耗费更多的热量用于
FeCO3的分解，且菱铁矿往往品味较低，导致菱铁矿相比于其他铁矿石利用价值较低
。
[0004]现有钢渣余热回收和菱铁矿利用存在以下问题：
1)
钢渣热能回收不充分，特别是
400℃
以上的热量几乎不能回收；
2)
钢渣处理后不能回炉利用，堆放
、
填埋污染环境；
3)
菱铁矿焙烧需要大量有价能源
。
[0005]经检索，专利
CN107604157A
公开了一种利用热态转炉渣制备高炉用铁碳复合团块的方法，包括：
1)
配料计算；
2)
混合压球；
3)
预热处理；
4)
第一次铺料；
5)
浇覆；
6)
第二次铺料；
7)
烧结；
8)
氮气冷却；
9)
破碎筛分；该专利技术利用高温热态转炉渣的余热加热铁碳复合团块使其发生还原反应生成金属铁，利用转炉渣的钙
、
镁资源为粘结相来粘结碳
、
金属铁及其氧化物来制备具有一定碱度的铁碳复合团块
。
专利
CN104694679A
公开了一种钢渣热量回收利用方法，该专利技术利用碳酸盐矿物吸收液态钢渣热量，所述的碳酸盐矿物为白云石
、
石灰石
、
菱镁矿
、
菱铁矿中的一种或多种；碳酸盐矿物吸收液态钢渣热量可通过混合或传热的方式实现
。
该专利技术利用碳酸盐分解吸收钢渣余热，钢渣温度在
400℃
以上的热量区间均能够得到高效利用
。
但上述技术方案没有对过程精确控制，导致材料无法有效转变为高附加值产物，造成一定程度的浪费，且热能回收不充分
。

技术实现思路

[0006]1.
要解决的问题
[0007]针对现有钢渣热能回收过程控制不精细导致热能回收不充分
、
处理产物附加值低的问题，本专利技术提供一种钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法
、
制得的产品及应用，利用转
炉冶炼产生的高温钢渣处理菱铁矿，处理产物为可直接加入转炉的铁矿石和有助于转炉前期快速化渣的铁酸钙辅料
。
[0008]2.
技术方案
[0009]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0010]本专利技术提供了一种钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法，包括以下步骤：
[0011]S1
：混料：将液态钢渣倒入渣盆中，根据钢渣温度和质量计算可加入菱铁矿质量，随后将适量菱铁矿置于液态钢渣上；所述加入菱铁矿质量可由热平衡计算得到，具体计算公式如下：
[0012][0013]式中：
M
矿
为可加入菱铁矿最大质量，
C
渣
为钢渣比热容，
M
渣
为钢渣质量，
T
渣
为钢渣温度，
Δ
H
渣
为钢渣的相变潜热，
C
矿
为矿石比热容，
μ
为菱铁矿中
FeCO3所占比例，
Δ
H
分
为
FeCO3分解潜热，
q
碳
为焦炭热值
。
[0014]优选地，由上述公式计算得到的菱铁矿质量为最大菱铁矿加入量，实际生产中加入量可小于等于该质量，保证菱铁矿能充分反应
。
[0015]优选地，所述菱铁矿直径小于
30mm
，使用破碎机破碎；所述破碎菱铁矿不限制破碎机器；破碎后菱铁矿直径需小
30mm
，便于在有限时间内菱铁矿颗粒可充分反应；不限制最小加入粒度，小粒度及粉末有益于与钢渣快速反应，结合生成铁酸钙
。
[0016]S2
：反应：计算钢渣冷却时渣温对应时刻，在
1210℃、600℃
时加入焦炭，优选地，焦炭加入量为菱铁矿质量的4％
‑7％，优选的为5％；所述焦炭为焦炭尾料
。
[0017]在
1210℃、600℃
时加入焦炭，是为了控制温度，使其能在该温度点保持一段时间，为对应反应提供有利条件，其中，
1210℃
是铁酸钙反应速率最大值所对应温度，
600℃
为菱铁矿分解产物磁化温度，保温一段时间有助于得到的铁矿石成分向
Fe3O4转变，方便后续的磁选工作；所述焦炭尾料为粒度不满足高炉入炉要求的焦炭破碎料，可利用价值较低
。
[0018]计算钢渣冷却时渣温对应时刻是为了得到钢渣温度为
1210℃、600℃
时对应时间点，实现对炉渣的温度控制，具体计算公式如下：
[0019][0020]式中：
C
渣
为钢渣比热容，
M
渣
为钢渣质量，
T
渣
为钢渣温度，
T0为目标温度，
Δ
H
渣
为钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
：混料：将液态钢渣倒入渣盆中，根据钢渣温度和质量计算可加入菱铁矿质量，随后将适量菱铁矿置于液态钢渣上；
S2
：反应：计算钢渣冷却时渣温对应时刻，在钢渣温度为
1210℃、600℃
时加入焦炭
。2.
根据权利要求1所述的钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法，其特征在于，所述加入菱铁矿质量的计算公式如下：式中：
M
矿
为可加入菱铁矿最大质量，
C
渣
为钢渣比热容，
M
渣
为钢渣质量，
T
渣
为钢渣温度，
Δ
H
渣
为钢渣的相变潜热，
C
矿
为矿石比热容，
μ
为菱铁矿中
FeCO3所占比例，
Δ
H
分
为
FeCO3分解潜热，
q
碳
为焦炭热值
。3.
根据权利要求2所述的钢渣余热控温处理菱铁矿的生产方法，其特征在于，所述渣温对应时刻的计算公式如下：式中：
C
渣
为钢渣比热容，
M
渣
为钢渣质量，

【专利技术属性】
技术研发人员：柳玉杰，王兆华，彭前，何浩，范鼎东，夏云进，陶素芬，
申请(专利权)人：马鞍山市华东冶金科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：