再利用含铁副产品的方法和用于该方法的设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及用于再利用含铁副产品的方法和配置为使用该方法的设备，并且更具 体地，本公开涉及用于通过使含铁副产品与碳混合形成团块、初步还原团块、以及在电炉中 再利用经初步还原的团块来再利用含铁副产品的方法。
【背景技术】
[0002] 一直以来使用用于还原铁矿石并且将经还原的铁矿石用作电炉中的原料的技术。 铁矿石还原方法的示例包括回转炉法和米德兰（Midrex)法，并且在此类方法中，通过向细 铁矿石供应还原气体来间接地还原铁矿石。
[0003] 在相关技术中，米德兰法和回转炉法广泛地用于还原铁矿石。在这些方法中，铁矿 石供应至反应炉，并且还原气体被注入反应炉以间接地还原铁矿石，由此产生用作电炉中 的原料的直接还原铁ORI)。
[0004] 然而，如果通过例如米德兰法或回转炉法的方法来还原含铁副产品，则可能会花 费相对较长的时间来获得目标还原程度。此外，还原炉必须位于电炉附近以便将从还原炉 排出的处于600°C以上的温度的还原铁（Fe)供应至电炉而不发生能量损失。然而，根据车 间的布局，可能难以使还原炉位于电炉的一侧附近，并且与仅使用电炉的方法相比，这种方 法可能需要大量设备和高成本。
[0005] 同时，在近来的直接还原方法中，通过铁矿石与碳之间的在处于特定温度或更高 温度的还原气氛下的反应来还原其中含碳的铁矿石。
[0006] 尽管自电炉中产生的粉尘可能含有约40%T.Fe，但是由于粉尘还含有大量环境 污染物，因此粉尘通常被分类为工业废料并且被废弃。此外，尽管铁制品中作为副产品产生 的氧化皮和金属肩也含铁（Fe)，但是氧化皮和金属肩中的大部分T.Fe以铁氧化物（FeO和 Fe203)的形式存在。因此，如果氧化皮和金属肩以这样的状态被直接供应至电炉，那么氧化 皮和金属肩将不会被还原成铁（Fe)。术语"T.Fe"指的是全铁。例如，当给定材料的全铁 (T.Fe)据称为40%时，这意味着给定材料的Fe含量按100重量份的给定材料计为40重量 份。
[0007] 此外，含有卤素的杂质如塑料或乙烯基可能少量地包含在废钢中并且导致二'^恶 英的形成。以这种方式产生的二p恶英在被加热至900°C以上的温度时可能会分解，但也可 能会在约250°C至约650°C的温度下重新产生。因此，当气体从电炉排出时，气体被加热至 900°C以上的温度，并且当气体的温度在约250°C至约650°C的范围内时，将气体通过水快 速冷却以缩短气体的温度处于该范围内的时长，并因此使二@恶.英的形成最小化或防止二 英的形成。然而，该过程需要额外的设备。
[0008] 因此，如果含铁副产品如电炉中产生的作为工业废料的粉尘以及从除了电炉之外 的设备如连铸设备或热轧设备中产生的氧化皮和金属肩作为电炉中的原料而被再利用，那 么环境就可以得到保护，并且设备投资成本可得以降低。因此，本技术将有用地用于本公开 所涉及的领域。
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 本公开的一方面可以提供一种用于再利用含铁副产品的方法。
[0011] 本公开的一方面还可以提供一种用于再利用含铁副产品的设备。
[0012] 技术方案
[0013] 根据本公开的一方面，用于再利用含铁副产品的方法可以包括：通过使含铁副产 品与按100重量份的含铁副产品计为5重量份至20重量份的碳混合而形成团块；在800°C 至1300°C的温度范围内初步还原团块；以及将经初步还原的团块供应至电炉。
[0014] 含铁副产品可以包括选自粉尘、氧化皮和金属肩中的至少一者。
[0015] 含铁副产品可以包括40wt%至60wt%的量的粉尘、30wt%至50wt%的量的氧化 皮、以及5wt%至10wt%的量的金属肩。
[0016] 团块可以具有10mm至50mm的平均直径和3000kgf/cm3至6000kgf/cm3的表观密 度，并且团块中可以包括具有20kgf/cm3至100kgf/com3的压缩强度的碳材料。
[0017] 在团块的初步还原中，温度范围可以通过电炉的废气的显热和由燃烧器提供的燃 烧热得以保持。
[0018] 该方法还可以包括通过在团块的初步还原期间供应待燃烧的电炉废气来使废气 燃烧。
[0019] 用来转移团块的流体可以是惰性气体。
[0020] 惰性气体可以选自氮气和氩气。
[0021] 经初步还原的团块可以具有在10%至80%的范围内的还原程度。
[0022] 该方法还可以包括将碳粉供应至电炉以造成直接还原反应。
[0023] 根据本公开的另一方面，用于再利用含铁副产品的设备可以包括：还原炉，在还原 炉中，通过使含铁副产品与按100重量份的含铁副产品计为5重量份至20重量份的碳混合 而形成的团块在800°C至1300°C的温度范围内被还原；和电炉，向电炉供应经初步还原的 团块。
[0024] 还原炉可以包括燃烧器。
[0025] 该设备还可以包括废料预热炉。
[0026] 有利效果
[0027] 根据本公开内容，诸如作为被法律管制的环境污染物的电炉粉尘的含铁副产品可 以被再利用以减少处置工业废料所需的成本，并且这种含铁副产品可以用作电炉中的原料 以减少钢水的制造成本。此外，燃烧设备的用于除去电炉的废气中所含的二◎恶.英或一氧化 碳的功能可以被替代以额外地节省成本。
【附图说明】
[0028] 图1示出了根据本公开的示例性设备，该示例性设备包括还原炉和电炉并且配置 为再利用含铁副产品。
[0029] 图2示出了根据本公开的另一示例性设备，该示例性设备包括还原炉和预热炉并 且配置为再利用含铁副产品。
【具体实施方式】
[0030] 现在将参照附图详细地描述本公开的实施方案。然而，本公开可以以多种不同形 式来例示并且不应被理解为局限于本文中所描述的特定实施方案。
[0031] 本公开提供了一种用于再利用含铁副产品的方法。详细地，该方法包括：通过使含 铁副产品与按100重量份的含铁副产品计为5重量份至20重量份的碳混合而形成团块；在 800°C至1300°C的温度下初步还原团块；以及将经初步还原的团块供应至电炉。
[0032] 在本公开中，含铁副产品包括选自如下的至少一者：电炉中作为工业废料产生的 粉尘、以及连铸设备或热轧设备中产生的氧化皮和金属肩。含铁副产品以包括通过将铁 (Fe)与02化合而形成的FeO、Fe203和Fe304的形式存在。
[0033] 更详细地，含铁副产品可以包括Owt%至100wt%的量的粉尘、Owt%至100wt%的 量的氧化皮、以及〇wt%至100wt%的量的金属肩。优选地，含铁副产品可以包括40wt%至 60wt%的量的粉尘、30wt%至50wt%的量的氧化皮、以及5wt%至10wt%的量的金属肩。
[0034] 在相关技术中，尽管这种粉尘含有约40%T.Fe，但是由于粉尘还含有大量环境污 染物，因此粉尘被分类为工业废料并且被废弃。此外，由于氧化皮和金属肩中所含的大部分 T.Fe以铁氧化物（FeO和Fe203)的形式存在，因此如果氧化皮和金属肩被直接供应至电炉， 则氧化皮和金属肩不会被还原成铁（Fe)。因此，根据本公开内容，粉尘、氧化皮和金属肩经 初步还原并且然后用作电炉中的原料。
[0035] 优选地，与含铁副产品混合的碳的量按100重量份的含铁副产品计可以为5重量 份至20重量份并且更优选地为8重量份至15重量份。如果碳的量小于5重量份，那么与 铁氧化物反应的碳的量可能不足，并且因而铁氧化物可能不会被充分还原，而如果碳的量 大于20重量份，那么在碳用作还原剂之后可能仍剩余一些碳，并且因而电炉中的脱碳可能 需要更多时间和电力。
[0036] 碳可以是碳粉，并且碳粉的平均粒径可以优选地为5mm或更小。如果碳粉的平均 粒径大于5_，则当通过使碳粉与含铁副产品混合而形成团块时，碳粉可能不会容易地与含 铁畐 1J广品结合。
[0037] 优选地，团块可以具有10mm至50mm的平均直径和3000kgf/cm3至6000kgf/cm3的 表观密度，并且团块中可以包括压缩强度的程度在20kgf/cm3至lOOkgf/cm3的范围内的碳 材料。如果碳材料的压缩强度低于20kgf/cm3,则团块可能会在处理和转移时破碎并且浪费 掉，而如果碳材料的压缩强度大于lOOkgf/cm3,则设备成本可能会不必要地增加。
[0038] 如果包括碳材料的团块的平均直径小于10mm，那么团块可能会熔合至设备或通过 废气被吹走。相反地，如果团块的平均直径大于50_，那么热可能无法均匀地传递至团块的 内部，并且因而团块可能无法