专利名称：利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法
技术领域：
本发明属于炼钢环保技术领域，具体地说，特别涉及ー种利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，即在二次能源回收利用的同时实现二次资源的回收利用。
背景技术：
钢铁行业钢渣余热利用起步虽早，但成效不大。到目前为止，大多数钢铁企业对钢渣余热未加以利用，均采用自然冷却、破碎、筛分、磁选直接处理钢渣，钢渣余热的回收利用 率极低；少数企业用钢渣余热加热风或水进行发电或供热，但效率不高，利用不广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供ー种利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法。本发明的技术方案如下ー种利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)将原料和还原剂按重量百分比1:0.1-1混合均匀，装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面或将耐高温反应罐部分沉入钢渣中，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，耐高温反应罐中的原料和还原剂受热发生氧化还原反应，生成海绵铁。本发明巧妙地利用钢渣处理的自然冷却エ序，使钢渣在自然冷却过程中与高温反应罐发生热传递，利用钢渣余热使原料和还原剂进行氧化还原反应，从而生成海绵铁。与传统的钢渣余热加热风或水的利用方式相比，本发明的钢渣余热利用效率更高，不仅投资极低，操作简单，而且能大幅降低海绵铁的生产成本。钢铁企业在炼钢后的钢渣处理过程中，能够在线制备海绵铁，无需额外花费时间及成本，海绵铁的生产效率高；将合格的海绵铁按含铁品位的不同，可以分别送去替代废钢用于电炉炼钢，替代冷却剂用于转炉炼钢，替代球团矿用于高炉炼铁，这样极大地降低了炼钢成本。所述原料和还原剂的重量百分比为1:0. 4-0. 6。还原剂所占的比重高，会增加生产成本；还原剂所占的比重低，则海绵铁的成品率也低。因此，将原料和还原剂的重量百分比设定为1:0. 4-0. 6，能够在尽可能控制生产成本的同时，提高海绵铁的成品率。作为优选，所述原料和还原剂的重量百分比的最佳比值为1:0. 5。所述原料为轧钢氧化铁皮或炼钢一次除尘灰或炼钢氧化铁皮或炼钢氧割渣或炼铁重力除尘灰或烧结除尘灰或球团除尘灰或有色冶炼废渣。以上各原料均为冶炼行业生产过程中不可避免必然产生的废料，用废料来制备海绵铁，不仅大大提高了废料的回收利用率和价值，降低了生产成本，而且減少了废料处理工序，既节能又减排。所述原料为铁矿粉。原料选用炼铁的基本材料,选材方便,成本低，并且生成海绵铁的铁品位尚。所述还原剂为煤粉或焦粉或重力除尘灰或焦化除尘灰。以上各还原剂也是炼钢产生的废料，由此进ー步提高了废料的回收利用率，降低了生产成本，节能减排的作用更显著。所述步骤2)中钢渣从1400-1700°c自然降温的过程中，钢渣将余热传递给耐高温反应罐，使原料和还原剂受热发生氧化还原反应。炼钢炉出来的钢渣温度为1400-1700°C，随着钢渣的自然冷却，温度会逐渐降低。本发明利用钢渣从1400-1700°C降温过程中的热量进行氧化还原反应，能够满足原料和还原剂发生原料和还原剂的条件，并且氧化还原反应彻底，生成海绵铁的铁品位尚。由于环境和季节以及规模化生产等因素影响，钢渣自然冷却所花费的时间有差异。因此，所述钢渣从1400-1700°C自然降温的过程中，原料和还原剂受热发生氧化还原反应的时间为1-10小时。作为优选，为进一步提高生产效率，所述钢渣从1400-1700°C自然降温的过程中，原料和还原剂受热发生氧化还原反应的时间为4-8小时。有益效果本发明充分利用钢渣余热，在炼钢钢渣的正常处理过程中利用废料来生广海绵铁，一方面有效提闻了钢禮:余热的利用效率，另一方面，大大提闻了废料的回收利用率及价值，降低了炼钢成本以及海绵铁的生产成本，具有投资极低、操作简单、方便宜行、节能减排、成品铁品位高等特点，在各种类型、各种规模的钢铁企业均可推广使用。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进ー步说明
实施例I
利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)先将轧钢氧化铁皮I吨(铁品位72.1%)和煤粉0. I吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面上，使钢渣 余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1700°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应I小时，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为79. 3%。
实施例2
利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)先将轧钢氧化铁皮I吨(铁品位72.1%)和煤粉0. 5吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面上，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应6小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为88. 6%。
实施例3利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)先将轧钢氧化铁皮I吨(铁品位72.1%)和煤粉I吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面上，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1500°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应10小时，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为94. 6%。
实施例4
利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)先将轧钢氧化铁皮2吨(铁品位71.8%)和煤粉0. 4吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面上，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1400°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应4小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为84. 5%。
实施例5
利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)先将轧钢氧化铁皮3吨(铁品位72.3%)和煤粉2. 5吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面上，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1650°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应7小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为91. 2%。
实施例6
利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)先将轧钢氧化铁皮4吨(铁品位72.2%)和煤粉2吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面上，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1550°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应8小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为90. 4%。实施例7
利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)先将轧钢氧化铁皮I吨(铁品位72%)和煤粉2.5吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面上，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1450°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应7小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为91. 9%。
实施例8
利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤
1)先将轧钢氧化铁皮4吨(铁品位72.2%)和煤粉2吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应6小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为90. 4%。
实施例9
1)先将轧钢氧化铁皮4吨(铁品位71.9%)和焦粉2吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1580°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和焦粉受热发生氧化还原反应6小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为90. 4%。
实施例10
1)先将轧钢氧化铁皮4吨(铁品位72.2%)和焦粉3. 5吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，轧钢氧 化铁皮和焦粉受热发生氧化还原反应10小时，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为93. 4%。
实施例111)先将轧钢氧化铁皮4吨(铁品位72.3%)和焦粉I吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，轧钢氧化铁皮和焦粉受热发生氧化还原反应6小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁 选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为89. 4%。
实施例12
1)先将炼钢一次除尘灰4吨(铁品位52.2%)和煤粉2吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，炼钢ー次除尘灰和煤粉受热发生氧化还原反应6小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为83. 4%。
实施例13
1)先将炼钢氧化铁皮4吨(铁品位71.2%)和煤粉2吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，炼钢氧化铁皮和煤粉受热发生氧化还原反应6小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为90. 4%。
实施例14
1)先将炼钢氧割渣4吨(铁品位73.2%)和煤粉2吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐
中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，炼钢氧割渣和煤粉受热发生氧化还原反应5小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为94. 4%。
实施例15
1)先将炼铁重力除尘灰4吨(铁品位48.3%)和重力除尘灰2. 5吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，炼铁重力除尘灰和重力除尘灰受热发生氧化还原反应6小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为80. 6%。
实施例16
1)先将烧结除尘灰4吨(铁品位50.2%)和焦化除尘灰2吨混合均匀，接着装入耐高温反应Sil中； 2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，烧结除尘灰和焦化除尘灰受热发生氧化还原反应7小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为82. 7%。
实施例17
1)先将球团除尘灰4吨(铁品位64.1%)和煤粉2吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐
中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，球団除尘灰和煤粉受热发生氧化还原反应6小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为90. 8%。
实施例18
1)先将铁矿粉4吨(铁品位63.5%)和煤粉2吨混合均匀，接着装入耐高温反应罐中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，铁矿粉和煤粉受热发生氧化还原反应8小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为91. 4%。
实施例19
1)先将有色冶炼废渣4吨(铁品位61.5%)和焦粉3吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，有色冶炼废渣和焦粉受热发生氧化还原反应5小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为86. 6%。
实施例20
1)先将有色冶炼废渣4吨(铁品位61.7%)和重力除尘灰I吨混合均匀，接着装入耐高温反应te中；
2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐上,使耐高温反应罐部分沉入钢渣中，钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，有色冶炼废渣和重力除尘灰受热发生氧化还原反应4小吋，生成海绵铁；
3)将耐高温反应罐从渣罐上取下，并将海绵铁取出，再经过冷却-破碎-磁
选——压块成型等物理处理，得到海绵铁成品；检测海绵铁成品的铁品位为81. 8%。
结合以上实施例，原料和还原剂可以按如下配比
组分\分量(单位吨)
原料22222222 还原剂0. 2 0. 5 0. 8 I I. 3 I. 7 I. 9 2
其中，原料从轧钢氧化铁皮、炼钢一次除尘灰、炼钢氧化铁皮、炼钢氧割渣、炼铁重力除尘灰、烧结除尘灰、球团除尘灰、有色冶炼废渣和铁矿粉中任选ー种；还原剂从煤粉、焦粉、重力除尘灰和焦化除尘灰中任选ー种。按以上配比将原料和还原剂混合均匀，装入耐高温反应罐中，接着将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面或将耐高温反应罐部分沉入钢渣中，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，钢渣从1600°C自然降温的过程中，耐高温反应罐中的原料和还原剂受热发生氧化还原反应1-10小时，都能生成海绵铁。氧化还原反应的时间根据实际需要确定，可以是I小时，也可以是2小时、3小时、5小时、7小时、8小时、10小时。海绵铁从耐高温反应罐中取出后，依次经冷却、破碎、磁选和压块成型エ序，最后即得成品。所述冷却、破碎、磁选和压块成型等エ序为常规技术，在此不作赘述。尽管以上结合实施例对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式
，上述具体实施方式
仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗g及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，如根据所列举的范围任意选择原料和还原剂，或者改变原料与还原剂之间的重量百分比，或者改变耐高温反应罐沉入钢洛的深度，或者改变原料的铁品位，或者改变氧化还原反应的时间等等，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于包括以下步骤 1)将原料和还原剂按重量百分比1:0.1-1混合均匀，装入耐高温反应罐中； 2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将耐高温反应罐放在渣罐钢渣表面或将耐高温反应罐部分沉入钢渣中，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，耐高温反应罐中的原料和还原剂受热发生氧化还原反应，生成海绵铁。
2.根据权利要求I所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述原料和还原剂的重量百分比为1:0. 4-0. 6。
3.根据权利要求2所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述原料和还原剂的重量百分比为1:0. 5。
4.根据权利要求I或2或3所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述原料为轧钢氧化铁皮或炼钢一次除尘灰或炼钢氧化铁皮或炼钢氧割洛或炼铁重力除尘灰或烧结除尘灰或球团除尘灰或有色冶炼废渣。
5.根据权利要求I或2或3所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述原料为铁矿粉。
6.根据权利要求4所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述还原剂为煤粉或焦粉或重力除尘灰或焦化除尘灰。
7.根据权利要求5所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述还原剂为煤粉或焦粉或重力除尘灰或焦化除尘灰。
8.根据权利要求6或7所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述步骤2)中钢渣从1400-1700°C自然降温的过程中，钢渣将余热传递给耐高温反应罐，使原料和还原剂受热发生氧化还原反应。
9.根据权利要求8所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述钢渣从1400-1700°C自然降温的过程中，原料和还原剂受热发生氧化还原反应的时间为1-10小时。
10.根据权利要求9所述的利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，其特征在于所述钢渣从1400-1700°C自然降温的过程中，原料和还原剂受热发生氧化还原反应的时间为4-8小时。
全文摘要
本发明公开了一种利用钢渣余热在线生成海绵铁的方法，包括以下步骤1)将原料和还原剂按重量百分比1:0.1-1混合均匀，装入耐高温反应罐中；2)将炼钢炉内的钢渣倾倒入渣罐，然后将反应罐放在渣罐钢渣表面或将反应罐部分沉入钢渣中，使钢渣余热传递给耐高温反应罐，耐高温反应罐中的原料和还原剂受热发生氧化还原反应，生成海绵铁。本发明充分利用钢渣余热，在炼钢钢渣的正常处理过程中利用废料来生产海绵铁，一方面有效提高了钢渣余热的利用效率，另一方面，大大提高了废料的回收利用率及价值，降低了炼钢成本以及海绵铁的生产成本，具有投资极低、操作简单、方便宜行、节能减排、成品铁品位高等特点，在各种类型、各种规模的钢铁企业均可推广使用。
文档编号F27D17/00GK102851427SQ20121033031
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者杨龙 申请人:杨龙