专利名称：：转炉炼钢过程采用含铁废料熔融还原新方法
技术领域：
：本发明公开了将冶金过程产生的含铁返回料或含铁废料，应用于炼钢过程的一种方法，该方法采用熔融还原原理，回收含铁返回料、含铁废料中的金属铁，并直接转化为纯净钢水。属于钢铁冶金
技术领域：
。(二)
背景技术：
：钢铁工业可持续发展必须重视冶金资源的循环利用。冶金生产过程同时产生了各种含铁返回料、含铁废料，根据传统做法大多采用外排或返回到原料堆场利用。含铁返回料、含铁废料等外排当然是含铁资源的巨大浪费；而返回到原料堆场再循环不仅不利于铁前工序指标的改善，同时增加了过程成本和消耗。因此有效利用冶金工厂生产过程产生的含铁返回料或含铁废料具有重要意义。炼钢过程为控制过程温度和冶炼造渣的要求，需要向炉内加一定量的冷却剂或调渣料。炼钢传统操作过程一般采用铁矿石、氧化铁皮、转炉污泥球、烧结矿、球团矿、污泥球等，用于过程调节熔池温度和改善过程熔潭的流动性，加入量约3-12kg。转炉炼钢过程为氧化反应，氧源主要为氧气，冶炼初期硅锰与氧具有较旨的亲和力，为铁氧化物的还原创造了良好的条件。冶金生产过程产生的含铁返回料、含铁废料等含有一定量的铁氧化物和碱性氧化物，不仅可提供炼钢过程必要的氧源，利于炼钢过程造渣；铁氧化物在反应同时被还原，可实现冶炼过程铁氧化物的熔融还原直接转化为钢水，从而可降低炼钢过程钢铁料消耗。(三)发明技术内容本发明之目的在于提供转炉炼钢过程采用含铁废料熔融还原新方法，采用此方法可将含铁返回料或含铁废料中的金属铁直接转化为纯净钢水。为了实现上述的目的，本发明依据了下述的技术方案。该方法在炼钢过程中加入含铁返回料或含铁废料，其加入量控制在30-130kg/T钢，熔融还原时间控制在8-12分钟。如上所述含铁返回料或含铁废料化学组成的重量百分比铁氧化物35-67%,公知的碱性氧化物0-30%,公知的酸性氧化物0-20%，粒度要求0_50mm。如上所述含铁返回料或含铁废料是指烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢过程生产的返回料或铁废料。含铁废料或含铁返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。本发明的优越之处在于1、可利用含你返回料、含铁废料等的还原补充部分金属料；2、含铁返回料、含铁废料等较低的残余元素含量可实现洁净钢水生产，将含铁返回料、含铁废料应用于转炉炼钢过程，不造成过程喷溅、不产生回磷现象，并可有效降低游离CaO含量；3、含铁返回料、含铁废料等中碱性氧化物利于初斯期化渣；4、有效利用含铁返回料、含铁废料等可实现冶金工厂含铁资源的循环回收和再利用；5、对降低炼钢过程生产成本具有广泛的现实意义。具体实施例方式本发明采用的在炼钢过程中加入含铁返回料、含铁废料新工艺包括还原工艺控制和炼钢工艺控制。在还原工艺中加入含铁返回料、含铁废料，其加入量控制在30-130kg/T钢，熔融还原时间控制在8-12分钟。所述含铁返回料、含铁废料化学组成的重量百分比铁氧化物35-67%，碱性氧化物0-30%，酸性氧化物0-20%，粒度要求0-50mm。所述含铁返回料、含铁废料是指烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢过程生产的返回料或铁废料。在炼钢工艺中含铁废料，含铁返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。熔融还原基本原理氧化反应Si+02二Si02(放热)Mn+1/202=M0(放热)C+1/202=C0(放热)直接还原反应2FeO(s)+Si=Si02+Fe(吸热)FeO(s)+Mn=MO+Fe(吸热)FeO(s)+C二C0(g)+Fe(吸热)熔融还原反应2FeO+Si=Si02+Fe(吸热)FeO+Mn=MO+Fe(吸热)FeO+C=C0(g)+Fe(吸热)由上述可知转炉炼钢过程中采用熔融还原原理回收含铁返回料或含铁废中的金属铁，利用冶炼初期硅锰与氧具较强的亲和力，为铁氧化物的还原创造了良好的条件。利用冶炼过程的动力学条件，增加反应过程速度和实现过程控制。以在120吨顶底复吹转炉上进行含铁返回料或含铁废料用于转炉炼钢生产试验，试验结果如下-方案①在铁水包中加入。方案②分次加入，即第一批料加入总量的1/2-2/3，剩余在供氧过程按小批量分8-IO次加入。方案③在装铁前加入1/2-2/3，剩余根据转炉吹炼情况和炉内反应情况按小批量、10-15批次的方式加入。方案④采用废钢斗单独加入。试验结果表明加入含铁返回料或含铁废料，降低钢铁料消耗和脱磷的效果显著。如图1所示，随加入量的增加，钢水钢铁料消耗呈下降趋势。如图1所示，随加入量的增加，转炉终点钢水含磷量有较为明显的线性关系。对比两种烧结矿加入方式过程加入方式转炉吹炼终点磷含量优于兑铁前加入方式。其原因是为转炉吹炼过程提供了足够的Fe0和改善了转炉过程化渣。在试验过程中，未出现因含铁返回料、含铁废的加入造成转炉喷溅的情况釆用多批次、小批量的中入方式，不会对操作生产不利影响。加入量对转炉热量的影响概算含铁返回料或含铁废料与废钢的冷却效应之比为2.6/1，即转炉每加入吨烧结矿需要减少2.6吨废钢来平衡热量。1kg铁水热收入计算如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>1kg废钢由25QC升高至出钢温度为1650°C时的冷却效应是1428。89KJ/kg);转炉加入lkg含铁返回料或含铁废料吸收热3H5。n(KJ/kg);计算得到平衡1kg含铁返回料或含铁废吸热所需铁水量为l.73kg。权利要求1、转炉炼钢过程采用含铁废料熔融还原新方法，其特征在于在炼钢过程中加入含铁返回料或含铁废料，含铁返回料或含铁废料熔融还原时间控制在8-12分钟；其加入量为30-130kg/T钢。2、如权利要求1所述的转炉炼钢过程采用含铁废料熔融还原新方法，其特征在于所述含铁返回料或含铁废料化学组成的重量百分比铁氧化物35-67%，公知碱性氧化物0-30%，公知酸性氧化物0-20%，粒度要求0-50mm。3、如权利要求1所述的转炉炼钢过程采用含铁废料熔融还原新方法，其特征在于所述含铁返回料或含铁废料是指烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢过程生产的返回料或铁废料。4、如权利要求1所述的转炉炼钢过程采用含铁废料熔融还原新方法，其特征在于含铁废料或含铁返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。全文摘要本发明公开了转炉炼钢过程采用含铁废料熔融还原新方法，该方法在炼钢过程中加入含铁返回料、含铁废料，其加入量控制在30-130kg/T钢，熔融还原时间控制在8-12分钟。本发明的优越之处在于可利用含铁返回料、含铁废料等的还原补充部分金属料；可实现洁净钢水生产，将含铁返回料、含铁废料应用于转炉炼钢过程，不造成过程喷溅、不产生回磷现象；利于初斯期化渣；可实现冶金工厂含铁资源的循环回收和再利用；对降低炼钢过程生产成本具有广泛的现实意义。文档编号C21C5/28GK101429583SQ20081023138公开日2009年5月13日申请日期2008年12月15日优先权日2008年12月15日发明者孙玉强,李子林,李新林,李明儒,段贵生,毛尽华,沈唯祥申请人:安阳钢铁集团有限责任公司