一种用含铁废料冷固结球团冶炼铁水的方法

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技术领域\n本发明涉及一种冶炼铁水的方法，尤其涉及一种利用含铁废料冷固结球 团冶炼铁水的方法。\n技术背景\n在钢铁生产中每年要产生大量各类粉尘，像宝山钢铁股份公司钢铁生产 中每年产生63万吨各类粉尘中，有16万吨含锌较高的粉尘尚未处理，有待 开发合适的处理利用方法。\n对于各类粉尘通常的处理方法是再利用，如返回烧结，但对于含锌较高 的粉尘，通常废弃，或采用隧道窑直接还原法以及在钢铁生产过程中循环利 用的方法来处理含锌粉尘。但在钢铁生产过程中循环利用的方法也只能处理 一部分含锌较低的粉尘，不能解决全部含锌粉尘的问题。隧道窑、转底炉、 回转窑等直接还原法处理含锌粉尘可得到金属化球团，但这种球团含硫、锌 (＞0.3％)和脉石较高，在高炉、转炉、电炉进一步利用受到很大限制。\n发明内容\n为此，本发明目的在于提供一种利用含铁废料冷固结球团冶炼铁水的方 法。本方法可有效处理含锌粉尘和其他各种高炉无法利用的含铁粉尘，用这 类粉尘生产出合格铁水，使其得到有效利用又不影响主流程的钢铁生产。\n一种用含铁废料冷固结球团冶炼铁水的方法，是通过竖炉产生的煤气在 膛式反射炉中将含铁废料冷固结含碳球团预还原脱除锌、铅、钾、钠等杂 质，膛式反射炉中的反应温度为950-1350℃；被还原后的冷固结含碳球团进 入竖炉中，在竖炉中分别通入热风和用于辅助二次燃烧的冷风，使冷固结含 碳球团在竖炉熔化，竖炉中产生的煤气分别供给铁废料冷固结含碳球团和竖 炉使用。\n用竖炉产生的煤气加热通入竖炉中的热风，热风温度为1250-1400℃。 膛式反射炉中的反应温度为1050-1300℃。竖炉所用的燃料为焦碳、或块 状无烟煤、冷固结煤球以及喷吹一部分非焦煤粉、废塑料粒、废轮胎粒、废 木材粒等。所述竖炉为双排风口。\n本发明主要特点是以非焦煤为主要能源和还原剂，以含锌、铅、钾、钠 等元素较高的冶金工厂含铁废料冷固结含碳球团，以含碳15-18％为原料， 使锌、铅、钾、钠等元素能富集回收，将含铁废粉尘中的铁冶炼成合格铁水 产品。在工艺上第一步采用竖炉自产煤气在膛式反射炉中将含铁废粉尘冷固 结含碳球团快速预还原、脱除并富集回收锌、铅、钾、钠等元素，反应温度 为950-1350℃，最佳1050-1300℃，第二步采用一座有两排风口的竖炉(炉 型与炼铁高炉类似)熔化还原已脱除锌、铅、钾、钠等元素的热含碳球团， 用一部分焦炭或块状无烟煤或冷固结煤球作燃料，同时喷吹一部分碳质燃 料，如非焦煤粉、废塑料粒、废轮胎粒、废木材粒等，从竖炉下部鼓入竖炉 输出的煤气加热至1250-1400℃的热风，从竖炉中部鼓入一部分冷风辅助 二次燃烧，\n本发明的主要特征是采用自产的煤气在膛式反射炉中将含铁废粉尘冷 固结含碳球团快速预还原脱除并富集回收锌、铅、钾、钠等元素，900℃以 上其化学反应为：\nZn(Pb，Cd)O+C＝Zn(Pb，Cd)(g)+CO\nZn(Pb，Cd)(g)+O2：Zn(Pb，Cd)O(s)\nK2O(Na2O)+C＝2K(Na)(9)+CO\n2K(Na)(g)+O2＝K2O(Na2O)(s)\nFe2O3+3C＝2Fe+3CO\nCO+O2＝CO2\n然后采用自产煤气加热空气至1250-1400℃的热风，鼓入一座具有两排 风口的竖炉，熔化还原已脱除锌、铅、钾、钠等元素的热含碳球团，生产出 成份合格的铁水，可完全采用富含铁的有色金属冶炼废渣、硫酸渣、钢铁生 产中产生的含油及锌、铅、钾、钠等元素或含油较高，不适合高炉、转炉、 电炉使用的含铁粉尘及冶金渣作原料(也可以用铁矿粉或含少量铬、镍的粉尘) 生产铁水，还可利用竖炉的高风温将废塑料粒、废轮胎粒、废木材粒等社会 固体废物消化、节省燃料、保护环境。\n本发明方法可有效处理含铁有色金属废渣、硫酸渣、钢铁厂含油及锌、 铅、钾、钠等元素较高又不适合高炉使用的富含铁的冶金渣及粉尘等，回收 利用其中的有价值元素，使这类固体废弃物无害化、资源化，也可采用铁矿 粉。还可利用竖炉的高风温将废塑料粒、废轮胎粒、废木材粒等社会固体废 物消化、节省燃料、保护环境。本发明中可以不用氧气，用竖炉自产煤气加 热空气至1250-1400℃的热风自用；完全采用自产煤气在膛式反射炉中将含 铁废粉尘冷固结含碳球团快速预还原、脱除并富集回收锌、铅、钾、钠等元 素。\n本发明采用专门设计的两排风口的竖炉熔化还原已脱除锌、铅、钾、钠 等元素的热含碳球团，使竖炉的生产率大幅度提高。\n附图说明\n图1为本发明的方法工艺流程图。\n如图1所述的一种用含铁废料冷固结球团冶炼铁水的方法，以含锌、 铅、钾、钠等元素较高的冶金工厂含铁废料1中加入无烟煤粉或焦粉2、通入 竖炉产生的煤气12，将含铁废料冷固结含碳球团3送入膛式反射炉中4中进 行预还原、脱除并富集回收锌、铅、钾、钠等杂质，膛式反射炉4中的反应 温度为950-1350℃；被还原后的冷固结含碳球团3进入竖炉6中，在竖炉6 中加入焦炭或无烟块煤或粉煤冷固结球团5，同时设置有鼓风机7和热风炉 8，用于往竖炉6中输送辅助二次燃烧的冷风和热风，热风是通过竖炉6产生 的煤气12在热风炉8中加热至1250-1400℃后通入至竖炉6中，使冷固结含 碳球团3在竖炉6熔化。生产出合格的铁水9，并排除炉渣10。竖炉6中产 生的煤气13通过煤气除尘11后分别供给铁废料1冷固结含碳球团3和竖炉6 使用。\n具体实施方式\n实施例\n含铁粉尘(TFe 50％)2.1吨及消石灰0.3吨和煤粉0.5吨，冷固结成含碳 球团，冷固结含碳球团进入膛式反射炉中进行预还原、预还原脱Zn，金属化 率70％左右，膛式反射炉中的反应温度控制在1050-1300℃；被还原脱Zn后的冷固结含碳球团2.9吨进入竖炉中，从竖炉热风风口喷入含碳废料200- 300kg/t，通入1250-1400℃热风1800m3/t，通入冷风800m3/t，加入冶金焦 0.7吨。生产出合格的铁水1吨，并排除炉渣0.5t/t。