助熔剂、其生产工艺、造块混合物和来自二次冶金的炉渣的用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及：
[0002] ?用于基于来自二次冶金的炉渣的造块工艺的助熔剂，
[0003] ?用于生产团块（烧结块）的具有助熔剂的造块混合物
[0004] ?助熔剂在为高炉的金属性装料而设计的团块的生产中的造块工艺中的用途，
[0005] ?基于来自二次冶金的炉渣或基于来自二次冶金的炉渣与其它材料的混合物生产 助熔剂的工艺
[0006] 现有技术描述
[0007] 主要在转炉和电弧炉中生产钢。用于钢铁生产的主要装料包括生铁和废钢。在高 炉中生产生铁，其中由铁矿石、铁矿石球团、助熔剂和焦炭形成主装料。在高炉中的处理之 前，在造块工艺中将铁矿石改性。造块工艺的目的是装饰矿石从而使其适合作为进入高炉 中的装料。在造块工艺过程中，发生矿石粒度的调整及其化学组成的变化，特别是就氧化物 CaO和Si02的含量比率而言。
[0008] 通过生吹法在转炉中处理所生产的生铁，在此期间，通过氧的作用发生从生铁除 去碳、硅和磷。处理产物被称为粗钢，其在大多数情况下类似于来自电弧炉的粗钢。该粗钢 的特征在于低的碳含量和大于200ppm的高活性的氧（通常约600ppm的氧）。在出钢操作期 间，用铝、硅、锰、铬或用其它元素将粗钢脱氧。在设备例如LF (罐炉）、VD、RH、DH、VAD、VD/ V0D(用于真空钢材处理的不同类型的装置）等中在二次冶金中进一步处理脱氧钢。在二次 冶金的装置中的是在还原条件下处理的最后阶段中的钢。这种处理还影响炉渣的组成。炉 渣具有低活性的氧和低含量的FeO。对于用铝脱氧的钢，该值是最高至5重量％，优化地最 高至1重量％。对于用硅和锰脱氧的炉渣，其为最高至10重量％，优化地最高至5重量％。 这些炉渣能够结合大量的硫。根据脱氧过程，存在来自其中主要脱氧试剂（脱氧剂）是铝 的钢生产的炉渣，和来自其中主要脱氧试剂（脱氧剂）是硅或锰的钢生产的炉渣，或它们的 混合物。脱氧产物是这些元素的氧化物，它们通常与石灰结合。因此，产生氧化物熔体-炉 渣，其化学组成示于下表中：
[0009] 二次冶金中炉渣的组成的大致范围的表格（重量百分数）
[0011] 这些炉渣的性质例如自破碎、粉尘形成、不稳定性显著复杂了它们的使用。根据手 册BAT (最佳可行技术），积累了最高至80%的这些炉渣。它们的使用是困难的。
[0012] 来自二次冶金的炉渣的用途
[0013] 在二次冶金中产生的炉渣难以使用。这些炉渣的最常见和最普遍的利用方法在于 将它们与其它钢渣混合，其是用于建造行业中在较长的暴露于空气和雨水后，老化后。在凝 固期间，它们一般粉碎成细粉尘，此外，由于在水合期间游离石灰的存在，该细粉尘显著增 加其体积。此工序的缺点尤其是炉渣的困难的可控膨胀，这例如通过翘曲的所建立的公路 和高速公路显现。这种负面特征防止其更广泛用于建造中。因此沉积了大部分的炉渣而没 有对炉渣堆进行进一步利用。
[0014] 在捷克共和国、意大利和波兰的项目FI-頂5/133中进一步处理炉渣利用的问题。 该项目使用该炉渣的正特性，特别是低温熔化，其允许在钢聚集体中快速产生均匀钢渣。还 在欧洲研究项目编号7210-PR/203框架内解决了来自二次冶金的炉渣的利用，其通过在电 弧炉（EAF)中使用炉渣来计算。该工序适合用于使炉渣直接在装备有EAF的炼钢工厂中再 循环，但需要炉渣的所谓的组块形成，这是昂贵的。出于容量原因并且由于额外的运输成 本，来自集成工厂的炉渣的利用是不可能的。
[0015] Harsco公司发明了根据专利W02007/136914 A3的方法，其中利用来自二次冶金 的炉渣以使它们与衬里的剩余物在产生适合于进一步使用的精炼造渣材料的情况下混合。 这种方法的局限性仅通过经济方面给出。
[0016] 根据美国专利号20090049955,用于炉渣再循环的方法也是已知的，这是基于来自 在电弧炉（EAF)中的二次冶金的炉渣的利用。在这样做时，将炉渣添加到EAF作为助熔剂 和CaO来源。出于容量的原因和额外的运输成本，也不会使用该工序。
[0017] 根据专利W02004101828的解决方案使用用于生产粘合材料的炉渣和合成炉渣。 然而，这种解决方案的缺点是对炉渣的化学和相组成的相似范围和稳定性的要求。
[0018] M. Mllsd藪；I. V紐m·!;: R· H.Nurmesniemi ;0.Dahl 在 2013 年 2 月 26 日可在线获得的 The International Journal of Environmental Science and Technology 的文章 "Evaluation of trace element availability from secondary metallurgical slag generated in steelmaking by sequential chemical extraction'， 中引证了 ：与来自高炉、转炉的炉渣不同，来自二次冶金的炉渣主要以堆沉积。
[0019] 炉渣在造块中的再循环
[0020] 用于使一部分具有较高铁含量的转炉炉渣再循环的工序是已知的。该工序是公认 普遍的，但其主要缺点在于包含在该炉渣中的磷再还原到生铁中。
[0021] 制粒和造块工艺
[0022] 造块用来制备进入高炉中的装料并且该方法不用于再循环除了来自转炉工艺的 那些炉渣以外的其它炉渣。用于造块工艺的原料是下述原料：
[0023] ?铁形成矿石、氧化铁皮、金属性废料等，
[0024] ?助熔剂（大多数是装料的造渣部分）_石灰石、石灰、白云石、选矿尾矿（feigh) 等，
[0025] ?燃料和还原剂-焦炭、天然气等
[0026] 在几个步骤中将这些原料混合和均匀化。第一步是建立均匀化堆，最后一步例如 在制粒筒中进行。在新型的现代工厂中，可将装料制备的所有操作集成到单一装置中，这能 够取代均匀化和制粒的所有阶段。
[0027] 在造块过程中，将放置在造块带上的均匀化材料混合物加热至高于1000°C的温 度。在这些温度下，发生输入材料的单个晶粒的熔炼和聚集。作为聚集过程的结果，形成了 适合于用作高炉的装料的团块片。
[0028] 对于造块工艺的改进，如在专利US6682583中描述的，还添加了基于水玻璃的材 料。这两个工序改进原料在造块工艺中的制粒，但在另一方面，它们损害了高炉法的热和材 料平衡。
[0029] 发明概述
[0030] 在很大程度上通过根据本发明的生产团块的工艺来解决关于使用来自二次冶金 的炉渣、该制粒工艺的改进以及熔炼工艺的改进的上述问题，其中将团块设计为用作高炉 的装料，并且该方法使用筛选、粉碎的二次冶金炉渣作为助熔剂或该炉渣与其它材料的混 合物，其中本发明的主题在于：在这些炉渣与造块工艺的其它装载材料在均匀化堆中或在 接收器中的混合，使得来自二次冶金的炉渣的总含量以造块工艺中的总装料计小于10重 量％。
[0031] 在浇铸钢后，将来自二次冶金的炉渣与金属残余物一起从钢包倾倒入渣桶中。冷 却后，去除大金属片-所谓的锭。随后，将炉渣调整尺寸并适当地均匀粉碎成低于100mm的 粒度级。对于随后的使用，具有低于100mm、优化地低于l〇mm的尺寸的经调整尺寸的炉渣的 粒度级显示为优化的。如果需要炉渣除去金属镀层，可以进行铁从炉渣的磁分离。以这样 的方式将处理的炉渣或炉渣混合物添加到造块工艺装料，最晚在进入制粒桶中或进入具有 相同功能的装置中时。
[0032] 最好的解决方案似乎是混合炉渣或炉渣混合物到均匀化筒中或到均匀化堆中或 通过带上的容器，其中这样的炉渣或炉渣混合物与其它装载材料以造块工艺中的总装料计 小于10重量％的数量混合，优化地数量为0. 5至1. 5重量％，其中至少90重量％的炉渣具 有低于100mm且优化地低于10mm的晶粒尺寸。
[0033] 在造块中使用之前，可将其它材料例如石灰、石灰石、白云石、白云石灰岩、筛下焦 炭和冶金或水泥工业的废料或副产物添加到这些炉渣或炉渣混合物。
[0034] 根据本发明的这种方法的主要优点是这样的可能性：造块工艺的能量需求多至 10%的减少，连同所生产的团块的机械性质的改进，以及在造块工艺中会以其它方式被再 循环的团块精细部分的减少。另一个优点是利用残留金属，增加团块中的MnO含量，特别是 通过从锰和硅镇静钢的生产使炉渣再循环。副作用在于来自燃料和来自碳酸盐（特别是石 灰石和白云石）的C02排放的减少。
[0035] 来自二次冶金的炉渣在造块中可用的另一个有利的性质是它们的自破碎和产生 细粉尘粒度级。细粉尘粒度级产生大反应表面，有利于制粒，并且炉渣不需要被粉碎。因为 炉渣不包含C02,