[发明专利]钢渣和铁载体再加工得到生铁和对环境安全的渣的方法

说明书

本发明涉及将例如像电炉渣、转炉渣、细矿石、炼钢粉尘、轧屑之类的钢渣和铁载体再加工得到生铁和对环境安全的渣的方法。

由PCT/AT 96/00019知道一种由渣生产铸铁或钢和水泥熟料的方法，其中将例如像钢厂渣之类的含铁氧化物的熔融渣与铁氧化物载体和石灰混合，随后生成铁渣。此后，让铁渣在还原反应器中还原形成铁液和烧结相，同时烧掉碳，随后烧结相作为溶渣排出。

渣具有相对低的热导率和比铁高约1.5-2倍的热容。对于这类方法，经济方面的基本问题是可达到的传热或所谓复燃度如何。复燃度定义如下：

复燃度＝(CO₂+H₂O)/(CO+CO₂+H₂+H₂O)气相

按照已知的操作方式，迄今只能保证达到不充分的复燃度。已知的操作方式情况下：

传热＝1-(Hg-Hb)/Hpc

Hg……气体的焓(在气体温度下)

Hb……气体的焓(在熔化温度下)

Hpc……燃烧焓(在熔化温度下)

对经济操作方式是不够的。

通常的高炉技术与例如像沸腾床方法的热效率都远未达到70％以上。因此，已经知道将预还原的并至少部分地预热的物料连同煤一起吹进流化床，其中煤在流化床中在物料还原作用下被气化，而海绵铁熔化流出。这种熔化气体反应通常可使所要求的生铁产出最佳化，但不能生成对环境安全的渣。

本发明的目的是提供一种开始定义的那类方法，采用这种方法，其热收率，即热效率与已知方法相比显著提高。为了解决这个问题，本发明的方法主要在于选择熔融渣与铁液之体积比，以使其比大于0.5-1，优选地0.8∶1至1.5∶1，还在于使用例如像铸造用砂、冶金砂和/或细矿石之类的SiO₂载体补充其渣，以便将渣的碱度(CaO/SiO₂)调节到当Al₂O₃含量为10-25％(以渣重量计)时为1.0-1.8，优选地是1.2-1.8，其中顶部吹入热风，而煤，连同惰性气体，具体是氮气，任选地还有氧气或热空气，通过铁液吹入。通过使用极高的特定渣量，其量与已知的方法相比高很多，这种渣起到从气体空间到渣铁混合物的传热介质的作用。渣的热容量比铁高1.5-2倍，该渣的热容量便于高传热，借此避免将风吹过煤，因此避免了由于相应地高铁液部分而在还原载体铁液与氧化物载体渣之间太小的交换表面。通过本发明的把SiO₂载体加入渣中以调节定义的渣碱度为1-1.8，优选地1.3-1.6，有可能直接产生对环境安全的渣，其中甚至进一步将Al₂O₃含量调整到10-25％(以渣重量计)还可以提高这种对环境安全的渣的直接可使用性。

通过顶吹热风还附加地增加传热作用，顶吹热风与将煤和N₂以及单独的氧一起吹入铁液能够将渣与铁液强烈充分地混合，因此提高由充分混合而形成的渣和铁液的悬浮液中的传热。

为了确实防止吹透危险，以熔池高度相应于浸没风口直径至少20倍，优选地30-60倍是有利的。这同时还有利于适当的流化作用以及形成渣和铁液的悬浮液，因此提高了液体相中传热。

通过热吹风气流的冲击脉冲还可以改善传热作用，这样一种冲击脉冲进一步改善了渣与铁液强烈充分的混合。由此将热风的速度选择在0.4-0.8马赫是有利的。

在本发明方法的范围内，通过渣制粒生成玻璃含量在90％以上，优选地在93％以上，可以生产出特别好的可使用的对环境安全的渣产物。

除了选择最佳热风速度之外，通过增加特定的铁液表面积还可以提高传热作用。例如采用高压浸没风口让液滴飞进转炉气体空间来增加这种特定的铁液表面积，借此与静止渣熔融物相比增加铁液表面积20倍。同样可通过相对于浸没风口直径选定熔池高度来达到。

与一般的其目的是尽可能小的渣量的高炉方法和通常的钢或生铁生产方法不同，而本发明方法以特别有利的方式能够使大量至今很难使用的铁载体以一种积极而很经济的方法转化成生铁。在很大程度上，这种方法应用于细矿石，细矿石迄今难以以经济的方法进行综合加工。在本发明方法的范围内，还能轻易地利用炼钢粉尘，炼钢粉尘除了含有高含量的铁之外，还含有相对高含量的重金属。自然地，这种方法还可应用于轧屑，由于粘着油的原因，通常应用时会部分出现大的问题，而在本发明方法范围内，不构成任何困难。(通过热风枪的中心管加入)。