專利名稱：輪爐飛灰煉鋼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明用電爐(或平爐)高溫還原精煉方法從轉爐飛灰中提煉出優(yōu)質碳素鋼。
轉爐飛灰是鋼鐵廠在轉爐煉鋼過程中噴氧時產(chǎn)生的大量煙囪飛灰，為黑色粉塵，對環(huán)境造成污染，通常各鋼鐵廠采用水淋法處理這些飛灰。飛灰隨水排出后在污水池內沉淀成淤泥狀膠質灰渣，主要含量鐵的氧化物50～57%，二氧化硅(SiO2)7.6%，氧化鈣(CaO)8.8%及其它少量的碳、磷、硫、鋁等元素。雖然各鋼鐵廠都投入了大量人力、物力，始終無法解決處理灰渣這一難題，到目前都未有理想的處理方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的飛灰中所含的鐵主要以氧化物的形式存在，為了使這些氧化物能被還原精煉，所以須向飛灰中加入一定量的碳作為還原劑。又因飛灰中的SiO2、Al2O3、P、S等高熔點的化合物存在，所以還須向飛灰中加入生石灰(主要成份為氧化鈣)使它們發(fā)生反應生成低熔點的強堿性爐渣，以除去飛灰中的雜質及P、S元素，因飛灰中二氧化硅含量少，不能與鈣充分反應，所以須加入定量河沙(主要成份為SiO2)與定量的氧化鈣反應生成低熔點的硅酸鈣。硅酸鈣在1400℃～1500℃時具有好的流動性，使得其它雜質能和它一起順利排出爐外。
冶煉時，先將還原劑碳及助熔劑生石灰、河沙等與飛灰混合均勻，使它們各種成份充分結合，有利于反應的順利進行。然后將混合均勻的原料加入到電爐(或平爐)中，利用爐中的高溫(1400℃～1700℃)使原料之間發(fā)生一系列的物理化學變化，以達到還原精煉的目的。
下面結合其還原精煉的原理詳細說明發(fā)明各細節(jié)及反應情況當爐中的溫度使物料熔化時，原料中的碳先與一小部分沒有被雜質包裹的四氧化三鐵(Fe3O4)及氧化亞鐵(FeO)反應，此時由于可以反應的鐵的氧化物較少，而碳過量，所以碳主要被氧化為一氧化碳(CO)，鐵的氧化物則被還原為單質鐵。
此時由于爐中有大量一氧化碳氣體的存在，從而創(chuàng)造好的還原條件。同時當爐溫達1200℃左右時，那些包裹著鐵的氧化物的氧化鈣、三氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅等反應生成了低熔點的硅酸鹽爐渣。
這些硅酸鹽爐渣在1400℃～1700℃的溫度下具有好的流動性，使被包裹的鐵的氧化物釋放出來與爐中的碳及一氧化碳氣體充分接觸并發(fā)生反應，使鐵的氧化物被還原為鐵。
這些被還原出來的鐵最初以單質鐵存在，但是在高溫下又會從一氧化碳中吸收碳，但是此時爐中的一氧化碳已基本與鐵的氧化物發(fā)生反應，所以能被鐵吸收的碳較少，吸收了碳之后的鐵在1500℃左右的溫度變成了液體(即鋼水)。由于鋼水的密度比爐渣的密度大，因此爐渣就浮于鋼水表面。
另外，由于爐渣中含有過量的氧化鈣，它能與鋼水中的硫、磷等起反應，從而徹底地把鋼水中的P、S除去。鋼水中的磷多以磷酸〔(FeO3)·P2O5〕形式存在。磷酸鐵與氧化鈣反應生成了磷酸鈣及氧化亞鐵。
而鋼水中的硫則以硫化亞鐵(FeS)的形式存在，它與氧化鈣反應后生成硫化鈣及氧化亞鐵。
上述反應生成的磷酸鈣、硫化鈣等與硅酸鹽一起浮于鋼水表面，從渣口排出爐外。
為了提高鋼水的質量，當爐渣徹底排清后，又向鋼水中加少量的結晶硅和氧化鈣，使鋼水中未還原的小部分氧化亞鐵與結晶硅反應。
而反應生成的二氧化硅又與氧化鈣反應生成低熔點的硅酸鈣爐渣排出爐外，從而增加了鋼水的活潑性，提高了鋼水的純度及增加了鋼水的含硅量，煉出優(yōu)質的碳素鋼。
通過以上的方法，本發(fā)明用電爐(或平爐)把鋼鐵廠的轉爐飛灰還原精煉為高質量的鋼材。
產(chǎn)品主要化學成分
權利要求
1.轉爐飛灰煉鋼方法使用電爐(或平爐)高溫還原精煉提純法，其特征是a.將還原劑碳及助熔劑生石灰(CaO)，河砂(Sio2)與飛灰定量混合均勻；b.當爐溫由1400℃升至1700℃物料高熔化狀態(tài)，鋼水與爐渣徹底分離，并在爐渣排出爐外后，為提高鋼質量，需加入定量結晶硅再精煉提純。
全文摘要
本發(fā)明轉爐飛灰煉鋼方法用于處理鋼鐵廠在轉爐煉鋼過程中噴氧時所產(chǎn)生的大量煙囪飛灰，將飛灰與定量碳、生石灰、河砂、結晶硅等用電爐(或平爐)在1400℃～1700℃高溫下還原精煉，得到優(yōu)質碳素鋼，并同時處理、解決了各鋼鐵廠轉爐飛灰的三廢治理問題。
文檔編號C21B13/00GK1106464SQ9410160
公開日1995年8月9日 申請日期1994年2月1日 優(yōu)先權日1994年2月1日
發(fā)明者黃文英, 歐樂和 申請人:唐仕全