炼钢炉渣还原处理方法技术

一种炼钢炉渣还原处理方法，具备：热态炼钢炉渣流入工序，该工序使热态炼钢炉渣从炉渣供给容器一边通过所述炉渣供给容器调整流入量一边向收容于电炉内的铁液上的熔融渣层连续或间歇地流入；还原材料供给工序，该工序向所述熔融渣层供给还原材料；通电加热工序，该工序将所述铁液和所述熔融渣层通电加热；和还原处理工序，该工序一边将所述熔融渣层的熔融渣、或所述铁液间歇地排出，一边在非氧化性气氛中继续所述热态炼钢炉渣的还原处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，该方法将在炼钢工序中产生的炉渣(炼钢炉渣)进行还原、回收有价值成分，并且对炼钢炉渣的性状进行改性以使其适合于各种用途。本申请基于2012年6月27日在日本提出的专利申请2012-144473号、2012年6月27日在日本提出的专利申请2012-144557号、和2012年10月25日在日本提出的专利申请2012-235692号要求优先权，将其内容援引于本申请中。
技术介绍
在炼钢工序中，产生大量的炼钢炉渣。炼钢炉渣包含Fe、Mn等金属成分、和P等，由于包含大量CaO所引起的膨胀和崩坏性，向路基材料、骨料等的利用被限制。但是，近年来，资源的再循环在积极地推进，到目前为止公开了许多从炼钢炉渣回收有价值物质的方法。专利文献I中公开了一种钢铁炉渣的处理方法，该方法对收纳于熔炉的钢铁熔液，添加在钢铁熔炼时产生的钢铁炉渣，而且施加热和还原材料，一边对钢铁炉渣进行改性，一边使Fe、Mn和P向熔液转移来取得改性炉渣，然后使熔液中的Mn和P向炉渣中转移。但是，该处理方法直到得到所需的成分组成的炉渣为止，需要连续进行数次的批量处理，因此工作效率差。专利文献2中公开了一种方法，该方法向碳含有率低于1.5重量％的钢铁浴供给氧化铁含有率超过5重量％的钢铁炉渣，然后导入碳或碳载体，将钢铁浴碳化，得到碳含有率超过2.0重量％的钢铁浴后,进行还原处理。但是，专利文献2的方法通过在装入熔融渣时将铁液中的C浓度(碳浓度)设为低于1.5 重量％，抑制大量的气体产生，在实施熔融还原时使C浓度上升至超过2.0重量％来进行所期望的还原。因此，由于反复进行脱碳升温和加碳还原，因此成为批量处理，工作效率差。再者，在实施还原处理时，由于使C浓度上升至超过2.0重量％，因此可认为专利文献2的方法主要通过炉渣-金属间的反应来促进还原反应。另外，在专利文献2的方法中，除了将碳材料作为还原材料使用以外，也将其作为热源使用，因此排气量增加。其结果，可设想到热效率降低、粉尘发生量增加。非专利文献I中公开了将炼钢炉渣粉、碳材料粉和炉渣改性材料粉从中空电极装入电炉内，进行了还原试验的结果。但是，非专利文献I的还原试验是将固化并粉碎了的冷态的炼钢炉渣作为处理对象物，因此能源单耗大。另外，专利文献3中公开了在开放型直流电炉中，将在有色金属精炼中产生了的熔融渣用碳质还原材料进行还原，分离为金属相和炉渣相，从而回收有价值金属的技术。但是，专利文献3的方法同样是将冷态炉渣作为处理对象物，因此能源单耗大。这样，从炉渣回收有价值成分的方法都存在工作效率差、或能源消耗率大的难点。在先技术文献专利文献1:日本国特开昭52-033897号公报专利文献2:日本国特表2003-520899号公报专利文献3:澳大利亚专利AU-B-20553/95号说明书非专利文献I !Scandinavian Journal of MetalIurgy2003 ；32:p.7-14
技术实现思路
如上所述，将热态炼钢炉渣通过批量处理进行再循环的现有方法，存在工作效率差的难点，另外，将冷态炼钢炉渣熔融并作为资源进行再循环的现有方法，存在能源单耗高的难点。因此，本专利技术的目的是作为工作效率良好、并且能源单耗低的方法，进行炼钢炉渣的还原处理，(i)将炼钢炉渣改性为能够用于水泥原料、土方工程材料、陶瓷制品等各种用途的材料。另外，本专利技术的目的是，同时地(ii)将Fe、Mn和P等有价值元素还原回收至铁液中，然后，(i1-l)Fe和Mn向炼铁工艺中再循环，(ii_2)P对铁液实施氧化处理而作为氧化物回收，作为磷酸肥料、磷酸原料利用。本专利技术的主旨如下。(I)本专利技术的第一方式为一种，该方法具备:热态炼钢炉渣流入工序，该工序使热态炼钢炉渣从炉渣供给容器一边通过上述炉渣供给容器调整流入量一边向收容于电炉内的铁液上的熔融渣层连续或间歇地流入；还原材料供给工序，该工序向上述熔融渣层供给还 原材料；通电加热工序，该工序将上述铁液和上述熔融渣层通电加热；和还原处理工序，该工序一边将上述熔融渣层的熔融渣、或上述铁液间歇地排出，一边在非氧化性气氛中继续上述热态炼钢炉渣的还原处理。(2)根据上述⑴所述的，在上述热态炼钢炉渣流入工序中，可以基于向上述电炉供给的电能调整上述热态炼钢炉渣向上述熔融渣层的流入量。(3)根据上述(I)或(2)所述的，在上述还原处理工序中，可以将从上述电炉排出的排气经由上述炉渣供给容器排出。(4)上述(I)~(3)的任一项所述的，还可以具备炉渣改性材料供给工序，该工序向上述熔融渣层连续或间歇地供给炉渣改性材料。(5)上述(I)~(4)的任一项所述的，还可以具备悬浮工序，该工序向上述熔融渣层中添加与上述熔融渣的还原反应所需要的化学计量量的1.1倍以上且1.6倍以下的碳材料并使其悬浮。(6)上述(I)~(5)的任一项所述的，上述铁液中的C浓度可以为3质量％以下。根据上述方式，能够将炼钢炉渣以低成本改性为能够用于水泥原料、土方工程材料、陶瓷制品等各种用途的材料，并且能够将Fe、Mn和P等有价值元素还原回收至铁液中。并且，Fe和Mn能够向炼钢工艺中再循环，P能够作为磷酸肥料、磷酸原料利用。【附图说明】图1是表示用于实施本专利技术的一实施方式涉及的的电炉和炉渣供给容器的一例的模式图。图2是表示用于实施本专利技术的一实施方式涉及的的电炉和炉渣供给容器的另一例的模式图。图3是表示用于实施本专利技术的一实施方式涉及的的电炉和炉渣供给容器的另一例的模式图。图4是表示使用了中空电极的情况下的熔融渣层内的反应方式的图。图5是表示铁液的C浓度与熔融渣的合计Fe (Total Fe)的关系的图。图6是比较地示出电炉有开口部的情况和没有开口部的情况下的熔融渣的合计Fe (Total Fe)的随时间的推移的图。【具体实施方式】如果考虑作为本专利技术目的的工作效率良好、并且能源单耗低的方法，使用热态炼钢炉渣(以下有时简称为炼钢炉渣)，从降低能源单耗的观点来看是有效的。但是，使热态炼钢炉渣向收容于电炉内的铁液上流入时，热态炼钢炉渣与铁液急剧反应引起暴沸的现象(炉洛起泡)，如果该现象变得 激烈则有时炉洛从电炉溢出(overflow)。如上所述，在专利文献2的方法中，寻求暴沸现象的解决对策为“通过降低铁液的C浓度来缓和反应速度”，但采用该方法时工作效率差。即，即使在本专利技术中，作为应解决的课题，也具有同样的课题，在通过炉渣-金属间的反应来促进还原反应的还原炉(转炉等)中，铁液中的C将炉渣中的FeO还原。因此，为了使还原力提高，需要反复进行脱碳和加碳，其结果，工作效率变差。因此，本专利技术人进行了认真研讨后，通过实验新发现了在电炉中，还原反应与炉渣-金属间的反应相比，炉渣中的FeO与C的反应是支配性的。因此，判明了虽然存在一些还原力的降低，但即使是1.5质量％左右的低的C浓度，也能够不加碳地进行炉渣的还原处理，能够使工作效率良好。因此，通过使用电炉，能够抑制在热态炼钢炉渣的流入时突发性地引起的炉渣起泡，可成为防止炉渣溢出的对策之一。但是，也可能存在铁液中的C浓度高的情况，因此研究了即使铁液中的C浓度高，工作效率也良好、并且能源单耗也低的方法。其结果，作为使热态下具有流动性的热态炼钢炉渣直接向电炉内一边防止溢出一边供给的具体方法，实验发现了在抑制熔融本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼钢炉渣还原处理方法，其特征在于，具备：热态炼钢炉渣流入工序，该工序使热态炼钢炉渣从炉渣供给容器一边通过所述炉渣供给容器调整流入量一边向收容于电炉内的铁液上的熔融渣层连续或间歇地流入；还原材料供给工序，该工序向所述熔融渣层供给还原材料；通电加热工序，该工序将所述铁液和所述熔融渣层通电加热；和还原处理工序，该工序一边将所述熔融渣层的熔融渣、或所述铁液间歇地排出，一边在非氧化性气氛中继续所述热态炼钢炉渣的还原处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.27 JP 2012-144557;2012.06.27 JP 2012-144471.一种炼钢炉渣还原处理方法，其特征在于，具备: 热态炼钢炉渣流入工序，该工序使热态炼钢炉渣从炉渣供给容器一边通过所述炉渣供给容器调整流入量一边向收容于电炉内的铁液上的熔融渣层连续或间歇地流入； 还原材料供给工序，该工序向所述熔融渣层供给还原材料； 通电加热工序，该工序将所述铁液和所述熔融渣层通电加热；和 还原处理工序，该工序一边将所述熔融渣层的熔融渣、或所述铁液间歇地排出，一边在非氧化性气氛中继续所述热态炼钢炉渣的还原处理。2.根据权利要求1所述的炼钢炉渣...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田俊哉，新井贵士，平田浩，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP