从含氧化铬的炉渣中还原金属铬的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含氧化铬的炉渣中还原金属铬的方法，该方法能够将不锈钢电弧炉的炉渣中包含的铬有效地还原和回收至低含量。在不锈钢冶炼工艺过程中的还原在电弧炉中的炉渣中包含的铬的工艺中，本发明专利技术使炉渣保持在液相，同时将投入量为每吨钢液１０ｋｇ至２０ｋｇ的粉状铝渣或投入量满足的粉状铝渣吹入电弧炉的炉渣中。采用这种方法，与传统的还原剂相比；通过利用廉价的粉状铝渣，可以提高铬的回收率，可增进氧化铬的还原，并且可降低不锈钢冶炼工艺的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从含氧化铬的炉渣中还原金属^^的方法，更具体地讲， 涉及这样一种，即在不锈钢冶炼工艺 过程中，当回收在电弧炉的炉渣中包含的有价值的金属例如铬时，吹入粉状 铝渣(aluminum dross),从而能够提高回收率。
技术介绍
通常，包括精炼不锈钢的工艺的炼钢工艺由电弧炉-精炼炉-对含量的精 确控制-连铸的工艺构成。此外，为了灵活地满足对不锈钢的市场需求，已经 开始广泛地使用首先利用电弧炉的制造方式。借助电弧炉制造钢液主要可分为熔化废钢和铁合金的方式以及通过混合 铁水和废钢来熔化铁水和废钢的方式。然而，在高级钢例如不锈钢的情况下， 主要采用这样的方式，即仅使用杂质含量较少的铁合金和高级废钢，并在电 弧炉中将它们熔化。然而，在这种情况下，因为成本负担较高，所以与采用 廉价的铁水的情况相比，需要有效地还原和回收包含有价值的金属(例如铬) 的副产品，为此已经提出了若干方法。具体地讲，在铬的情况下，因为铬以 六价铬的形式洗提出来，所以造成环境污染。因此，必然应当从炉渣中去除 铬。考虑到组分特性，不锈钢包含10%或者更多的铬组分，其中，因为铬组 分与氧的亲合力比铁(Fe)与氧的亲合力强，所以在在1500。C或更高的高温下 进行的炼钢工艺中，不可避免地产生铬组分的氧化。此外，在电炉的情况下，在制造不锈钢钢液的过程中，因为不可避免地 吹入氧以促进废钢的熔化，所以大量的铬组分被氧化，从而成渣。在利用电炉制造不锈钢的工艺中作为副产品产生的炉渣中的氧化铬的含量处于大约5%到30%的高水平。因此，为了降低制造成本或者更有效地利用 资源，在铁合金和废钢熔化之后，将还原剂(例如铁-硅(Fe-Si)或铝)加入到 提高该钢液的温度的增热装置(heat-increasing device)中，以将炉渣中的氧化铬 还原到钢液中。增热装置中存在的炉渣中的氧化铬被硅或碳部分还原，其中，硅或碳是 钢液中的组分。然而，通常，因为在减小电弧炉的功率用量的同时，增热装 置中大量的氧被吹到钢液中，以升高钢液的温度，所以与被氧氧化的铬的量 相比，被钢液内的硅或碳还原的铬的量处于微不足道的水平。另外，用作还原剂的铁-硅或铝昂贵，使得铁-硅或铝的用量受到限制， 并且铁-硅或铝会成为成本增加的原因。因此，为了抑制在吹氧过程中的铬的 氧化，已经做出了尝试。第2005-0109763号韩国专利申请特开公开了这样一种方法，即在回收冶 炼不锈钢的电弧炉的炉渣中的有价值的金属的过程中，通过利用燃烧器 (burner)来提高炉渣的温度，将炉渣保持在高温的液相，有利于有价值的金属 的还原反应。通过这种方法，可以抑制铬的氧化，但是不可避免地应当使用 还原剂，使得这种方法的效果不大。没有经历这种单独的还原工艺的炉渣与 钢液一起出钢，并对所述炉渣进行排渣(slagoff),使得只有通过除炼钢工艺之 外的单独的工艺才能回收#"。第2001-316712号日本专利申请特开公开了这样一种方法，即将电弧炉 电极中的至少一个制造成空心电极(hollow electrode),并通过该空心电极将还 原剂(例如铝、铝渣、碳等)与不活泼气体(inert gas)—起吹入，从而还原炉渣 中的氧化铬。因为使用空心电极，所以这种方法在应用中受到限制。第2000-0021329号韩国专利申请特开公开了 一种通过将碳粉吹入电弧 炉中来引发有价值的金属的回收并形成炉渣的方法。在这种情况下，在低温 下难以发生氧化铬和碳的反应，且还原速度慢。此外，第1998-047211号韩国专利申请特开公开了一种在电弧炉出钢之 后通过钢包(ladle)中的气体搅拌来回收铬的方法。然而，这种方法的缺点在于 出钢过程中撇去的炉渣中的铬的损失大。用于回收撇去的炉渣中的有价值的 金属的后序处理包括需要时间和费用的工艺，例如破碎-水分离-磁分离-浮选 等工艺，因此，后序处理成为增加不锈钢冶炼工艺的成本的因素之一。因此， 从经济角度考虑，从撇渣之前从熔融炉渣中尽可能地回收铬是非常有利的。通常，在电弧炉中制造的钢液出钢之前，每吨钢液投入大约2kg到3kg 的铁-硅(Fe-Si)合金，从而通过下面的反应回收包括铬在内的有价值的金属的 部分。2(Cr203) + 3 = 3(Si02) + 4 2(MnO) + = (Si02) + 2 2(FeO) + = (Si02) + 2投入电弧炉钢液中的铁-硅合金在钢液中熔化以提高硅的含量，使得炉渣 中的铬通过钢液和炉渣的界面反应而被还原。然而，在利用铁-硅作为还原剂 的情况下，大部分硅被吹入钢液中的氧氧化。因此，还原铬利用的硅的量达 不到投入量的50%。此外，在为了提高炉渣中铬的回收量而加入大量的硅的 情况下，因为生成大量的氧化硅(Si02),所以劣化了炉渣的碱度(CaO/Si02), 使得炉渣的流动性变得更差。因此，作业效率降低，这在还原炉渣中的氧化 铬的过程中成为不利条件。考虑到不锈钢制造成本的降低，为了获得包括昂贵的铬的有价值的金属 的高回收率，需要利用效率比现有的铁-硅的效率更高的还原剂。
技术实现思路
为解决以上问题提出了本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种，该方法能够将不锈钢电弧炉的炉渣中包含的铬有效地还原和回收至^f氐含量。为了达到以上目的，在不锈钢冶炼工艺过程中的还原在电弧炉中的炉渣中包含的铬的工艺中，根据本专利技术一个方面的使炉渣保持在液相，同时将投入量为每吨钢液10kg至20kg的粉状铝渣或投入量满足0.5《电弧炉的炉法量^x&03含量(。々"0的粉状铝渣吹入电弧炉的炉淹中。示例性地，当吹入粉状铝渣时，粉状铝渣的粒度为lmm至5mm,通过 软钢管将粉状铝渣与氮(N)气或氩(Ar)气中的至少一种不活泼气体一起吹入。 并且，粉状铝渣的吹入量高于还原炉渣中的铬的化学当量。并且，在完成电 弧炉作业过程中的吹氧的时间点，或者在消耗功率为300kW/吨至400kW/吨 的时间点，执行粉状铝渣的吹入。此外，电弧炉的炉渣的碱度被控制为1.1 至1.7，炉渣中的氧化铝的含量保持在10%或更高。根据本专利技术的包括以下步骤通 过吹入粉状铝渣，通过铝组分还原电弧炉的炉渣中包含的氧化铬；通过控制 炉渣的碱度和炉渣中氧化铝(八1203)组分的含量，增大电弧炉的炉渣的流动性。这里，通过粉状铝渣中的铝组分还原电弧炉的炉渣中的有价值的金属的 步骤使粉状铝渣的粒度为lmm至5mm,使粉状铝渣的吹入量高于还原炉渣 中的4各的化学当量，并在完成吹氧的时间点或电弧炉的消耗功率为300kW/ 吨至400kW/吨的时间点，执行粉状铝渣的吹入。通过将软钢管插到炉渣中并 利用氮(N)气或氩(Ar)气中的至少一种不活泼气体作为载体，执行粉状铝渣的 吹入。此外，提高炉渣流动性的步骤将电弧炉的炉渣的碱度控制为1.1至1.7, 并使炉渣中的氧化铝的含量为10%或更高。同时，示例性的是，考虑到废物利用和对环境的友好，在工业中利用有 色领域中的铝精炼工艺过程中作为精炼炉渣而产生的大量的铝渣。附图说明通过下面结合附图的对特定示例性实施例进行的描述，本专利技术的这些和/ 或其它实施例及特征将变得清楚且更易于理解，在附图中 图l是示出通常的不锈钢电弧炉工艺的图解示图； 图2是示出在不锈钢电弧炉工艺过程中炉渣中的铬的损失本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含氧化铬的炉渣中还原金属铬的方法，在不锈钢冶炼工艺过程中的还原在电弧炉中的炉渣中包含的铬的工艺中，所述方法使炉渣保持在液相，同时将投入量满足下式的粉状铝渣吹入电弧炉的炉渣中：　　　　０．５≤Ａｌ渣投入量（吨）×１００／电弧炉的炉渣量（吨）×Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］含量（％）≤１．０。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑相烈，金容焕，卞善民，李相范，全贤哲，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]