[发明专利]再利用含铁副产品的方法和用于该方法的设备

说明书

技术领域

本公开涉及用于再利用含铁副产品的方法和配置为使用该方法的设备，并且更具体地，本公开涉及用于通过使含铁副产品与碳混合形成团块、初步还原团块、以及在电炉中再利用经初步还原的团块来再利用含铁副产品的方法。

背景技术

一直以来使用用于还原铁矿石并且将经还原的铁矿石用作电炉中的原料的技术。铁矿石还原方法的示例包括回转炉法和米德兰(Midrex)法，并且在此类方法中，通过向细铁矿石供应还原气体来间接地还原铁矿石。

在相关技术中，米德兰法和回转炉法广泛地用于还原铁矿石。在这些方法中，铁矿石供应至反应炉，并且还原气体被注入反应炉以间接地还原铁矿石，由此产生用作电炉中的原料的直接还原铁(DRI)。

然而，如果通过例如米德兰法或回转炉法的方法来还原含铁副产品，则可能会花费相对较长的时间来获得目标还原程度。此外，还原炉必须位于电炉附近以便将从还原炉排出的处于600℃以上的温度的还原铁(Fe)供应至电炉而不发生能量损失。然而，根据车间的布局，可能难以使还原炉位于电炉的一侧附近，并且与仅使用电炉的方法相比，这种方法可能需要大量设备和高成本。

同时，在近来的直接还原方法中，通过铁矿石与碳之间的在处于特定温度或更高温度的还原气氛下的反应来还原其中含碳的铁矿石。

尽管自电炉中产生的粉尘可能含有约40％T.Fe，但是由于粉尘还含有大量环境污染物，因此粉尘通常被分类为工业废料并且被废弃。此外，尽管铁制品中作为副产品产生的氧化皮和金属屑也含铁(Fe)，但是氧化皮和金属屑中的大部分T.Fe以铁氧化物(FeO和Fe₂O₃)的形式存在。因此，如果氧化皮和金属屑以这样的状态被直接供应至电炉，那么氧化皮和金属屑将不会被还原成铁(Fe)。术语“T.Fe”指的是全铁。例如，当给定材料的全铁(T.Fe)据称为40％时，这意味着给定材料的Fe含量按100重量份的给定材料计为40重量份。

此外，含有卤素的杂质如塑料或乙烯基可能少量地包含在废钢中并且导致二英的形成。以这种方式产生的二英在被加热至900℃以上的温度时可能会分解，但也可能会在约250℃至约650℃的温度下重新产生。因此，当气体从电炉排出时，气体被加热至900℃以上的温度，并且当气体的温度在约250℃至约650℃的范围内时，将气体通过水快速冷却以缩短气体的温度处于该范围内的时长，并因此使二英的形成最小化或防止二英的形成。然而，该过程需要额外的设备。

因此，如果含铁副产品如电炉中产生的作为工业废料的粉尘以及从除了电炉之外的设备如连铸设备或热轧设备中产生的氧化皮和金属屑作为电炉中的原料而被再利用，那么环境就可以得到保护，并且设备投资成本可得以降低。因此，本技术将有用地用于本公开所涉及的领域。

发明内容

技术问题

本公开的一方面可以提供一种用于再利用含铁副产品的方法。

本公开的一方面还可以提供一种用于再利用含铁副产品的设备。

技术方案

根据本公开的一方面，用于再利用含铁副产品的方法可以包括：通过使含铁副产品与按100重量份的含铁副产品计为5重量份至20重量份的碳混合而形成团块；在800℃至1300℃的温度范围内初步还原团块；以及将经初步还原的团块供应至电炉。

含铁副产品可以包括选自粉尘、氧化皮和金属屑中的至少一者。

含铁副产品可以包括40wt％至60wt％的量的粉尘、30wt％至50wt％的量的氧化皮、以及5wt％至10wt％的量的金属屑。

团块可以具有10mm至50mm的平均直径和3000kgf/cm³至6000kgf/cm³的表观密度，并且团块中可以包括具有20kgf/cm³至100kgf/com³的压缩强度的碳材料。

在团块的初步还原中，温度范围可以通过电炉的废气的显热和由燃烧器提供的燃烧热得以保持。

该方法还可以包括通过在团块的初步还原期间供应待燃烧的电炉废气来使废气燃烧。

用来转移团块的流体可以是惰性气体。

惰性气体可以选自氮气和氩气。

经初步还原的团块可以具有在10％至80％的范围内的还原程度。

该方法还可以包括将碳粉供应至电炉以造成直接还原反应。