[发明专利]助熔剂、其生产工艺、造块混合物和来自二次冶金的炉渣的用途

说明书

技术领域

本发明涉及：

·用于基于来自二次冶金的炉渣的造块工艺的助熔剂，

·用于生产团块(烧结块)的具有助熔剂的造块混合物

·助熔剂在为高炉的金属性装料而设计的团块的生产中的造块工艺中的用途，

·基于来自二次冶金的炉渣或基于来自二次冶金的炉渣与其它材料的混合物生产助熔剂的工艺

现有技术描述

主要在转炉和电弧炉中生产钢。用于钢铁生产的主要装料包括生铁和废钢。在高炉中生产生铁，其中由铁矿石、铁矿石球团、助熔剂和焦炭形成主装料。在高炉中的处理之前，在造块工艺中将铁矿石改性。造块工艺的目的是装饰矿石从而使其适合作为进入高炉中的装料。在造块工艺过程中，发生矿石粒度的调整及其化学组成的变化，特别是就氧化物CaO和SiO₂的含量比率而言。

通过生吹法在转炉中处理所生产的生铁，在此期间，通过氧的作用发生从生铁除去碳、硅和磷。处理产物被称为粗钢，其在大多数情况下类似于来自电弧炉的粗钢。该粗钢的特征在于低的碳含量和大于200ppm的高活性的氧(通常约600ppm的氧)。在出钢操作期间，用铝、硅、锰、铬或用其它元素将粗钢脱氧。在设备例如LF(罐炉)、VD、RH、DH、VAD、VD/VOD(用于真空钢材处理的不同类型的装置)等中在二次冶金中进一步处理脱氧钢。在二次冶金的装置中的是在还原条件下处理的最后阶段中的钢。这种处理还影响炉渣的组成。炉渣具有低活性的氧和低含量的FeO。对于用铝脱氧的钢，该值是最高至5重量％，优化地最高至1重量％。对于用硅和锰脱氧的炉渣，其为最高至10重量％，优化地最高至5重量％。这些炉渣能够结合大量的硫。根据脱氧过程，存在来自其中主要脱氧试剂(脱氧剂)是铝的钢生产的炉渣，和来自其中主要脱氧试剂(脱氧剂)是硅或锰的钢生产的炉渣，或它们的混合物。脱氧产物是这些元素的氧化物，它们通常与石灰结合。因此，产生氧化物熔体-炉渣，其化学组成示于下表中：

二次冶金中炉渣的组成的大致范围的表格(重量百分数)

这些炉渣的性质例如自破碎、粉尘形成、不稳定性显著复杂了它们的使用。根据手册BAT(最佳可行技术)，积累了最高至80％的这些炉渣。它们的使用是困难的。

来自二次冶金的炉渣的用途

在二次冶金中产生的炉渣难以使用。这些炉渣的最常见和最普遍的利用方法在于将它们与其它钢渣混合，其是用于建造行业中在较长的暴露于空气和雨水后，老化后。在凝固期间，它们一般粉碎成细粉尘，此外，由于在水合期间游离石灰的存在，该细粉尘显著增加其体积。此工序的缺点尤其是炉渣的困难的可控膨胀，这例如通过翘曲的所建立的公路和高速公路显现。这种负面特征防止其更广泛用于建造中。因此沉积了大部分的炉渣而没有对炉渣堆进行进一步利用。

在捷克共和国、意大利和波兰的项目FI-IM5/133中进一步处理炉渣利用的问题。该项目使用该炉渣的正特性，特别是低温熔化，其允许在钢聚集体中快速产生均匀钢渣。还在欧洲研究项目编号7210-PR/203框架内解决了来自二次冶金的炉渣的利用，其通过在电弧炉(EAF)中使用炉渣来计算。该工序适合用于使炉渣直接在装备有EAF的炼钢工厂中再循环，但需要炉渣的所谓的组块形成，这是昂贵的。出于容量原因并且由于额外的运输成本，来自集成工厂的炉渣的利用是不可能的。

Harsco公司发明了根据专利WO2007/136914A3的方法，其中利用来自二次冶金的炉渣以使它们与衬里的剩余物在产生适合于进一步使用的精炼造渣材料的情况下混合。这种方法的局限性仅通过经济方面给出。

根据美国专利号20090049955，用于炉渣再循环的方法也是已知的，这是基于来自在电弧炉(EAF)中的二次冶金的炉渣的利用。在这样做时，将炉渣添加到EAF作为助熔剂和CaO来源。出于容量的原因和额外的运输成本，也不会使用该工序。

根据专利WO2004101828的解决方案使用用于生产粘合材料的炉渣和合成炉渣。然而，这种解决方案的缺点是对炉渣的化学和相组成的相似范围和稳定性的要求。