本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法及裝置。

背景技術(shù)：

不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的除塵灰中含有NiO、Cr₂O₃、FeO等金屬氧化物，如果不經(jīng)過無(wú)害化處理直接排放，不但對(duì)環(huán)境造成污染，而且其中所含的貴金屬也無(wú)法回收利用，造成資源浪費(fèi)。

針對(duì)不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的除塵灰而言，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的回收工藝主要有：

1)在除塵灰中加入粘結(jié)劑混合、壓球返回電爐冶煉，回收其中的貴重金屬，此方法受到鋼水溫度和質(zhì)量的限制，回收效率低，無(wú)法大量處理除塵灰；

2)除塵灰作為燒結(jié)礦配料，再進(jìn)入高爐冶煉，此方法只能在有高爐的不銹鋼企業(yè)使用，但是由于除塵灰含鐵量低，含有害雜質(zhì)高，致使燒結(jié)礦貧化不利于高爐冶煉，處理成本高；

3)在除塵灰中加入粘結(jié)劑混合、壓球后進(jìn)入豎爐冶煉，此方法使用煤氣和熱風(fēng)作為熱量來(lái)源，排放物中煙氣量及污染物較多，后續(xù)環(huán)保設(shè)施投資較大，不適合間斷性處理不銹鋼除塵灰。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵 水的方法及裝置，其具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、回收率高、生產(chǎn)工藝靈活的特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法，該方法包括：利用不銹鋼除塵灰與粘結(jié)劑混合制成不銹鋼除塵灰混合料；利用壓球機(jī)將不銹鋼除塵灰混合料壓成扁圓球體塊狀物；利用回轉(zhuǎn)爐將扁圓球體塊狀物在全氧燃燒狀態(tài)下熔煉還原成鉻鎳鐵水，該回轉(zhuǎn)爐中還包括還原劑和熔劑。

本發(fā)明的實(shí)施方式同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法，工藝簡(jiǎn)單，鉻、鎳回收率高，能夠?yàn)殡姞t/AOD實(shí)現(xiàn)鉻鎳鐵水熱送，清潔排放，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。

優(yōu)選的，不銹鋼除塵灰混合料選用以下三種不同質(zhì)量配比方式的任何一種，將不銹鋼除塵灰與各種原料混合均勻，制成不銹鋼除塵灰混合料：a)不銹鋼除塵灰混合料的組分及重量百分比組成為:不銹鋼除塵灰74～82％、焦粉5～10％、水13～16％；b)不銹鋼除塵灰混合料的組分及重量百分比組成為:不銹鋼除塵灰71～80％、焦粉4～8％、石灰粉3～5％、水13～16％；C)不銹鋼除塵灰混合料的組分及重量百分比組成為:不銹鋼除塵灰72～80％、焦粉5～10％、水玻璃15～18％。不銹鋼除塵灰為含鎳或不含鎳不銹鋼除塵灰，要求灰塵粒度最大為1mm，70％以上為粉末狀。按上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)配完料后，在混料裝置中充分?jǐn)嚢杌靹?。其中，焦粉的主要指?biāo)為：灰分≤16％，揮發(fā)分≤2.5％，硫分≤0.8％，水分≤15％，粒度范圍含量≥90％。不銹鋼除塵灰混合料摻入焦粉不僅有助于將不銹鋼除塵灰加工成扁圓球體塊狀物，而且對(duì)后續(xù)的還原作業(yè)起到有效的促進(jìn)作用，且水玻璃具有較強(qiáng)的粘結(jié)效果。

優(yōu)選的，扁圓球體塊狀物在加入回轉(zhuǎn)爐之前須烘干，且強(qiáng)度要求≥800N/球塊，扁圓球體塊狀物經(jīng)過烘干工序則可避免扁圓球體塊狀物進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐中與焦炭發(fā)生反應(yīng)，降低回轉(zhuǎn)爐的還原效率，較高強(qiáng)度的扁圓球體塊狀物便于加料作業(yè)。

優(yōu)選的，還原劑、熔劑分別為焦炭、螢石，進(jìn)一步而言，作為優(yōu)選，焦 炭、螢石與加入回轉(zhuǎn)爐的扁圓球體塊狀物之間的重量百分比為：扁圓球體塊狀物65～80％、焦炭18～30％、螢石2～5％?；剞D(zhuǎn)爐添加上述配比的扁圓球體塊狀物、焦炭、螢石于回轉(zhuǎn)爐進(jìn)行熔煉，可以高效地將不銹鋼除塵灰中的鉻、鎳、錳的氧化物被還原成單質(zhì)金屬，最終在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)形成液態(tài)金屬熔池。

本發(fā)明還提供一種用于前述方法的裝置，該裝置包括回轉(zhuǎn)爐，回轉(zhuǎn)爐包括：安裝于爐體支架的爐體，其用于噴入燃料的爐頭端設(shè)置有氧氣燃燒器，作為加料端的爐尾安裝有排煙裝置，靠近爐尾的爐體側(cè)壁設(shè)置有出鐵口，爐體的側(cè)壁設(shè)置有耐火材料；安裝于爐體且用于驅(qū)動(dòng)爐體旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)及拖輪支承裝置；爐體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)置有液壓傾斜系統(tǒng)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的裝置具有設(shè)備占地面積小，能夠利用氧氣燃燒器實(shí)現(xiàn)全氧燃燒，排放更加清潔，并且，加料作業(yè)更加便捷。

優(yōu)選的，氧氣燃燒器具有氧氣輸送通道以及內(nèi)置于氧氣輸送通道內(nèi)部的天然氣輸送通道，氧氣輸送通道外部設(shè)置有對(duì)整個(gè)氧氣燃燒器進(jìn)行冷卻作業(yè)的冷卻結(jié)構(gòu)層。天然氣從氧氣燃燒器的中部輸出，而氧氣則從天氣熱輸送通道的輸出端處同步輸出，為天然氣的充分燃燒提供了足夠的氧氣保障，并且，在整個(gè)氧氣燃燒器設(shè)置冷卻結(jié)構(gòu)層，可有效的降低整個(gè)氧氣燃燒器的溫度，避免高溫影響氧氣燃燒器工作的穩(wěn)定性和可靠性。

優(yōu)選的，爐尾設(shè)置的排煙裝置設(shè)置有可移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便于移開排煙裝置而在爐尾的爐口處加料。該結(jié)構(gòu)可在需要的時(shí)候及時(shí)的維護(hù)和更新排煙裝置，并且，回轉(zhuǎn)爐無(wú)需增加不同的爐口來(lái)滿足排煙以及加料的功能?；剞D(zhuǎn)爐通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化使得整個(gè)回轉(zhuǎn)爐操作較為便捷，且占地空間小，回轉(zhuǎn)爐的結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化、簡(jiǎn)潔。

附圖說(shuō)明

圖1為使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法流程圖。

圖2為使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法所用裝置中回轉(zhuǎn)爐主視圖；

圖3為圖2的側(cè)視圖；

圖4為使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法所用裝置中氧氣燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

在描述實(shí)施例之前，先介紹使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法所用裝置(以下簡(jiǎn)稱“該裝置”)，其中，圖2為該裝置主視圖，圖3為圖2的側(cè)視圖，圖4為該裝置中氧氣燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。

參見圖2-3，該裝置包括回轉(zhuǎn)爐，該回轉(zhuǎn)爐包括：安裝于爐體支架3的爐體1，該爐體具有一個(gè)等徑的爐身，該爐體的兩個(gè)端部為縮徑結(jié)構(gòu)，例如，始于爐身的左端部的外徑是逐漸變小的，該爐體的右端部與左端部采用相同的縮徑結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)避免回轉(zhuǎn)爐中液態(tài)物料溢出，該爐體的左端部作為爐頭端，右端部為爐尾，爐體用于噴入燃料的爐頭端設(shè)置有氧氣燃燒器，該氧氣燃燒器通過可轉(zhuǎn)動(dòng)裝置安裝于爐頭端，在需要的情況下，將氧氣燃燒器轉(zhuǎn)動(dòng)至爐體所設(shè)氧氣燃燒器安裝口處，圖2中示出了燃燒器固定支座8，作為加料端的爐尾安裝有排煙裝置7，爐尾用于安裝排煙裝置的爐口不僅僅只用來(lái)排煙，同時(shí)可以用來(lái)進(jìn)行加料作業(yè)，排煙裝置設(shè)置有可移動(dòng)機(jī)構(gòu)則可滿足這一需求，可移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括但不僅限于圖2所示移動(dòng)車的情形，當(dāng)需要加料作業(yè)則通過移動(dòng)車移開排煙裝置，此時(shí)，則可在爐尾的爐口進(jìn)行加料作業(yè)，加 完料則將排煙裝置復(fù)位，靠近爐尾的爐體側(cè)壁設(shè)置有出鐵口9，例如，將出鐵口設(shè)置于爐體的右端部的側(cè)壁之上，且該出鐵口設(shè)置有管狀出鐵導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，避免高溫液態(tài)輸出料流動(dòng)到爐體側(cè)壁之上，爐體的側(cè)壁設(shè)置有耐火材料10。

在該裝置中，用于驅(qū)動(dòng)爐體旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)及拖輪支承裝置2安裝于爐體左下方，爐體通過傳動(dòng)及拖輪支承裝置中的電機(jī)提供動(dòng)力，對(duì)于驅(qū)動(dòng)爐體旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)包括但不僅限于上述情形，還可參考現(xiàn)有回轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

在該裝置中，爐體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)置有液壓傾斜系統(tǒng)，作為一種實(shí)現(xiàn)方式：該液壓傾斜系統(tǒng)包括：油缸及液壓裝置4，該油缸及液壓裝置設(shè)置于油缸固定裝置5，該爐體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)置有爐體支承裝置6，該爐體支承裝置的頂部可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于爐體，當(dāng)油缸及液壓裝置啟動(dòng)，則爐體繞爐體支承裝置轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)傾斜，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)倒料作業(yè)，當(dāng)然，該液壓傾斜系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)朝向爐頭方向傾斜，油缸及液壓裝置的頂升端分布于爐體支承裝置的兩側(cè)，需要朝向爐頭傾斜，則油缸及液壓裝置頂升爐體支承裝置右側(cè)的爐身，同理，需要朝向爐尾傾斜，則油缸及液壓裝置頂升爐體支承裝置左側(cè)的爐身。

參見圖4，該裝置中的氧氣燃燒器結(jié)構(gòu)如下：該氧氣燃燒器具有氧氣輸送通道以及內(nèi)置于氧氣輸送通道內(nèi)部的天然氣輸送通道，氧氣燃燒器的截面包括圓形、方形或者其他形狀，以截面成圓形的氧氣燃燒器為例，圓形天然氣輸送通道居中布置，而氧氣輸送通道環(huán)繞該天然氣輸送通道布設(shè)，氧氣輸送通道與天然氣輸送通道共軸狀態(tài)，天然氣輸送通道的入口11位于圖中的右側(cè)，天然氣輸送通道出口15位于氧氣燃燒器的左端，氧氣輸送通道的入口12則設(shè)置于氧氣燃燒器側(cè)壁之上且靠近氧氣燃燒器的右端，氧氣輸送通道的出口14,16則設(shè)于氧氣燃燒器的左端，分離式氧氣、天然氣輸入口能夠保證工作的安全性，且該結(jié)構(gòu)能夠最大限度的給予燃料配給足夠的氧氣，氧氣輸送通道外部設(shè)置有對(duì)整個(gè)氧氣燃燒器進(jìn)行冷卻作業(yè)的冷卻結(jié)構(gòu)層，該冷卻結(jié)構(gòu)層的冷卻介質(zhì)為水，冷卻水沿著氧氣輸送通道的通道壁流動(dòng)，例如，冷卻水自氧氣燃燒器的下部輸入，自氧氣燃燒器的上部輸出，即冷卻水進(jìn)口13、 冷卻水出口17分布氧氣燃燒器的下部、上部，氧氣燃燒器的下部設(shè)置有下部雙層冷卻介質(zhì)流動(dòng)層，上部也設(shè)置有上部雙層冷卻介質(zhì)流動(dòng)層，上部、下部雙層冷卻介質(zhì)流動(dòng)層的左端部成聯(lián)通狀，而上部、下部雙層冷卻介質(zhì)流動(dòng)層之間則通過各自靠近氧氣輸送通道的流動(dòng)層實(shí)現(xiàn)聯(lián)通，此聯(lián)通位置大體上位于整個(gè)氧氣燃燒器的右側(cè)。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法，圖1示出了該方法的流程圖，該方法具體流程如下：

(1)制備不銹鋼除塵灰混合料：該不銹鋼除塵灰混合料包括如下組分：不銹鋼除塵灰、焦粉、水,其中，焦粉可以用煤粉加以替代，不銹鋼除塵灰為含鎳不銹鋼除塵灰，該含鎳不銹鋼除塵灰要求灰塵粒度最大為1mm，70％以上為粉末狀，焦粉的主要指標(biāo)為：灰分≤16％，揮發(fā)分≤2.5％，硫分≤0.8％，水分≤15％，粒度范圍含量≥90％，其中，不銹鋼除塵灰混合料中各組分的重量百分比為：不銹鋼除塵灰74～82％，焦粉5～10％，水13～16％，例如：不銹鋼除塵灰75％，焦粉10％，水15％，將上述原料配料完成后在混料裝置中充分?jǐn)嚢杌靹?，即制成不銹鋼除塵灰混合料。

(2)壓球烘干：將不銹鋼除塵灰混合料輸送至壓球機(jī)，壓成外形尺寸小于30mm的扁圓球體塊狀物，然后將扁圓球體塊狀物烘干，達(dá)到強(qiáng)度要求≥800N/球塊。

(3)冶煉出鉻鎳鐵水：將烘干后的1000kg扁圓球體塊狀物按照扁圓球體塊狀物70-80％、焦炭18-25％、螢石2-5％的比例加入到回轉(zhuǎn)爐中冶煉，例如，扁圓球體塊狀物1000kg，焦炭225kg，螢石25kg，該回轉(zhuǎn)爐在全氧燃燒狀態(tài)下熔煉，全氧燃燒技術(shù)使用100％氧氣和天然氣，當(dāng)然，燃料還可以是油等其他燃料介質(zhì)，氧氣燃燒器火焰的理論燃燒溫度可以達(dá)到2000℃以上，通過火焰的輻射熱以及耐火材料吸熱后對(duì)爐料的傳熱，爐料中的貴金屬被還原出來(lái)，形成鉻鎳鐵水，熔煉時(shí)間為40-60分鐘，天然氣流量150-250Nm3/h，出鐵溫度大于1400℃。當(dāng)全部扁圓球體塊狀物熔煉還原結(jié)束，回轉(zhuǎn)爐內(nèi)爐渣 和金屬溶液分離，金屬溶液通過回轉(zhuǎn)爐出鐵口倒入鐵水包中熱送到電爐/AOD爐，或鑄成鉻鎳鐵塊作為不銹鋼冶煉的原料使用，回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣最終通過爐口倒入渣包內(nèi)。

其中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：

200系列不銹鋼除塵灰冶煉出來(lái)的鉻鎳鐵水質(zhì)量百分比為：C：3～5％，Si：0.5～1.0％，Mn：0.5～1.5％，Cr：10～20％，Ni：0.5～2％，其余為Fe。

300系列不銹鋼除塵灰冶煉出來(lái)的鉻鎳鐵水質(zhì)量百分比為：C：3～5％，Si：0.5～1.0％，Mn：0.5～1.5％，Cr：10～20％，Ni：3～7％，其余為Fe。

因此，該方法的實(shí)施具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

利用該冶煉方法生產(chǎn)成本低、效率高，鐵水鉻、鎳含量高，每天最多可處理200噸不銹鋼除塵灰。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法，參見圖1，該方法的具體步驟為：

(1)制備不銹鋼除塵灰混合料：不銹鋼除塵灰混合料的組分及重量百分比組成為：不銹鋼除塵灰71～80％、焦粉4～8％、石灰粉3～5％、水13～16％，例如：不銹鋼除塵灰混合料的組分及重量百分比組成為：不銹鋼除塵灰75％、焦粉8％、石灰粉4％、水13％，不銹鋼除塵灰為含鎳不銹鋼除塵灰，該含鎳不銹鋼除塵灰要求灰塵粒度最大為1mm，70％以上為粉末狀，焦粉的主要指標(biāo)為：灰分≤16％，揮發(fā)分≤2.5％，硫分≤0.8％，水分≤15％，粒度范圍含量≥90％，將上述原料配料完成后在混料裝置中充分?jǐn)嚢杌靹?，即制成不銹鋼除塵灰混合料。

(2)壓球烘干：將不銹鋼除塵灰混合料輸送至壓球機(jī)，壓成外形尺寸小于30mm的扁圓球體塊狀物，例如壓成外形尺寸為20mm的塊狀球團(tuán)，然后將扁圓球體塊狀物烘干，達(dá)到強(qiáng)度1000N/球塊。

(3)冶煉出鉻鎳鐵水：將烘干后的1000kg扁圓球體塊狀物、280kg焦炭、53kg螢石加入到回轉(zhuǎn)爐中冶煉，該回轉(zhuǎn)爐在全氧燃燒狀態(tài)下熔煉，氧氣 燃燒器火焰的理論燃燒溫度可以達(dá)到2000℃以上，通過火焰的輻射熱以及耐火材料吸熱后對(duì)爐料的傳熱，爐料中的貴金屬被還原出來(lái)，形成鉻鎳鐵水，熔煉時(shí)間為50分鐘，天然氣流量220Nm3/h，出鐵溫度大于1400℃。當(dāng)全部扁圓球體塊狀物熔煉還原結(jié)束，回轉(zhuǎn)爐內(nèi)爐渣和金屬溶液分離，金屬溶液通過回轉(zhuǎn)爐出鐵口倒入鐵水包中熱送到電爐/AOD爐，或鑄成鉻鎳鐵塊作為不銹鋼冶煉的原料使用，回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣最終通過爐口倒入渣包內(nèi)。

本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及一種使用回轉(zhuǎn)爐將不銹鋼除塵灰冶煉成鉻鎳鐵水的方法，該方法流程圖參見圖1，該方法的具體步驟為：

(1)制備不銹鋼除塵灰混合料：不銹鋼除塵灰混合料的組分及重量百分比組成為：不銹鋼除塵灰不銹鋼除塵灰72～80％、焦粉5～10％、水玻璃15～18％，例如，不銹鋼除塵灰混合料的組分及重量百分比組成為:不銹鋼除塵灰不銹鋼除塵灰75％、焦粉8％、水玻璃17％。不銹鋼除塵灰為含鎳不銹鋼除塵灰，該含鎳不銹鋼除塵灰要求灰塵粒度最大為1mm，70％以上為粉末狀，焦粉的主要指標(biāo)為：灰分≤16％，揮發(fā)分≤2.5％，硫分≤0.8％，水分≤15％，粒度范圍含量≥90％，將上述原料配料完成后在混料裝置中充分?jǐn)嚢杌靹?，即制成不銹鋼除塵灰混合料。

(2)壓球烘干：將不銹鋼除塵灰混合料輸送至壓球機(jī)，壓成外形尺寸小于30mm的扁圓球體塊狀物，例如，壓成外形尺寸為25mm的扁圓球體塊狀物，然后將扁圓球體塊狀物烘干，達(dá)到強(qiáng)度為900N/球塊。

(3)冶煉出鉻鎳鐵水：將烘干后的1000kg扁圓球體塊狀物、335kg焦炭、70kg螢石加入到回轉(zhuǎn)爐中冶煉，該回轉(zhuǎn)爐在全氧燃燒狀態(tài)下熔煉，氧氣燃燒器火焰的理論燃燒溫度可以達(dá)到2000℃以上，通過火焰的輻射熱以及耐火材料吸熱后對(duì)爐料的傳熱，爐料中的貴金屬被還原出來(lái)，形成鉻鎳鐵水，熔煉時(shí)間為50分鐘，天然氣流量220Nm3/h，出鐵溫度大于1400℃。當(dāng)全部扁圓球體塊狀物熔煉還原結(jié)束，回轉(zhuǎn)爐內(nèi)爐渣和金屬溶液分離，金屬溶液通過回轉(zhuǎn)爐出鐵口倒入鐵水包中熱送到電爐/AOD爐，或鑄成鉻鎳鐵塊作為 不銹鋼冶煉的原料使用，回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的爐渣最終通過爐口倒入渣包內(nèi)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。