CN1187458C - 用改性铁炼钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用改性铁炼钢的方法，属于钢铁冶金技术领域。所述改性铁由高炉铁水和粒状铁氧化物组成，其配比为(重量%)：高炉铁水70～80%，粒状铁氧化物20～30%。所述炼钢方法为：采用所述改性铁配加生铁、废钢进行炼钢，配加比例为(重量%)：改性铁20～100%，余为生铁、废钢。布料时，改性铁随第一批料一次性全部加入，加入位置应处于炉子的底部，生铁、废钢分批加入；在熔化期：送电5分钟后开始吹氧助熔；氧化期吹氧采用深吹脱碳法；供氧压力不超过0.6MPa。本发明能以改性铁代替生铁或废钢，生产出合格的钢水。
Description
本发明涉及一种用改性铁炼钢的方法，属于钢铁冶金技术领域。
电炉炼钢的产量已占世界总钢量的30％，传统电炉炼钢的主要原料是废钢，随着电炉炼钢的迅速发展，废钢资源出现严重短缺，对电炉炼钢的生产造成一定的影响；同时废钢的价格高，制约着炼钢吨钢成本的进一步降低。CN1228479A公开了一种以全生铁配加铁球团矿作氧化剂的炼钢方法，解决了炼钢原料来源问题，但是该方法存在以下缺陷：1、铁球团矿与生铁混合入炉生产的炼钢工艺，不能保证铁球团矿中氧与生铁的碳进行充分的反应，脱碳效果不理想；2、铁球团矿作为氧化剂配加5～20％的比例不能完全脱去生铁中的碳，这是因为炼钢生铁中含有硅、锰等还原性较强的元素，在冶炼时优先被氧化要消耗一部分氧化剂—铁球团矿，而剩余的铁球团矿作为氧化剂不能完全脱去生铁中的碳；3、由于铁球团矿的熔点比生铁低，比重小，在熔化期优先熔化并飘浮在钢液的上面，造成碳氧反应的界面小，使碳氧反应不能充分进行；此外，飘浮在钢液表面的铁球团矿随着脱磷、脱硫的排渣而排出，造成氧化剂的损失，也损失了一部分铁素。
本发明的目的是提供一种用改性铁炼钢的方法。采用本发明方法能以改性铁代替生铁或废钢，生产出合格的钢水。
本发明的目的是这样实现的：
所述改性铁由高炉铁水和粒状铁氧化物组成，其配比为(重量％)：高炉铁水70～80％，粒状铁氧化物20～30％。根据高炉铁水的成份范围，在铸铁时加入粒状铁氧化物，使生铁中碳与铁氧化物中的氧成理论平衡，生产出铁与铁氧化物固溶、铁氧化物在铁中均匀分布的改性铁，根据电炉炼钢的要求铸造成合适重量的料块。
所述铁氧化物为粒度5～50mm的铁烧结矿、铁球团矿或块矿的任一种。
所述改性铁制造方法为：
采用高炉铁水，根据所述高炉铁水的成份范围，在铸铁时加入所述粒状铁氧化物，高炉铁水与粒状铁氧化物的配比为(重量％)：高炉铁水70～80％，粒状铁氧化物20～30％；使生铁中碳与铁氧化物中的氧成理论平衡。所述铁水与铁氧化物的加入顺序可采用下述两种方式：
1.在铁水铸模中加入全部铁氧化物，然后浇铸铁水，在铁水完全凝固之前，将铁水与铁氧化物混合均匀，使铁氧化物包裹在铁水中，铁水凝固后，便生成所述改性铁。
2.在铁水铸模中先浇铸40～60％的铁水，然后加入全部铁氧化物，在铁水凝固之前，浇铸剩余的铁水，将铁水与铁氧化物混合均匀，使铁氧化物包裹在铁水中，铁水凝固后，便生成所述改性铁。
所述炼钢方法为：
1.采用所述改性铁配加生铁、废钢进行炼钢，配加比例为(重量％)：改性铁20～100％，余为生铁、废钢；
2.布料时，电炉炼钢的钢铁料一般分数批加入，配加改性铁炼钢时，改性铁随第一批料一次性全部加入，加入位置应处于炉子的底部，生铁、废钢分批加入；
3.熔化期：送电5分钟后开始吹氧助熔，若用一支氧枪吹氧则采用深吹，若用两支氧枪吹氧则一只深吹、一只割料；
4.氧化期：吹氧采用深吹脱碳法；
5.供氧压力不超过0.6MPa。
所述改性铁由于碳氧达到理论上的平衡，保证了冶炼时脱碳反应对氧的要求。理论计算时，充分考虑硅、锰反应耗氧。
所述改性铁由于铁与氧化物固溶，氧化物在铁中呈均匀分布，在熔化过程中，铁与铁氧化物反应伴随熔化进行，从而克服了CN1228479A中存在的在冶炼熔化期部分铁球团矿先熔化后未进行脱碳反应，而随着脱磷、脱硫排渣而排出，造成的脱碳反应不充分熔渣碳含量过高的问题。
所述改性铁铁与氧化物固溶，使改性铁的熔点比生铁降低。所述改性铁配加生铁或废钢冶炼时，在冶炼熔化期改性铁首先熔化，形成以改性铁为主的液态熔体层，改性铁中的碳与铁氧化物的氧在熔池内反应产生氧化碳气泡，促进了液态熔体向未熔化混合料的传热，提高了熔化速度，缩短了熔化期，从而降低了电耗。
下面结合实施例对本发明内容作进一步说明：
实施例：
(1)、铁水成份：C 4.5％，Si 0.85％，Mn 0.12％，余为铁；
(2)、铁球团矿主要成份：TFe 57.41％，FeO 0.80％；
(3)、铁水与铁球团矿之比为：77.8：22.2。
铁球团矿粒度为5～50mm。
在铁水铸模中先浇铸50％的铁水，然后加入全部铁球团矿，在铁水凝固之前，浇铸剩余50％的铁水，用压入设施在铁水铸模上部压制，使铁氧化物包裹在铁水中，铁水凝固后，便生成所述改性铁。
在20吨电炉中以上述改性铁配加生铁、废钢为原料进行了冶炼试验，使用上述改性铁5000多吨，配加比例分别为：改性铁30％、40％、50％；布料时，电炉炼钢的钢铁料分三批加入，改性铁随第一批料一次性全部加入，加入位置处于炉子的底部，生铁、废钢分批加入；熔化期：送电5分钟后开始吹氧助熔，用一支氧枪吹氧，采用深吹；氧化期：吹氧采用深吹脱碳法；供氧压力不超过0.6MPa。
试验数据如下：
1.分配比比较
| 项 目 | 总重t | 改性铁t | 废钢t | 生铁t | 铁水t | 成锭t |
| 改性铁配加上30％ | 24.27 | 7.46 | 9.75 | 5.6 | 1.45 | 20.78 |
| 改性铁配加上40％ | 25.12 | 9.64 | 9.07 | 5.25 | 1.16 | 21.40 |
| 改性铁配加上50％ | 25.46 | 12.69 | 8.25 | 3.92 | 0.58 | 21.52 |
| 普通生产 | 24.88 | 15.32 | 9.5 | 22.11 |
2.技术指标比较
| 项 目 | 冶炼时间min/炉 | 电耗kwh/t | 钢铁料消耗kg/t | 溶清碳％ | 成本降低(元/吨) |
| 改性铁配加上30％ | 141 | 461 | 1125 | 0.74 | 25.89 |
| 改性铁配加上40％ | 157 | 450 | 1120 | 0.75 | 19.72 |
| 改性铁配加上50％ | 155 | 452 | 1112 | 0.71 | 35.29 |
| 普通生产 | 145 | 472 | 1125 | 0.51 |
试验情况如下：
1.熔清碳能满足工艺要求，与一般配加废钢相比略有偏高，有利于支除钢中气体，符合目前电炉生产趋势；
2.熔化期成渣早，有利于埋弧，可以减少钢液吸氮；
3.熔化期及氧化期炉渣泡沫化良好，流动性好，对脱磷、脱硫、去除夹杂有明显的优越性；
4.还原期操作与普通生产工艺一样；
5.用改性铁后，电耗有所下降；
6.试验期间，成品成份全部合格；
7.用改性铁后，生产成本显著下降；
8.采用改性铁后，与一般生铁生产相比氧气消耗量下降。
从试验结果可以看出：本发明炼钢用改性铁及其制造方法能够满足电炉炼钢的冶炼要求，能够实现代替生铁、废钢炼钢，符合工业化大生产的应用条件，具有广泛的推广价值。
Claims (1)
1、一种用改性铁炼钢的方法，所述改性铁由高炉铁水和粒状铁氧化物组成，其配比为(重量％)：高炉铁水70～80％，粒状铁氧化物20～30％，根据高炉铁水的成份范围，在铸铁时加入粒状铁氧化物，使生铁中碳与铁氧化物中的氧成理论平衡，生产出铁与铁氧化物固溶、铁氧化物在铁中均匀分布的改性铁，根据炼钢的要求铸造成合适重量的料块，所述铁氧化物为粒度5～50mm的铁烧结矿、铁球团矿或块矿的任一种，其特征在于所述炼钢方法为：
(1).采用所述改性铁配加生铁、废钢进行炼钢，配加比例为(重量％)：改性铁20～100％，余为生铁、废钢；
(2).布料时，改性铁随第一批料一次性全部加入，加入位置应处于炉子的底部，生铁、废钢分批加入；
(3).熔化期：送电5分钟后开始吹氧助熔，若用一支氧枪吹氧则采用深吹，若用两支氧枪吹氧则一只深吹、一只割料；
(4).氧化期：吹氧采用深吹脱碳法；
(5).供氧压力不超过0.6MPa。
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