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

用改性铁炼钢的方法
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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