转炉炼铁法制造技术

一种在含有初始铁水的转炉中由铁质原料炼铁的方法，在炼制期向其中至少引入燃料、含氧气体和铁质原料，反应气体在熔体上方空间内二次燃烧且将生成热传向铁水池，在炼制期后将部分铁水排放，而其余铁水保留在转炉中用于下一炼制期，其特征在于，初始铁水重量占炼制期后排放前转炉中铁水量的１０％－６０％，且在炼制期向转炉气体空间向铁水连续供给铁质原料，同时将含氧≤５０％含氧气体连续吹向熔体表面。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在含有初始铁水的转炉中由铁质原料炼铁的方法，在炼制期向其中至少引入燃料、含氧气体及铁质原料，反应气体在转炉熔体上方的气体空间与氧化气体二次燃烧且将生成的热传向铁水池，炼制期过后将部分铁熔体排放而另一些作为初始铁熔体保留在转炉中用于下一炼制期。当今在钢铁工业炼铁方面的研究主要趋向在于无焦炭冶金。在将来的由铁矿开始的熔融还原炼铁法中，将用煤替代焦炭作为能源载体和还原剂。熔炼铁的另一方式为使用含铁原料，如废钢，并通过类似的使用碳质燃料调节排放熔体至所需的碳含量。后一方法也包括对炼钢中提高废钢熔炼能力的量度。对主要于中试阶段熔融还原法的综述可见公开文献“Entwicklungslinien der Schmelzreduktion”，Stahl und Eisen 109(1989)，no.16，第728-742页。熔融还原法通常用一熔料气体发生器进行，在其中将煤与氧供入铁熔体以补偿能量平衡，然后将所得反应气体CO和H2用于在前的矿物还原设备，来完全或部分地还原铁矿。然后在多数情况下将此预还原物料直接供入该熔料气体发生器。只有Hlsmelt法操作时在熔融还原容器的自由气体空间内具有高的反应气体二次燃烧率，因而达到尤为有利的能量平衡而不产生过剩的高能废气。“Stand der Verfahrenstechnik für das Einschmelzen von schrott mit fossiler Energie”，Stahl und Eisen 110(1990)，no.7，第109-116页一文讲述了使用矿物能量载体提高炼钢中对废钢熔炼能力的各种可能性。该文献不仅解释了不同燃烧器体系的应用及废钢预热方法，还解释了改善热平衡的反应气体的二次燃烧。德国专利no.3607777涉及在精炼容器中用废钢炼钢的方法，其中含碳固体燃料通过低于钢水浴表面的风口及顶吹装置吹入，而含氧气体用做反应剂，且通过二次燃烧，气体反应产物进一步利用了含碳固体燃料的热值。该方法的特征在于逸出的气态反应产物以已知的方式与预热的空气二次燃烧，且在废钢熔化期的二次燃烧度调控在60-70%。该精炼容器为类似于电炉的平炉容器。该专利指出，在熔化期的二次燃烧度为60-70%，而在熔炼期为40-60%。热量再传递的效率约为80%，造成超升温约200℃的废气。这一废气温度的升高未被认为是对该精炼容器耐火炉衬的过量负荷。如德国专利申请no.2723857等的早期专利申请，也记述了提高炼钢熔体能量水平的方式。此份申请方法的特征在于，使固体、含碳物料在熔体表面之下通入熔体，并使氧化气体通入容器与该含碳物料反应而放热。此方法的进行没有反应气体的二次氧化，但在精炼操作期间固体、含铁物质是连续加入的。许多已知的熔融还原法中的一种为德国专利no.3318005。在该自矿物炼铁的方法中，铁-氧化合物在矿料还原容器中，被来自熔化容器的反应气体基本还原，且随后此预还原矿被供入熔化容器，并由加入的含碳燃料和氧气将其熔化，该方法中反应气体在送往矿料还原容器的途中被冷却，该方法的特征在于自铁水中逸出的反应气体在熔化容器中部分发生二次燃烧，生成热大部分传向铁水，且反应气体被同时还原该反应气体的还原剂冷却。熟悉该全部先有技术各细节且特别是所述及文献的专业人员可看出，这类方法还表现出明显的缺陷之处。这一观点适合于自铁矿无需焦炭炼铁的熔融还原法，和熔化代用含铁原料(特别是废钢)两者。该缺陷与似是而非的冶金事务的关系，不如与这些新近已知炼铁法的经济性及操作上可靠的应用性的关系更为密切。对这些方法的经济性及可行性产生疑问的事实根据是，至今它们之中没有一种方法进入了工业性实施。在所述的60-70%的高二次燃烧度下，用预热空气使生成热向熔体再传递效率约为80%，导致废气温度提高约200℃。废气温度在约1500℃-1600℃的熔体温度基础上提高200℃，使得转炉气体空间的炉衬过早损耗，从而提高了耐火衬成本，在运转期长时更是如此。仅有一种方法至今已在转炉炼钢的实际操作中被采用;该方法用氧来二次燃烧反应气体，且二次燃烧(CO到CO2)度达到20%，这在例如德国专利no.2838983中所提及。用废钢炼钢的专业人员都了解，在称为热熔池面形成期(废钢正在熔化过程中)内的能量平衡是不确定的。这期间能量消耗存在很大波动，除其它原因外，该现象可能与含铁原料的氧化不可控制及所谓吹透性(来自熔池下方风口的介质以无控方式吹过熔体/热熔池面)有关。在热熔池面形成期燃料消耗值的不能适当计算或不具有再现性，便最终导致回到使用熔融生铁上来。如同在转炉法炼钢中那样加入铁质物料。首先将部分量的废钢装入空转炉，开动OBM/KMS转炉的作为燃烧器的底部风口，将废钢有效地预热。继首批废钢之后加入熔融生铁，该生铁作为准生铁来自高炉，或在转炉中预先制备。其量约为每批钢排放重量的70%。然后将矿物燃料和氧吹入装入的铁熔体，来向熔池提供热量。将形成钢水需用的全部量的废钢至少分两部分加到熔体中。这一已知的工艺步骤被用于由废钢炼钢的KS/KMS法中。所用矿物燃料主要为褐煤焦或无烟煤，且为了二次燃烧转炉气体空间内的反应气体，使氧气通过转炉炉罩上的风口流向容器中。所得的消耗量为每吨废钢225Kg煤和约220Nm3氧。在二次燃烧热向熔体再传递效率约为85%时，所得的平均二次燃烧度约为20%。如上文所指出，由固体装料进行的熔融还原和炼钢的冶金法的基本步骤是已知的。然而迄今为止还未能将这些方法推广成为可大规模实施的有经济效益的可靠的工艺。连续地加入诸如预还原矿、海绵铁、废钢块的铁载体在先有技术中，特别是在连续炼钢法中也是已知的。然而这些铁质原料的加入并非通过其中存有高浓度CO2和H2O的空间，这可能是为了避免不期望有的铁的氧化。本专利技术解决的问题基于提供一种在转炉中由铁质原料炼铁的具有经济效益的方法，本方法综合利用了这些已知方法步骤的优点而避免了已知方法的所有缺陷，从而产生实施可靠且具有细节上再现性高而得以用计算机控制大规模操作的特点的炼铁法。这一新方法对于具体地装料和能量载体应是适用而可调整的方案，也为炼钢打下了极好的基础。这一问题的解决在于使初始铁水的重量占炼制期后和部分铁水排放之前转炉中所含铁水重量的10%-60%，并于炼制期将铁质原料通过转炉气体空间连续供向铁水，在此同时将含氧量不高于50%的含氧气体连续吹向熔体表面。本专利技术基于这样一种发现即在含有初始铁熔体的炼铁转炉中，气体，特别是氧和诸如氮和/或氩这种作为固体及矿物燃料的载气之一的惰性作用气体，在熔池表面之下通入，以产生充分的熔池内运动，使得不仅有反应气体CO和H2还有溅沫由熔体中逸向转炉的气体空间。同时，在炼制期，含氧量不超过50%的预热氧化气体通过转炉的气体空间被连续吹向铁水，且块状铁质原料也从上方连续供向转炉中的铁水。炼制期被理解为，从转炉确定喷吹位置时开始，至该容器离开喷吹位置转向等待或排放位置时结束间的一段时间。一旦转炉确定了喷吹位置，燃料(如煤)、氧和/或惰气即在熔池表面之下吹入熔体，以在自身供料的同时提供必要的熔池运动，作为良好的反应气体二次燃烧热传递之先决条件。在由熔池表面之下供入介质的同时，顶吹氧化气体并从上方连续加入铁质原料。在整个炼制期内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在转炉中由铁质原料炼铁的方法，该转炉含有初始铁水，在炼制期间其中至少引入燃料、含氧气体和铁质原料，反应气体在熔体上方的转炉气体空间内与氧化气体二次燃烧且生成热传向铁水池，在炼制期之后将部分铁水排放，而其余的作为初始铁水保留在转炉中用于下一炼制期，其特征在于，初始铁水重量占炼制期后和排放部分铁水之前转炉中所含的铁水量的１０％－６０％，且在炼制期向转炉气体空间连续向铁水供给铁质原料，与此同时将含氧不超过５０％的含氧气体连续吹向熔体的表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K布洛茨曼，
申请(专利权)人：技术资源有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]