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一步炼钢法制造技术

技术编号:1772280 阅读:343 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种改进的钢铁生产方法,它用整体块料代替散装炉料,用煤代替焦炭,使冶炼过程中,炉料间的还原性和透气性之间的矛盾得以解决,并可预先人为调节其关系,加速了冶炼过程.本发明专利技术改变了传统的金属冶炼工艺,将钢铁生产中的炼铁和炼钢两道工序合为一步,从而减少了热量消耗,缩短了生产周期,降低了成本,贫矿及含杂质高的次矿均可入炉.该法还使炉壁烧蚀小,炉龄寿命延长.(*该技术在2007年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改进的炼钢法,特别是由矿石一次冶炼成钢的小型熔炉金属冶炼法,属钢铁的冶炼
现在,一般炼钢的工艺都是先把煤炼成焦炭,再以焦炭为发热剂、还原剂,将矿石和烧结矿(或球团矿)冶炼成铁,再经炼钢工序将铁冶炼成钢。按照这种传统工艺,原料要经过多次加热冷却过程,消耗很多焦炭,浪费大量热能。同时,对普通冶炼工艺来说,炉料均为散装,炉料的透气性和还原性之间存在着矛盾。当矿石粒度过小或不均匀时,将恶化料柱的透气性,导致炉况不顺;粒度过大,透气性好,又会降低还原速度,增加焦比。而且,既然是散装料,伴随着炉料的下降,会发生炉料分布不均、或“棚料”现象;或者由于鼓风气流分布不均、出现“沟流”现象。且炉壁处的气流速度高于中心处的气流速度,而使炉壁烧蚀严重。本专利技术的目的是将传统的散装矿料改进为整体矿料,以使炉料的分布能够予先得以控制,人为地调节料柱的透气性和还原性之间的矛盾。这就可以取消消炼焦工序,直接使用煤粉代替。大大缩短炼铁、炼钢整个生产周期,提高热量利用率,降低成本。本专利技术的目的是以如下方式实现的。将冶炼所选配的原料,包括铁矿粉、燃料、助熔剂等粉碎成粉,制成蜂窝状块料,加料即为将整块块料装入熔炉,使上下层孔与孔对准,以保证气流自炉底到炉顶的畅通。由于使用蜂窝状块料,冶炼过程中所必需的还原性和透气性能要求均能得到保证。因此,可以很容易用煤代替焦炭。以下将以小型熔炉为例详述本专利技术之方法。把无烟煤(或烟煤,当然也可以利用焦炭)和铁矿石粉碎为0.1-1毫米的颗粒,然后与助熔剂,即石灰粉和白云石粉拌匀,用蜂窝机制成蜂窝状块料。该料要求碱度为1.2-1.5,煤重∶矿粉重=1∶3-6,加水10-30%,块料强度为15-60kgf/cm2,做成后,凉干或烘干备用。将这种块料装入熔炉内,孔与孔对准,装料完毕后,用少量焦炭引燃,以便快速提高炉温。在整个生产过程中块料将匀速下降,只需在炉子顶部续料即可。冶炼过程中的炉层分布为,最上层为予热层,其次为烧结层,再次为还原层,最下层即为过热氧化层。在予热层内,蜂窝料被予热,蒸发掉残余水分,块料下降到烧结层后,由于煤粉和铁矿石粉粒度小,接触面积大,由料孔上升的CO气体和热空气迅速予热煤粉和矿石,并进行直接还原反应即煤直接还原铁矿石为FeO和间接还原反应,即CO还原铁矿石为Fe3O4·FeO。由于料的粒度小,相对缩小了微孔扩散阻力,再加上料孔内气体流速大,形成剧烈湍流,相对增大了气体扩散速度,所以反应速度非常快。当烧结料进一步下降到还原层后,则烧结矿进一步被还原为铁,同时铁和渣子熔为液体,沿料孔下流。铁水在料孔内下落的过程中,受到孔内含氧热气流的激烈吹炼,起到脱碳,脱硫,脱磷的作用。所以,每一个料孔就相当于一个小炼钢炉。就是在同一块料内,烧结、还原铁、脱碳、脱硫、脱磷同时存在。在料孔内,铁水进行的是脱碳、脱硫、脱磷的氧化炼钢反应在料孔边缘处,进行的是烧结矿还原为铁的反应,在孔与孔之间的中间带,由于温度较低。气体扩散较困难,所以进行的是烧结反应。这种料解决了粒度与通风之间的矛盾,且料孔是固定的,不存在布料不匀,气流分布不匀等问题,“炉壁效应”很小,或者基本不存在。蜂窝状块料上布满了许多通气孔,其孔径为2-8cm,孔壁厚为2-8cm,当块料直径为1-3米时,块料的高度可选为10-50cm。块料上应有保证料孔对正的标志。蜂窝状块料的外廓可以为园柱形,也可以是多棱柱形。当外廓尺寸较小时,可以制成一个整块。否则,可以把它分解为多个扇柱形或多棱柱形(如三角柱体、长方体或其它多棱柱形),在向熔炉内装料时,再将其拼装在一起。采用本专利技术工艺,可以将炼焦炼铁和炼钢三道工序合为一起,从根本上改变了传统的钢铁生产工艺,避免了多次冶炼所消耗的热量,缩短了最终产品的生产周期,降低了成本。采用本专利技术所消耗的煤比为0.6/吨钢,按现在煤与焦炭的价格比为1∶4计算,相当于焦比0.15/吨钢(一般炼铁高炉焦比为0.4-0.6吨/铁),提高高炉利用系数达3.5吨/米3·天(一般高炉利用系数为2-2.5吨/米3·天)。采用本专利技术后,因料柱内气流分布均匀,所以炉壁烧损小,炉龄长,贫矿及含硫、磷等杂质高的次矿均可利用。冶炼出的成品钢,已通过了冶金科研部门的检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼钢方法,它将一定粒径的散装原材料,包括铁矿石、燃料、助熔剂等,分层装入熔炼炉内,经炼铁及炼钢工序后,获得一定成分和温度的液态金属,最后浇注成金属坯锭,其牲征在于铁矿石、燃料、助熔剂等原材料予先粉碎成粉,并制成蜂窝状块料入炉冶炼。

【技术特征摘要】
1.一种炼钢方法,它将一定粒径的散装原材料,包括铁矿石、燃料、助熔剂等,分层装入熔炼炉内,经炼铁及炼钢工序后,获得一定成分和温度的液态金属,最后浇注成金属坯锭,其特征在于铁矿石、燃料、助熔剂等原材料予先粉碎成粉,并制成蜂窝状块料入炉冶炼。2.根据权利要求1所述的炼钢方法,其特征在于燃料为煤或焦炭。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员:张星辰王天飞
申请(专利权)人:张星辰王天飞
类型:发明
国别省市:13[中国|河北]

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