本发明专利技术涉及一种用含铁物料连续生产钢水的工艺，熔炼钢炉内先形成熔池，喷吹含碳物料和氧气，形成泡沫渣；含铁物料和熔剂被加入到熔炼炉内被熔化还原，钢水中吹入氧气降低钢水中碳含量，提高钢水温度，产生的ＣＯ气体搅拌钢水；吹入高温氧气或富氧空气，与熔炼炉产生的ＣＯ燃烧；钢水通过虹吸口连续流入吹氧炉，并加入少量熔剂到吹氧炉内造渣脱硫、脱磷，用插入式氧枪吹氧进一步调整钢水中的Ｃ含量和温度，以获得钢水直接供ＬＦ或ＲＨ精炼炉。本发明专利技术的生产率高，用一座悬浮预还原炉、熔炼炉、吹氧炉组成的连续炼钢设备实现了从矿石或含铁物料直接生产钢水，节省设备和基建投资、节约土地、简化物流，易于生产的连续化和自动控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢的连续生产工艺，尤其涉及一种用含铁物料连续生产钢水的工艺，属钢 铁冶金
技术介绍
炼钢按工艺流程可分为短流程和长流程两种形式。短流程即以废钢、直接还原铁(DRI、 海绵铁)等为原料，通过电炉瑢化、氧化成粗钢水，经精炼炉炼出成品钢，不需要焦炭， 采用最普遍的是以天然气为还原剂的MIDREX、 HYL法以及煤为还原剂的回转窑法、竖炉法、 转底炉法等，但仍然需要铁矿粉造块或造球工序，而且需要丰富的天然气资源，煤基回转 窑法生产效率低，转底炉法如I丽ETC0工艺、FASTMET工艺和IRON DYNAMICS工艺、COMET 工艺等规模难以扩大。长流程是从铁矿石、烧结(或球团)、炼焦、高炉炼铁、转炉吹炼成粗钢水，再经精炼 炉炼钢。焦炭是长流程不可缺少的最重要的原料，由于炼焦煤资源有限，焦煤仅占煤总量 的5—10%，现有技术可经济开发的焦煤只占1.5 4%，使依赖炼焦煤的长流程面临煤资源 匮乏而无发生产的局面。长流程规模庞大，投资高，占用土地面积大，生产周期长，吨钢 能耗高，环境污染严重，尤其是炼焦系统的污染，是传统长流程无法克服的弊端。熔融还原主要是用非焦煤生产铁水-转炉炼钢流程工艺方法，主要有C0REX、 FINEX、 AUSIR0N、 HISMELT、 DI0S、 R0MELT、 CCF、 AISI、 CLEANMELT等，大多数熔融还原工艺还处 于研发阶段，只有C0REX炼铁工艺建成了 5条生产线，在浦项、南非、印度等一些厂已经 运行了十年以上，尤其是南非的C0REX-2000， C0REX实现了吨煤生产2吨铁的目标，在能 耗上可与现代高炉炼铁竞争。HISMELT工艺巳经开发成熟，在澳大利亚昆纳纳建设了一座 80万吨的工厂，目前正在试运行，SRV融熔还原炉生产出的只是C含量4。/。左右铁水，不 能直接生产出满足炼钢精炼工艺C含量小于0.1%的要求。专利CN02116882.2提出一种煤-铁矿微波还原-电炉直接炼钢方法及设备，生产效率低， 难以规模化生产；专利CN96120923.2公开的是一种直接炼钢和炼铁用冷固球团的工业生产 方法，并非连续炼钢；专利CN86105494公开的褐煤预还原矿石直接炼钢轧材，是将矿石先 制成海棉铁，再由电炉炼钢，再轧成钢材，能源利用效率和生产效率低；专利 CN200610040303.1是用感应炉直接炼钢的方法，能耗高、生产效率低；专利 CN200610040696.6是用铁矿粉与无烟煤粉的混合料块利用转炉直接炼钢方法和专利 CN200610040838.9是用氧化铁皮与无烟煤粉的混合料利用电炉直接炼钢方法以及专利 CN87101210 —种铁矿石直接炼钢的方法是指由铁精矿、非焦煤和溶剂做成的未经任何还原的冷固结球团，加到现代工业炼钢炉中炼钢的方法，铁矿石还原效率低，能耗高，生产效 率低；专利CN92113519.X用矿石直接炼钢的方法及设备，是先将矿石用还原气体还原成海 棉铁，然后将高温海绵铁在与外界大气隔离的情况下送入熔化室内熔化，再加入造渣剂去 除有害元素的方法，能耗高，生产效率低，未见到产业化的报道。专利CN86106417高炉连续炼钢与制钢生产的连续化，提出改进高炉用纯氧和加压气化 煤气作燃料和还原剂直接炼成钢的方法，仍然未去掉烧结、球团等工序，未见到产业化的 报道。专利CN87104957.0槽式炉连续炼钢工艺及设备，设前炉、槽式炉和后炉的一种连续 炼钢工艺，所用原料仍然是高炉铁水，效率低，成本高。专利CN88107113.7连续炼钢法， 是描述如何加助熔剂把炉渣调整到某一成分的一种炼钢法，并非连续炼钢工艺方法。专利 CN01129996.7描述的只是一种向连续炼钢电炉内加铁水的装置。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术充分利用了悬浮预还原炉所提供的金属化率85% 97% 的预还原铁矿石等含铁物料微粉，由矿石等含铁物料直接生产出C含量0. 01% 0. 40%的供 精炼炉用的钢水，提供一种全新的连续炼钢工艺。本专利技术提出一种全新的连续炼钢工艺，将铁矿石等含铁物料加工成微粉，利用悬浮预 还原炉预还原后，加入熔炼炉被充分搅动的含有高温碳粉的泡沫渣中快速熔化成钢水，少 部分未还原含铁物料变成液态铁氧化物被泡沫渣中的碳快速还原得到钢水。预还原的含铁 物料的熔化和还原反应全部在渣中完成，避免了含碳物料大量进入钢水中造成钢水大量增 碳变成铁水。熔池氧枪插入虹吸口前面的钢水中，可对钢水实施吹氧进一步降低钢水中的 碳含量，同时提高钢水的温度、产生的CO气体对熔炼炉熔池起到搅拌作用。钢水由虹吸出 钢口流到吹氧炉，在吹氧炉中对钢水作进一步降碳和提高钢水温度操作，以获得所需碳含 量和温度要求的钢水，直接供炼钢精炼炉。还原反应产生的CO部分用于熔炼炉二次燃烧， 以补偿熔炼炉所需的热量，部分经吸附C02后用于悬浮预还原炉作还原剂或做为吹氧炉加热 用燃料。本专利技术提供一种连续炼钢工艺，包括如下步骤1) 熔炼钢炉内预先形成一个钢渣混合的熔池，温度为1450°C 1550°C;2) 向钢渣中喷吹含碳物料和氧气，形成泡沫渣；3) 含铁物料和熔剂被加入到熔炼钢炉内，加入的含铁物料很快被熔化成钢水进入渣中， 部分未被预还原的含铁物料被渣中的高温含碳物料还原成钢水；4) 同时加入熔剂造渣，对钢水脱硫、脱磷，从而得到合格钢水；5) 向熔炼炉渣层上方的空间内吹入1200 125(TC的高温氧气或富氧空气，与熔炼炉产 生的CO燃烧，燃烧产生的高温传至渣面，加速含铁物料和熔剂的熔化；6) 熔炼炉熔池氧枪插入虹吸口前面的钢水中，可对钢水实施吹氧进一步降低钢水中的碳含量，同时提高钢水的温度、产生的CO气体对熔炼炉熔池起到搅拌作用；7)无渣钢水通过虹吸口连续流入吹氧炉，加入熔剂到吹氧炉内造渣脱硫、脱磷，渣碱 度控制在3.0 3.5范围内，用插入式氧枪适量吹氧进一步调整钢水中的C含量和温度，以 获得C含量0. 01 0. 40%的钢水，直接供LF或RH精炼炉。优选的，步骤1)中渣层厚度为550mra 700mm。预还原的含铁物料的熔化和还原反应全 部在渣中完成，避免了含碳物料大量进入钢水中造成钢水大量增碳变成铁水。优选的，步骤2)所述含碳物料是煤粉、焦粉、天然气、可燃冰、焦炉煤气、发生煤气 等中的一种或几种，含碳物料用N2或熔炼炉产生的C0气体作载气的喷枪喷入。可燃冰是天 然气水合物，是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等)下， 由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质，外观像冰。优选的，步骤2)中含碳物料枪与氧枪是可更换的，上下并列布置，含碳物料枪吹到渣 的中上部，氧枪吹到渣层的中部；向渣层中吹入适量的氧气主要是燃烧含碳物料以提供熔 化含铁物料所需热量，同时控制钢渣界面处渣中的含碳量，减少渣向钢水中增C。优选的，步骤3)所述含铁物料选自含铁矿石、氧化铁皮、含铁粉尘、和/或含铁尘泥中 的一种或几种；优选的，含铁物料细磨成10到40微米含铁微粉，和熔剂通过串罐式布料器加入到渣 层沸腾区，或用N2或CO气体作载气的喷枪喷入。优选的，含铁物料细磨成10到40微米含铁微粉，在悬浮预还原炉得到金属化率85 97%的预还原含铁物料，700 110本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种连续炼钢工艺，包括如下步骤： １）熔炼钢炉内预先形成一个钢渣混合的熔池，温度为１４５０℃～１５５０℃； ２）向钢渣中喷吹含碳物料和氧气，形成泡沫渣； ３）含铁物料和熔剂被加入到熔炼钢炉内泡沫渣中，加入的含铁物料被熔化成钢水进入渣中，部分未被预还原的含铁物料被渣中的高温含碳物料还原成钢水； ４）同时加入熔剂造渣，对钢水脱硫、脱磷，从而得到硫、磷含量＜０．０１０％的钢水； ５）向熔炼炉渣层上方的空间内吹入１２００～１２５０℃的高温氧气或富氧空气，与熔炼炉产生的ＣＯ燃烧，燃烧产生的高温传至渣面，加速含铁物料和熔剂的熔化； ６）熔炼炉熔池氧枪插入虹吸口前面的钢水中，可对钢水实施吹氧进一步降低钢水中的碳含量，同时提高钢水的温度、产生的ＣＯ气体对熔炼炉熔池起到搅拌作用； ７）无渣钢水通过虹吸口连续流入吹氧炉，加入熔剂到吹氧炉内造渣脱硫、脱磷，渣碱度控制在３．０～３．５范围内，用插入式氧枪吹氧进一步调整钢水中的Ｃ含量和温度，以获得Ｃ含量０．０１～０．４０％的钢水，直接供ＬＦ或ＲＨ精炼炉。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董杰，李丰功，王学斌，王博，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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