用于液体熔融金属的连续脱硫的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于由高炉法或直接还原法提供的铁水的连续脱硫的装置和方法。供的铁水的连续脱硫的装置和方法。供的铁水的连续脱硫的装置和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于液体熔融金属的连续脱硫的装置和方法
专利

[0001]本专利技术涉及用于液体熔融金属的连续脱硫的装置和方法。
[0002]专利技术背景
[0003]今天，世界上大约三分之二的钢通过结合的高炉
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碱性氧气炉(BF
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BOF)途径生产。在这个方法中，在高炉(BF)中铁矿石主要被焦炭还原。这种焦炭还通过与可得的氧(来自热鼓风和FeO)反应来产生所需的热。离开BF的铁水(也称作生铁)含有杂质，在该方法中所述杂质随后必须被去除。在铁水预处理中去除了大部分的硫(有时还有硅和磷)。然后将液体与废料一起加入碱性氧气炉或转炉，在那里通过向熔体上吹入纯氧而将其氧化，并且去除大部分的碳、(剩余的)硅和磷。将产生的钢水从转炉出钢，并在浇铸之前送至二次冶金(SM)钢包处理。这里去除剩余的杂质，并添加合金化元素和脱氧剂。当钢具有期望的化学组成时，将它浇铸成固体钢。图1给出BF
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BOF炼钢方法的示意概述。炼钢方法中以上提到的不需要的杂质之一是硫。在许多情况下硫提高钢的脆性并降低可焊性和耐蚀性。因此，需要去除硫至典型地低于0.015重量％，但是逐渐提高到低于0.005重量％的水平。BF
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BOF炼钢方法中硫的主要来源来自焦炭。即使在炼焦过程中去除了煤中大约40％的硫，焦炭中典型的硫水平仍然约0.5％。铁矿石典型地含有0.01％硫并且仅是炼钢方法中硫的次要来源。在BF
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BOF炼钢方法中存在可去除硫的四个工艺步骤：
[0004]·
BF工艺；
[0005]·
铁水预处理；
[0006]·
转炉工艺；
[0007]·
SM钢包处理。
[0008]在其它主要炼钢方法，电弧炉(EAF)方法(用于30％的世界钢生产)中，选择该方法中使用的废料类型从而控制钢水的硫浓度。SM钢包处理方法与BF
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BOF和EAF炼钢两者相当，并因此如果必要，可发生硫去除。然而，硫去除在EAF方法中不太成为问题，因为它的原材料(废料和/或直接还原的铁)比BF
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BOF方法的原材料(铁矿石、焦炭和煤)含有更少的硫。在BOF方法中转炉中约30％的进料由废料组成，该废料有助于转炉中的液体金属的硫含量(Schrama等人，"Sulphur removal in ironmaking and oxygen steelmaking"，Ironmaking&Steelmaking，第44
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5卷，第333
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343页(2017))。
[0009]供选择的炼铁方法是炼铁方法。这是将铁矿石几乎直接加工成熔融金属(铁水)的用于炼铁的直接还原铁法。该方法结合两个工艺部件，用于矿石熔融和预还原的旋风式转炉(CCF)和其中发生铁水的最终还原阶段的熔融还原容器(SRV)。该方法不需要制造铁矿石团料例如球团和烧结体，也不需要产生高炉法所必要的焦炭。没有这些步骤，HIsarna方法是更加能量高效的并具有比传统炼铁方法更低的碳足迹。因为这个方法使用与BF
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BOF方法类似的原材料(铁矿石、焦炭和煤)，所以从熔融金属去除硫的需求将被预期是相似的。然而，虽然输入硫量在BF和HIsarna中相当，但是HIsarna熔融金属中的硫水平典型地比BF熔融金属更高。这是由在HIsarna方法中的反应室中更具还原性的环境所致。
[0010]HIsarna和BF熔融金属的典型组成，以重量％计
[0011][0012]可通过向铁水添加反应性化合物例如石灰、碳化钙和镁来实现铁水的脱硫。可在四个炼钢工艺步骤的任一个使用石灰。镁通常不用于SM钢包处理中，但仅用于铁水预处理(Schrama等人，Steelmaking,Ironmaking&Steelmaking，第44
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5卷，第333
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343页(2017))。
[0013]来自BF或HIsarna方法的铁水典型地含有对于BF方法而言多达0.03％的硫和对于HIsarna方法而言0.05
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0.015％的硫。在使用高硫煤、焦炭或铁矿石的情况下，它甚至可为更高。对于高品质钢牌号钢而言目前低于0.005％的硫含量是相当典型的，并且趋势是朝向更低的值。
[0014]在所谓的鱼雷车中将来自高炉的熔融金属运输至钢厂。在钢厂中将鱼雷车排空至钢包中。脱硫发生在这些钢包中。几种设计用于这种脱硫，例如Kanbara反应器(KR)。在这种反应器中处理铁水之后可将脱硫的铁水排空至BOF的转炉中用于进一步加工。
[0015]整个钢铁工业中使用的这种方法的本质在于每个钢包由于分批方法而可具有不同的硫含量、温度或总组成。
[0016]填充有铁水的钢包运输通过工厂也是潜在安全危险和生产损失的来源，因为每次运输带来溢出风险、人员风险和过程扰动风险。
[0017]专利技术目的
[0018]本专利技术的目的是提供用于铁水的连续脱硫的装置和方法。
[0019]本专利技术的目的还是提供能够生产具有恒定硫含量的脱硫铁水的装置。
[0020]本专利技术的目的还是提供能够以较低溢出风险、人员风险和过程扰动风险生产脱硫铁水的装置。
[0021]本专利技术的目的还是提供能够生产脱硫铁水的装置，其中在该装置中具有较少的移动零件。
[0022]专利技术描述
[0023]如本文所用的，除非上下文另外明确表明，“一个”、“一种”或“该”的意义包括单数和复数所指物。
[0024]如本文所用的，术语“铁水”旨在意指由高炉、电弧炉中的炼铁方法或由直接炼铁方法产生的铁水。
[0025]如本文所用的，术语“脱硫铁水”旨在意指在铁水(但不包括铁水)和完全脱硫的铁水之间各个脱硫阶段的铁水，即脱硫程度>0％且至多且包括100％。注意到这种完全脱硫的铁水通常不可实现，不过在从(典型地)0.03重量％S开始之后脱硫铁水中低于0.001重量％S的值，其为约97％的脱硫程度。
[0026]如本文所用的，术语“多个”意为两个(2)或更多个。
[0027]如本文所用的，措辞“由多个反应器(A、B、..)组成的装置”旨在包括由两个(A、B)或更多个例如三个(A、B、C)或四个(A、B、C、D)反应器等组成的装置。
[0028]通过包含脱硫反应器(A)或多个连续的脱硫反应器(A、B、..)的铁水脱硫装置获得了一个或多个目的，其中该一个或多个脱硫反应器每个包含从铁水生产设备(1)或从直接在随后的脱硫反应器(B)之前的脱硫反应器(A)接收铁水(2)的进入段(3)，和用于从铁水去除硫的反应段(4)，其中脱硫反应器中的进入段(3)和反应段(4)充当连通器，其中在进入段(3)和反应段(4)之间提供通道(5)以在使用中允许铁水从进入段(3)流动至反应段，其中在进入段中提供用于铁水进入第一或唯一脱硫反应器(A)的供应设备，并且其中在反应段中或在进入段中提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.包含脱硫反应器(A)或多个连续的脱硫反应器(A、B、..)的铁水连续脱硫装置，其中一个或多个脱硫反应器每个包含用于从铁水生产设备(1)或从直接在随后的脱硫反应器之前的脱硫反应器接收铁水(2)的进入段(3)，和用于从铁水去除硫的反应段(4)，其中脱硫反应器中的进入段(3)和反应段(4)充当连通器，其中在进入段(3)和反应段(4)之间提供通道(5)以在使用中允许铁水从进入段(3)流动至反应段，其中在进入段中提供用于铁水进入第一或唯一脱硫反应器(A)的供应设备，并且其中在反应段中或在进入段中提供用于将试剂引入至铁水中的设备(11)，并且其中用于将试剂引入至铁水中的设备(11)包含浸入式喷枪，并且其中在反应段(4)中、优选在反应段(4)的顶部处或附近提供出口(8)，以允许脱硫铁水离开反应段(4)，并且其中(i)在脱硫反应器(A)的反应段(4)和所述脱硫反应器(A)的进入段(3)之间提供回路通道(13)，和/或(ii)其中在第一和第二脱硫反应器(A、B、..)之间提供回路通道(13)，其中回路通道连接第二反应器(B)的进入段(3)与第一脱硫反应器(A)的反应段(4)，以在使用中提高铁水在装置中的停留时间。2.根据权利要求1所述的装置，其中提供炉渣去除(9)设备用于从脱硫铁水分离在使用中漂浮在铁水顶部的炉渣。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中提供多个脱硫反应器(A、B、..)，并且其中第一脱硫反应器的出口(8)与第二脱硫反应器的入口连接以使已经脱硫的铁水从第一脱硫反应器(A)的反应段(4)传递至第二脱硫反应器(B)的进入段。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中通过分隔壁(12)将进入段(3)和反应段(4)彼此分开，其中通道(5)由分隔壁中的开口组成。5.根据权利要求1至4所述的装置，其中一个或多个回路通道(13)设置有打开
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和
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闭合设备(14)用于在使用中调节脱硫铁水从第二脱硫反应器的进入段(3)回流至第一脱硫反应器的反应段(4)。6.根据权利要求1至4所述的装置，其中一个或多个回路通道(13)设置有打开
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和
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闭合设备(14)用于在使用中调节脱硫铁水从第二脱硫反应器的进入段(3)回流至第一脱硫反应器的反应段(4)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中通过分隔壁(15)分开第二脱硫反应器(B)的进入段(3)和第一脱硫反应器(A)的反应段(3)，其中回路通道(13)由分隔壁(15)中的开口组成。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中铁水生产设备(1)包含直接还原炼铁方法，优选炼铁方法。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中在一个或多个反应器后，优选至少在最后或唯一的反应器后提供炉渣浮选段以在使用中允许炉渣和炉渣中的任何夹杂物漂浮至铁水表面并从铁水去除炉渣。10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中纵横比(反应段的高度/相应反...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：