一种铁水吹氧高炉冶炼半成品钢的方法技术

一种铁水吹氧高炉冶炼半成品钢的方法，属于冶金技术领域，该方法步骤为：将集束射流氧枪安装在高炉炉壁上；在高炉炉顶装入烧结矿和焦炭，从风口吹入经过预热的空气，生成的铁水通过铁口从高炉中放出，通过集束射流氧枪向铁水中吹入氧气，将铁水冶炼成半成品钢。本发明专利技术的方法可以在高炉内直接炼出半成品钢，省去后续的转炉的装备，经精炼炉直接精炼成合格钢水，炉况顺行，提高高炉内温度，出钢温度高，外供煤气质量好，热值高，焦比低等优点，同时可较容易对现有高炉实施技术改造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，特别涉及。
技术介绍
高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节，这种方法是由古代竖炉发展、改进而形成的， 尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单， 生产量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。传统的高炉炼铁生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石等)，从位 于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气，在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、 天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过 程中除去铁铁矿石中的氧，从而还原得到铁；炼出的铁水从铁口放出，作为炼钢等原料；铁 矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出；产生的煤气从炉顶导出， 经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料；而氧气转炉炼钢的目的是将来自高炉 的铁水转变成钢水，随后经二次精炼进一步提纯；现代转炉炼钢主要是去除铁水中的碳和 磷，因此转炉冶炼钢水的作用已经明显降低，其功能已大大降低；如何将高炉、转炉两者更 好地结合起来，降低能耗，节省工序是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有工艺的问题，提供一种铁水吹氧高炉冶炼半成品钢的方 法，将高炉炼铁和转炉炼钢两者结合起来，在现有炼铁工艺基础上，通过集束射流氧枪直接 向高炉内铁水喷吹氧气，以达到铁水脱碳、脱磷，实现铁水半成品钢化。本专利技术的方法按以下步骤进行将集束射流氧枪安装在高炉炉壁上，集束射流氧枪轴线与炉壁的夹角为30° 60°，出口向下；在高炉炉顶装入烧结矿和焦炭，从风口吹入经过预热的空气，在高温下焦 炭中的碳同鼓入空气中的氧反应生成一氧化碳，一氧化碳将烧结矿中铁还原出来，生成的 铁水通过铁口从高炉中放出，此时集束射流氧枪位于炉渣上方，当集束射流氧枪的出口与 高炉内的炉渣顶部之间的距离差在500 IOOOmm时，通过集束射流氧枪向铁水中吹入氧 气，集束射流氧枪管道内氧气的压力为1. 1 1. 5MPa，氧气的吹入量为30 60m3/t铁水， 将铁水冶炼成半成品钢。上述方法中焦炭的加入量按150 180kg/t烧结矿。上述方法冶炼半成品钢的焦比为250 300kg/t。上述方法中，集束射流氧枪的数量为1 10个，当集束射流氧枪数量为2个以上 时，集束射流氧枪在高炉炉壁上均勻分布。上述方法中，集束射流氧枪向铁水中吹入氧气时，每个集束射流氧枪中，中心氧射 流的流速为1. 6 2. 6马赫，环形氧射流的流速为50 300m/s ；中心氧射流的氧气流量为 1000 8000Nm7h，环形氧射流的氧气流量为50 1000Nm7h。上述方法获得的半成品钢中碳的重量百分比为0.3 0.4%，硅的重量百分比为 0. 2 0. 4%，磷的重量百分比为0. 05 0. 06%。本专利技术采用集束射流氧枪能够解决传统超音速氧枪喷射距离短、冲击力小、氧气 利用率低的缺点，利用环形氧射流燃烧形成的封套保护主氧气流，集束射流氧枪的射流距 离能够达到2m，甚至更高，高压氧气穿过渣层进入铁水层，与铁水中的碳、硅、磷等元素发生 氧化反应，放出大量的热量并产生大量的煤气，其中产生的热量成为高炉冶炼的热源之，产 生的煤气作为还原剂，将烧结矿中的铁还原出来，生成铁水和炉渣。氧气流进入铁水中，形 成较大的穿透深度，改善对铁水的搅拌效果，同时进入铁水的气流分散为气泡，增加了铁水 与氧气的接触面积，改善了冶金反应的动力学条件，提高了氧气的利用效率，铁水经吹氧成 为低磷低硅的半成品钢。上述方法中当渣量大时，可先经渣口将大部分渣除去，使渣层厚度在500mm以内， 能够使氧气和热量得到更充分的利用。本专利技术的方法可以在高炉内直接炼出半成品钢，省去后续的转炉的装备，经精炼 炉直接精炼成合格钢水，炉况顺行，提高高炉内温度，出钢温度高，外供煤气质量好，热值 高，焦比低等优点，同时可较容易对现有高炉实施技术改造。具体实施例方式本专利技术实施例中采用料车间隔进料的冶炼方式，烧结矿、焦炭经料车放入高炉中， 持续通过预热空气，高炉中形成的钢水每1. 5 2. 5h排出一次。本专利技术实施例中采用的集束射流氧枪的型号为ACI Pyrejet。本专利技术实施例中的每次吹氧时连续吹氧时间为30 60min。本专利技术实施例中采用的高炉为50 1080m3高炉。本专利技术实施例中吹入高炉的空气的温度为1100°C ；吹入高炉的空气风量为140 2900m7min，冶炼完成后的出钢温度为1580 1620°C。本专利技术实施例中采用的烧结矿为普通工业炼铁用烧结矿，含TFe 56.56wt%，含 FeO 彡 9. Owt % ο实施例1采用1080m3高炉，将集束射流氧枪安装在高炉炉壁上，集束射流氧枪轴线与炉壁 的夹角为60°，出口向下；在高炉炉顶装入烧结矿和焦炭，从风口吹入经过预热的空气，在 高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧反应生成一氧化碳，一氧化碳将烧结矿中铁还原出 来，生成的铁水通过铁口从高炉中放出，此时集束射流氧枪位于炉渣上方，当集束射流氧枪 的出口与高炉内的炉渣顶部之间的距离差在700mm时，通过集束射流氧枪向铁水中吹入氧 气，集束射流氧枪管道内氧气的压力为1. 5MPa，氧气的吹入量为50m3/t铁水；将铁水冶炼 成半成品钢。其中焦炭的加入量为170kg/t烧结矿。上述集束射流氧枪的数量为8个，在高炉炉壁上均勻分布。每个集束射流氧枪中的中心氧射流的流速为2. 6马赫，环形氧射流的流速为 300m/s ；中心氧射流的氧气流量为2000Nm3/h，环形氧射流的氧气流量为400Nm3/h。获得的半成品钢中碳的重量百分比为0. 3%，硅的重量百分比为0. 3%，磷的重量4百分比为0. 06%，冶炼半成品钢的焦比为280kg/t，冶炼完成后出钢温度1590°C。按上述投料比采用传统冶炼铁水技术，获得的铁水中碳含量为4%，硅的重量百分 比为1. 3%，磷含量为0. 1%，焦比360kg/t，冶炼完成后出铁温度HOO0C0实施例2采用450m3高炉，将集束射流氧枪安装在高炉炉壁上，集束射流氧枪轴线与炉壁 的夹角为45°，出口向下；在高炉炉顶装入烧结矿和焦炭，从风口吹入经过预热的空气，在 高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧反应生成一氧化碳，一氧化碳将烧结矿中铁还原出 来，生成的铁水通过铁口从高炉中放出，此时集束射流氧枪位于炉渣上方，当集束射流氧枪 的出口与高炉内的炉渣顶部之间的距离差在900mm时，通过集束射流氧枪向铁水中吹入氧 气，集束射流氧枪管道内氧气的压力为1. 3MPa，氧气的吹入量为52m3/t铁水；将铁水冶炼 成半成品钢。其中焦炭的加入量为180kg/t烧结矿。上述集束射流氧枪的数量为4个，在高炉炉壁上均勻分布。每个集束射流氧枪中的中心氧射流的流速为2. 4马赫，环形氧射流的流速为 260m/s ；中心氧射流的氧气流量为1800Nm3/h，环形氧射流的氧气流量为350Nm3/h。获得的半成品钢水中碳的重量百分比为0. 4%，硅的重量百分比为0. 3%，磷的重 量百分比为0. 05%，焦比300kg/t，冶炼完成后出钢温度1600°C。按上述投料比采用传统冶炼铁水技术，获得的铁水中碳含量为4. 1%，硅的重量百 分比为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁水吹氧高炉冶炼半成品钢的方法，其特征在于该方法的步骤为：将集束射流氧枪安装在高炉炉壁上，集束射流氧枪轴线与炉壁的夹角为３０°～６０°，出口向下；在高炉炉顶装入烧结矿和焦炭，从风口吹入经过预热的空气，生成的铁水通过铁口从高炉中放出，此时集束射流氧枪位于炉渣上方，当集束射流氧枪的出口与高炉内的炉渣顶部之间的距离差在５００～１０００ｍｍ时，通过集束射流氧枪向铁水中吹入氧气，集束射流氧枪管道内氧气的压力为１．１～１．５ＭＰａ，氧气的吹入量为３０～６０ｍ↑［３］／ｔ铁水，将铁水冶炼成半成品钢。

【技术特征摘要】
一种铁水吹氧高炉冶炼半成品钢的方法，其特征在于该方法的步骤为将集束射流氧枪安装在高炉炉壁上，集束射流氧枪轴线与炉壁的夹角为30°～60°，出口向下；在高炉炉顶装入烧结矿和焦炭，从风口吹入经过预热的空气，生成的铁水通过铁口从高炉中放出，此时集束射流氧枪位于炉渣上方，当集束射流氧枪的出口与高炉内的炉渣顶部之间的距离差在500～1000mm时，通过集束射流氧枪向铁水中吹入氧气，集束射流氧枪管道内氧气的压力为1.1～1.5MPa，氧气的吹入量为30～60m3/t铁水，将铁水冶炼成半成品钢。2.根据权利要求1所述的一种铁水吹氧高炉冶炼半成品钢的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建安，钟永强，李旭，周鹏，
申请(专利权)人：周建安，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]