[发明专利]一种钢铁冶炼造渣方法，钢铁冶炼方法及造渣材料

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种钢铁冶炼造渣方法、一种包括所述钢铁冶炼造渣方法的钢铁冶炼方法以及一种新型造渣材料。

背景技术

转炉炼钢方法是通过将高炉铁水兑入转炉后向炉内吹氧完成的。通过吹氧将铁水中的碳、硅、锰、磷、硫等调整到冶炼工艺要求的范围内。要达到上述目标必须通过造具有适当碱度、氧化性和流动性好的渣来实现。

在现有转炉炼钢过程中，造渣工艺是在铁水兑入转炉后，再将造渣材料加入炉内，也有个别厂家为保护炉衬冲击区而将部分石灰在铁水兑入转炉前加入炉内，这种传统工艺存在造渣滞后问题。造渣材料一般包括石灰、轻烧白云石等。由于造渣材料熔点较高，且往往为较大块物料（粉状或小颗粒造渣材料会被转炉除尘系统吸走），短时间内不能熔化（一般需要2min~5min），只能依赖大量氧化铁进入炉渣之后才能与其生成低熔点的化合物，待炉渣熔化后熔池温度已升高，错过了最佳低温脱磷时机。为加速化渣，有些钢厂向转炉投入铁酸钙、污泥球、铁锰矿等促进化渣材料，但仍然没有从根本上解决问题。这是因为铁酸钙等添加物都需要升温熔化，仍需要较长的时间，同样错过了低温脱磷的最佳时机。另外，铁酸钙成本较高，制约了其使用量。转炉炼钢造渣过程中，由于加入渣料的块度比较大，化渣时各种成分相互融合较难，彼此接触比表面积较小，相互浸润时间较长，往往进入脱碳期造渣仍然不理想，会出现喷溅现象，不仅浪费大量原材料，也易给冶炼操作带来安全事故，同时加剧了设备的损坏。

目前，各钢铁公司高炉出铁温度一般在1480℃左右，而兑入转炉内的铁水温度在1300℃左右，为减少铁水热量散失，通常采用碳化稻壳、电厂灰等作为保温剂。 这些材料均为低碱度物质，会加大后期转炉造高碱度渣的负担，增加石灰消耗，同时消耗大量热量。

很多电炉炼钢生产企业，为缩短冶炼时间、降低能耗，也采用铁水代替部分废钢或生铁，因此也面临上述问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种全新的钢铁冶炼造渣方法，这种钢铁冶炼造渣方法的要点在于：将炼钢炉的部分造渣及冶炼任务前移至铁水兑入炼钢炉前进行。

本发明的钢铁冶炼及造渣方法的原理是在铁水转移时用多种方法向盛铁水容器中加入造渣材料，利用铁水的物理热、化学热和冲击搅拌作用使造渣材料预热或熔化，进行预造渣，提供有利于炼钢炉脱磷的初期渣。在预造渣同时，也会有部分脱硅、脱磷反应提前进行。

本发明的钢铁冶炼造渣方法可在包括但不限于以下四种可能的路线（a-d）的铁水转移过程中实施：

(a) 炼铁炉→铁厂钢厂通用罐→炼钢炉；

(b) 炼铁炉→铁厂受铁罐→钢厂兑铁罐→炼钢炉；

(c) 炼铁炉→铁厂受铁罐→混铁炉→钢厂兑铁罐→炼钢炉；

(d) 炼铁炉→鱼雷罐→钢厂兑铁罐→炼钢炉；

在上述铁水转移过程中向盛铁水容器中加入造渣材料。上述铁水转移过程可以是由炼铁炉向一个盛铁水容器转移，也可以是由一个盛铁水容器向另一个盛铁水容器转移。所述炼钢炉可以是转炉或电炉。所述盛铁水容器可以为：铁厂钢厂通用罐（简称通用罐），铁厂受铁罐（简称受铁罐），钢厂兑铁罐（简称兑铁罐），鱼雷罐，混铁炉中的一种或多种。

对于本发明而言，本申请中所使用的一些术语的定义如下：

“预造渣”或“造渣”是指在将铁水兑入炼钢炉前在铁水转移到盛铁水容器时加入造渣材料利用所述铁水进行造渣的工艺。

“含铁物料”是指主要由Fe₂O₃、FeO、Fe₃O₄、FeCO₃、CaO·Fe₂O₃、2CaO·Fe₂O₃中的一种或几种混合得到的物料。

TFe是指本发明专利所述的含铁物料经化学分析所确定的铁元素的总含量（以质量分数表示）。

“最大轮廓尺寸”是指颗粒或块状料外形的最大尺寸，一般为三个方向的尺寸，即最长、最宽、最高的那个尺寸。

“造渣材料的总加入量”是指经过换算得到的在吨铁中加入的造渣材料的质量，单位为“kg/t_铁”。

“通用罐受铁1/4~3/4过程”是指以向通用罐已转移铁水总量的1/4为时间起算点并且以向通用罐已转移铁水总量的3/4为时间结束点限定出的向通用罐实施的铁水转移过程。