[发明专利]一种基于兑铁过程的中高硅铁水脱硅方法

说明书

技术领域

本发明属于铁水预处理技术领域，特别涉及一种基于混铁炉兑铁过程的中高硅铁水脱硅方法。

背景技术

在低迷的钢铁市场行情下，钢铁企业已经到了比拼生产成本的白刃化阶段，这也极大地提升了钢企对低价矿（硅、磷、硫及其他一种或几种元素含量偏高）的需求能力。低价矿由于硅高、磷高、硫高等问题给炼铁及炼钢生产带来了很大的负担，如何通过工艺优化或技术革新缓解各工序生产压力，成为冶金工作者新的课题。对于绝大部分中小钢铁企业来说，铁水预处理装置配备不健全，甚至没有，而混铁炉/车却是中小钢企解决炼铁-炼钢流程不匹配的重要设备。

对于高硅铁水冶炼，必须控制入转炉铁水硅含量处于合理范围。否则，硅元素高不仅造成转炉脱磷困难，渣料消耗大，甚至易引起大喷溅。目前，铁水预脱硅主要在高炉出铁沟、鱼雷罐车或铁水罐进行，而关于利用混铁炉/车往铁水包兑铁水的工艺环节进行脱硅处理却少有详细报道。关联文献如下：

专利文献CN102719619A及CN101096719中通过喷枪向容器中喷入气态或固态氧化剂，熔池搅拌动力主要依靠喷枪气体动能。

穆艳春、陈树国、曾静，济钢三炼钢铁水脱硅工艺设计[J]，山东冶金，2008，（30）：139-140.该文献对其脱硅剂气力输送装置进行了详细介绍，为配合其装置的设计预期目标，其对脱硅剂配比及粒度规格作了严格要求，但仅限于此。文中提及：在倒灌站倒铁水过程中，采用气力输送脱硅剂至铁水包中，脱硅剂选用80%巴西精矿粉加20%生石灰粉。巴西精矿粉要求粒度0～0.5mm占92.68%，0.5～1mm占7.32%；石灰粉要求粉粒较细，实际生产中石灰粉粒度控制在＜2mm。关于铁水倒运环节利用倒铁水过程中铁水搅拌势能进行脱硅的工艺操作、参数设定及工艺效果等，该文献均未有涉及。同时作者所提的脱硅剂要求粒度很细，必须用气体输送方式加入，若在铁水熔池内加入，势必需要专用的喷枪；若在铁水表面加入，除尘负荷很大。综合分析，该套装置较复杂，且投资较大。

夏幸明，混铁车内铁水脱硅、脱磷、脱硫的生产实践[J]，钢铁，1999，（34）：547-549.该文献主要介绍在混铁车内采用喷吹处理装置完成铁水的脱硅、脱磷、脱硫生产，其缺点在于混铁车内的炉渣清理工作难度较大，对混铁车维护不利，影响持续生产。

发明内容

本发明提供一种基于兑铁过程的中高硅铁水脱硅方法。该方法利用混铁炉/车往铁水包兑铁水的过程（4～10min）作为熔池中铁水脱硅反应时间，铁水势能作为熔池搅拌动力，较鱼雷罐或转炉等设备中脱硅操作更简便、费用更低。

本发明利用混铁炉/车往铁水包兑铁水的过程作为熔池中铁水脱硅反应时间，铁水势能作为熔池搅拌动力。通过持续加入与混铁炉/车出铁流量同比例的固体氧化剂及调渣剂，实现高效脱硅。具体工艺步骤及控制的技术参数如下：

1、理论计算：根据混铁炉/车兑铁水速率、固体氧化剂含氧量及铁水预脱硅含量，计算固体氧化剂加料速率。

2、兑铁阶段：倾斜混铁炉/车向铁水包兑入铁水包总容量70%～80%的铁水，在兑铁水同时，即刻开启皮带输送机将固体氧化剂（烧结矿、氧化铁皮、球团矿等）及适量的调渣剂(石灰、萤石等)通过料仓溜槽向铁水冲击区域持续的加入，固体氧化剂及调渣剂粒径范围为1mm～10mm，固体氧化剂加入速率范围为0.5～20kg/s，调渣剂加入速率0～8kg/s。视加料过程中渣层稠化情况，加入0～400kg萤石。

3、除渣阶段：待兑铁结束后，将铁水包内炉渣去除80%～95%，根据需要取钢水样、渣样检测。

4、天车吊运：除完渣后由天车吊至转炉铁水待装区域。

本发明根据预脱硅耗氧量及炉渣碱度，计算脱硅用固体氧化剂消耗量及调渣剂消耗量，结合混铁炉/车出铁流量，将与铁水流量同比例的固体氧化剂及适量调渣剂采用皮带输送至混铁炉/车平台上的简易料仓，由料仓下部出口溜槽将固体氧化剂沿着混铁炉/车出铁口铁水冲击区域往铁水包中持续加入，实现铁水兑铁阶段全程均匀高效脱硅。兑铁完毕后，关闭加料装置，倾斜铁水包，快速扒出铁水包表面炉渣，然后由天车将处理好的铁水包吊至转炉区域。

固体氧化剂加料速率V_氧化剂的计算公式如下：

V_氧化剂=V_兑铁×（W_[Si]0-W_[Si]1）×[2×（56+16x）/28x]/W_[FeOx]

V_氧化剂：单位时间往铁水包加入固体氧化剂的加料速率，kg/s;