[发明专利]一种高温铁水气雾化脱碳炼钢的方法

说明书

一种高温铁水气雾化脱碳炼钢的方法，雾化炉的高温雾化室内充满规定温度范围的高压氧化性气体；通过气雾化技术在规定雾化时间内将高碳含量的高温铁水破碎成微细铁液滴，使其在自身动能和重力作用下，在高压氧化性气体环境中下落飞行并凝固，形成铁粉体；在雾化和飞行过程中，铁液滴和/或铁粉体中的碳与氧化性气体发生化学反应，形成CO或CO₂气体；冷却下来的铁粉体转变为钢粉体，落入雾化炉下部收集器中。本发明采用高压高温氧化气氛雾化室，使得铁液滴保持一定时间，促进了铁液滴与环境气体脱碳的快速进行；雾化粉体形状取决于金属液表面张力和被撕碎后冷却结晶的时间，高温铁水气雾化冷却时间长，粉体易成棱角形，粉末压缩性好；提高了铁水制备钢粉体的生产效率。

技术领域

本发明属于冶金炼钢的新工艺应用领域，提供了一种通过对高炉铁水进行气雾化处理实现脱碳炼钢的新方法。

背景技术

高炉铁水炼钢处理一般是经LD-LF/RH/VD-CC流程形成合格铸坯，其中铁水在转炉内通过顶吹或底吹或顶底复合吹氧初步完成脱碳，而通过雾化技术也可实现铁水脱碳。

韩国POSCO公司公开了一种利用钢水制备铁系粉末的方法，即向中间包提供通过炼铁工艺及炼钢工艺制备的铁系钢水并进行水雾化操作，能够经济地提供高洁净度的铁系粉末，其用于喷射高压水的喷嘴以50-300巴的压力喷射水流，从而使铁系钢水分离成500μm以下大小的液滴，该液滴通过在所述腔室内部以20-80%的容积装填的冷却水及所述喷射的水进行淬火并成为粉末，使得在所述粉末中150μm以下大小的粉末所占比例为80-95%。

加拿大QMP（Quebec Metal Powders）公司采用水雾化制备铁粉，流程为高纯度、高碳铁水倒入感应加热保温混合炉中调整温度，铁水注入大型漏包，从漏嘴中流下的铁水流被来自水平方向的高压水喷射流粉碎。通过淬冷罐上的入口吸入空气，使雾化的粗铁粒部分氧化。湿粉浆通过磁性脱水器和真空过滤器除去大部分水，并在煤气加热的旋转干燥窑内进行干燥。一般雾化铁颗粒尺寸小于2.36mm，平均氧含量为5%左右，铁的含碳量减低到了约3%。将粒化与球磨的粉末依据含氧量与含碳量分别贮存在专用贮粉仓中，按一定的比率混合后，在连续式钢带炉上进行脱碳还原，钢带上粉料层厚约25mm，炉内气氛为分解氨。在炉子的顶部与底部配置有用煤气加热的辐射管，加热区温度为980～1040℃。在脱碳还原炉内于高温下粉末混合料所含之碳与氧发生反应，生成CO与CO₂。在保护气氛下冷却后，轻微烧结的疏松的海绵铁块落入锯齿型破碎机中破碎，最后通过球磨机碾磨成粉末。

葛自强提出一种一步法气雾化铁粉的制造方法及气雾化系统，首先将铁或钢原料及根据产品要求所需要的相应量的合金元素投入熔炉，熔解成铁液，并倒入铁水中间包，然后将铁液送入非氧化性气氛中的气雾化系统，铁液倒入铁水雾化包并在铁水雾化包加温、保温至适当温度，铁水包平台移动喷嘴与雾化器对接，高压非氧化性气氛进入雾化器，铁液进入喷嘴，雾化器对铁液喷粉，喷粉落入雾化室下侧的集料器，经送料管进入半成品贮罐，再经振动筛分机按喷粉颗粒大小分类，输出铁粉成品至各类成品贮罐。一步法气雾化铁粉的制造方法，其特征在于所述雾化室的温度控制在300℃以下，所述非氧化性气氛是氮气气氛。

总之，目前铁水的雾化处理一般采用水雾化法，流程长且复杂，而国内尚处于初步开发阶段，通过气雾化法制粉的方法仅是采用氮气对铁水的雾化处理，温度低且未进行有效脱碳。如何对粉体快速脱碳是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种通过对高炉铁水进行雾化处理实现脱碳炼钢的新方法，本发明适用于对现有炼钢途径的创新性改变。

本发明采用以下技术方案：一种高温铁水气雾化脱碳炼钢的方法，

首先，雾化炉的高温雾化室内充满规定温度范围的高压氧化性气体；