[发明专利]生产低硫含铬铁水的方法

说明书

本发明总的来说是涉及一种生产含铬铁水的方法，更确切地说，本发明涉及还原自铬的氧化物，如铬矿石制得的含铬铁水以进行脱硫。

日本专利第一次公开（未审定）60-9815和日本专利第二次公告（已审定）62-49346公开了一些利用顶和底吹转炉熔化还原铬的氧化物，如铬矿石的技术。在公开的技术中，铬的氧化物及用作热源的含碳还原剂被加入到熔池的生铁水中。氧气射流被喷入熔态熔池中，以使碳燃烧而进行铬的氧化物的还原，所用的热量产自碳的燃烧。

在这种熔化还原工艺中，大量的含碳材料，如煤被用作热源及还原剂。这种含碳材料一般含有0.5%（重量）硫。因此，铁水中硫的浓度随含碳材料的用量的增加而增加。含碳材料量与硫浓度（与全部铁水量之比＝%S）间的关系示于附图的图6中。从而，还原工艺之后，要求进行脱硫处理。例如，脱硫处理可在从转炉中放出铁水后通过喷入熔剂进行。这就要求一种附加的脱硫工序，而这样一来，明显地降低了生产率。

为避免在出铁后附加的脱硫工序，通常在脱碳后的还原期间，在转炉中进行脱硫工艺。然而，这一工艺增加了还原工艺的负荷，造成下列问题。

首先，在脱碳工艺后的还原期中，大量被认为廉价还原剂的硅铁被用于还原。从而，为加速脱硫，就要求保持高度的碱性。因而，所需的氢氧化钙量就要增加。其次，由于氢氧化钙量的增加，为了补偿热量和促进脱硫，就要提高熔池温度。这就加速了转炉壁耐火材料的损坏。此外，为在脱硫工艺期间保持熔池中有效氧量，作为脱氧剂的额外量的硅铁就成为不可缺少。另外，为在转炉中进行脱硫，就必然延长转炉中的处理周期，导致耐火材料寿命缩短。转炉处理周期的延长，还增加底吹惰性气体，如昂贵的氩气用量。

因此，最好是通过还原工艺生产低硫量铁水。

从而，本发明的一个目的是提供一种新颖的用于生产含硫低的含铬铁水的还原方法，以使不需要附加的脱硫工艺。

发明人注意到，可在熔化还原炉中进行铬矿石和半还原的球团矿的有效还原。可在熔化还原炉中进行的有效还原导致了炉渣和铁水中低有效氧量而有效地促进脱硫反应。

众所周知，为促进脱硫反应，需要提高碱度，提高铁水的温度及降低铁水中氧的浓度。在还原铬的氧化物的情况下，产率的改善和使对耐火材料造成的损坏减至最小均已实现。在各种实验后，发明人已达到这一目的，即在下述条件下，有效地还原铬的氧化物并具有满意的高回收率以及使耐火材料的熔蚀减至最小。

按照本发明，通过使用具有顶吹能力的精炼或还原容器进行铬的氧化物还原。铬的氧化物被装入上述容器的铁水池中。调节熔渣成分以保持以下条件：

CaO/SiO₂：2.1至3.5

MgO/Al₂O₃：0.6至0.8

为实施本发明的还原工艺，需提供强搅拌能力以加速炉料和铁水熔池之间的反应。因此，根据本发明工艺所用的容器应具有顶吹的能力。另外，该容器应连接可进行间歇或连续加入含铬氧化物，如铬矿石、半还原铬球团、含碳材料、白云石、氢氧化钙及其他炉料的装置。

按照本发明的一个方面，生产低硫含铬铁水的工艺包括下列步骤：

提供一个具有顶吹喷射能力的容器;

在装有生铁水的容器内形成一个铁水熔池;

造渣，使CaO/SiO₂在2.1～3.5，而MgO/Al₂O₃在0.6～0.8范围内;

将含铬材料及含还原剂的材料加到容器的铁水熔池中。

按本发明的方法，将铁水最终产品中的含硫量控制在小于或等于0.015%（重量）。本发明的方法也是用于生产含铬约5～35%（重量）的铁水的。

更为适宜的是，为将最终铁水产品中的含硫量控制在小于或等于0.008%，本方法包括一个以受控制的量连续加入熔剂的步骤，以使CaO/SiO₂保持在2.3～3.5的范围。

在较佳的工艺中，该容器包括一座顶底吹转炉。含铬材料和含还原剂材料从该转炉顶部加入。该工艺还可包括一个连续地，以受控数量加入促熔剂的步骤，以使CaO/SiO₂保持在2.1～3.5，使MgO/Al₂O₃保持在0.6～0.8范围。该促熔剂是石灰、白云石。促熔剂的量可依含铬材料和含还原剂材料的加入量而定。

按本发明的另一方面，生产低硫含铬铁水的工艺所包括的步骤是：

在装有生铁水的顶和底吹转炉中形成一个铁水熔池;