[发明专利]处理铁水的设备和方法

说明书

技术领域

本公开涉及处理铁水的设备和方法，并且更具体地，涉及可以借其容易地除去铁水中所含铜(Cu)组分的用于处理铁水的设备和方法。

背景技术

从高炉流出的铁水通常经历炼钢工艺(例如，预处理工艺、转炉工艺以及二次精炼工艺)来生产钢水，并且钢水经历连续铸造工艺生产铸坯，例如，板坯、方坯、坯锭(billet)和异形坯。

从高炉流出的铁水通过炼铁工艺生产，在炼铁工艺中，通过对铁矿石、焦炭等进行烧结而形成的烧结矿被装入高炉进行加热。即，当从高炉流出的铁水使用铁矿石作为铁源时，国内和国外的钢铁市场的铁矿石的价格增长，因而已不能稳定供给铁矿石，因此已设计出用于获得除铁矿石外的铁源的方法。

近来，在用于获得铁源的方法中，正积极采用使含铁废料(例如废金属)再循环到铁水中的方法。即，可以将含铁废料装入电炉中并进行熔化以生产铁水，由此或者结合从高炉流出的铁水或者取代从高炉中流出的铁水以用于生产铸坯。

不同于铁矿石(或烧结矿)，含铁废料根据使用目的而包括各种组分，使得使用亚铁作为铁源的铁水含多种组分。铁水中所含的各种组分中的铜组分在连续铸造工艺期间在铸坯中产生例如表面裂纹的缺陷，并在热加工期间导致热脆性(例如高温脆性)，由此成为铸坯质量劣化的原因。

常规地，当铜组分暴露于例如镀铜废料的含铁废料的表面时，该含铁废料通过破碎机处理和磁选而被选择性地利用。然而，当含铁废料中含铜组分时，废料即使通过分选仍不能被分开，从而使得铁水中含铜组分。

铁水中所含铜组分相比铁组分具有更弱的氧化性能，使得存在铁水中所含铜组分在常规炼钢过程中不能容易地通过氧化被除去的问题。因此，存在当使用例如含铁废料的低品位原料作为铁水的铁源时铸坯质量可能显著劣化的问题。

发明内容

技术问题

本公开提供了一种可以借其来可靠地除去铁水中的铜的用于处理铁水的设备和方法。

本公开提供了一种可以借其来改善钢水的质量的用于处理铁水的设备和方法。

本公开提供了一种可以借其来使资源再循环并因而可降低制造成本的用于处理铁水的设备和方法。

技术方案

根据本公开的实施方案的用于处理铁水的设备的特征在于包括熔炼炉和脱铜装置，熔炼炉使铁源熔化以生产铁水；脱铜装置通过以液滴的形式喷洒在熔炼炉中产生的铁水来除去铁水中所含的铜组分。

熔炼炉可以为电炉、埋弧炉(SAF)或钢包炉(LF)中的至少任一者。

脱铜装置可以包括：第一容器，第一容器容置铁水；以及第二容器，第二容器中容置熔剂并且第二容器设置在第一容器之下，其中，第一容器可以形成为将铁水以液滴的形式喷洒到第二容器。

在第二容器的底部处可以形成用于排出铁水的出口，并且在第二容器之下还可以设置有容置从第二容器排出的铁水的第三容器。

第一容器可以在其底部处包括以液滴的形式喷洒铁水的喷洒装置，并且喷洒装置可以由多个喷洒孔或由多孔构件形成。

喷洒孔可以形成为具有2mm至5mm的尺寸。

可以包括用于打开和关闭喷洒装置的开合装置。

根据本公开的实施方案的用于处理铁水的方法用于处理铁水中所含的杂质，其中，该方法的特征在于包括：通过使含铜铁源熔化来生产铁水；将铁水装入第一容器中；在设置在第一容器之下的第二容器中准备熔剂；以及将第一容器中准备的铁水以液滴的形式喷洒到第二容器并使铁水与熔剂反应以除去铁水中所含的铜。

在铁水的生产期间，可以使用含铁废料、钢筋、熔融还原炼铁(FINEX)残渣、铜炉渣、废轮胎(轮胎帘子线(tire cord))或铁砂中的至少任一者作为铁源。

熔剂可以至少包括含Na₂CO₃材料和含硫材料。

含Na₂CO₃材料与所述含硫材料的组成比可以为20～60wt％：40～80wt％。

含Na₂CO₃材料可以为Na₂CO₃或天然碱(Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O)，而含硫材料可以为Na₂S、Na₂SO₄或FeS中的至少任一者。

熔剂可以以每一吨铁水150kg至4000kg的量来准备。