[发明专利]电炉铁精矿煤连续炼成洁净钢水新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种电炉铁精矿煤连续炼成洁净钢水新工艺。

背景技术

目前市场上供应的钢材，都是先把铁精矿制成球团和烧结块，掺焦炭加入高炉内炼成P、Si、C的铁水，再把铁水运至敞口炉喷氧转炉造多次渣，脱除P、Si、C，成钢水，然后在炉外脱硫、脱夹杂、脱N₂、H₂、O₂等，处理成优质钢水，供连铸连轧成材。

因此，现在的钢铁联合企业，要建许多炉，包括高炉、焦炉、烧结机、敞口吹氧转炉以及敞口炉外处理钢包，而这些都是大量烟尘污水排放根源，造成环境严重污染。如果能取消上述炼铁和敞口炼钢工艺，就能使钢企彻底消除污染，且生产成本大幅降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种电炉铁精矿煤连续炼成洁净钢水新工艺，改变炼铁和敞口炼钢工艺，彻底消除环境污染根源，大大降低生产成本。

本发明采用的技术方案是：这种电炉铁精矿煤连续炼成洁净钢水新工艺，首先建有封闭炼钢电炉，将铁精矿煤连续加入封闭炼钢电炉内电弧区还原成钢水，然后将CO还原气体喷入还原炉内铁精矿炼成的钢水，或喷入熔化炉内废钢炼成的钢水，因炉渣含Cao和Feo，钢水无P、Si、C，钢水连续通过虹吸管进入脱氧脱硫合金化钢包以及脱夹杂钢包后流入钢水槽，供虹吸真空脱气管抽入中间包内连铸，最后得到无有害元素的优质洁净钢水。

本发明首创在电炉内用铁精矿煤高温冶炼直接连续炼成钢水，改变多年来古今中外传统技术选用铁矿掺木炭或焦炭炼成铁水、铁水再经多道工序炼成钢、污染严重体力劳动繁重的原始落后状况。本发明的电炉铁精矿煤连续炼成洁净钢水新工艺普及后，必将取消炼铁用的高炉、焦炉、烧结机、炼钢敞口转炉和炉外处理钢包。本发明只有电炉和炉外钢水处理，而且都是在封闭式炉内、钢包内连续生产优质钢水，这就等于消除了钢企的污染源而环境友好。

上述技术方案中，所述封闭炼钢电炉内电弧区是在炉内用高压直流或高压交流中空电极或炉料自耗电极与炉缸钢水面上通电起弧、产生5000℃以上高温的弧区，炉料自耗电极是由铁精矿粉和煤粉加粘结剂混匀挤压而成的，插入到钢水面上，产生弧区，并超高速还原成钢水，产生的CO等还原气体，喷入电炉盖顶上的还原炉或熔化炉，温度达1600℃，高速还原铁精矿成钢水或熔化废钢成钢水，电炉炉容利用系数比大高炉高几十倍。因炉渣含有足量Cao和Feo，出炉钢水不含P、Si、C，不再采用传统炼钢工艺，只需炉外处理后就能炼成优质钢水。

上述技术方案中，电炉是封闭式低炉身的长方形炉体，中部中轴线上装有三根以上炉料自耗电极，炉头盖顶上装有一台还原炉或熔化炉，盖顶尾装有一个圆孔，供Cao和Fe₂O₃等造渣剂压入薄钢管内成实心柱插入炉缸，炉渣由炉头横墙的虹吸管自动抽出炉外，钢从炉尾横墙内的虹吸管自动抽入炉外脱氧、脱硫合金化钢包内，进行处理。造成钢水与炉渣逆向流动的最大优点是：增加了炉渣与钢水之间摩擦接触几率，提高了相互化学反应速度和效率。用氧化性强的纯Cao和Fe₂O₃造渣剂从炉尾加入，使沿途钢水中含有的P、Si、C都被Fe₂O₃氧化成CO、CO₂、P₂O₅、SiO₂，部分S也氧化成了SO₂，连铁精矿和煤灰分中难还原的A₂O₃，最后都与Cao结合成Cao₄P₂O₅、CaoSiO₂、CaSAi₂O₃ 、CaoFeo等复合渣从炉头抽出炉外。只有采用本发明渣水与钢水的逆向流动，才能保证只需造一次少量渣，就能把钢水中P、Si、C脱除到最低值甚至接近于零，无需转炉吹氧造多次渣，脱P、Si、C，而且大大提高了金属回收率。