專利名稱：電爐中生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的方法。
多年來(lái)已花費(fèi)了相當(dāng)大的努力以開(kāi)發(fā)一種還原/熔煉方法，來(lái)取代生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的高爐，尤其是在小容量生產(chǎn)單元的體制中，可避免物料的準(zhǔn)備，換句話說(shuō)，就是直接利用礦石粉和炭。這種型式的方法很有意義，主要是，可避免涉及大量投資的設(shè)備，諸如生產(chǎn)焦炭用的設(shè)備和礦石燒結(jié)用的裝備。
使用炭作還原劑的直接還原法(而不通過(guò)液相)是最有經(jīng)濟(jì)意義，尤其是在缺乏天然氣資源的國(guó)家中。然而，這些方法的缺點(diǎn)是它們生產(chǎn)的預(yù)還原鐵礦石具有高的硫含量(0.3-0.6wt％的S)。
這些方法中，以細(xì)顆粒形式使用礦石的那些方法(流化床或多膛爐技術(shù))特別有意義，因?yàn)樗鼈兩婕暗降穆闊┳钚〉牡V石形式。可以使用預(yù)還原鐵礦石的顆粒，也可以使用獲得的細(xì)粉形式，在生產(chǎn)鋼的電爐內(nèi)使用冷的或低溫(＜300℃)鼓風(fēng)噴射工藝不會(huì)有任何困難。
然而，在生產(chǎn)鋼的電爐內(nèi)，大量使用這種型式的預(yù)還原鐵礦石顆粒，存在兩個(gè)問(wèn)題它引入了大量的硫，它在制鋼電爐的氧化冶煉環(huán)境中是無(wú)法消除的，并且它降低了電爐的生產(chǎn)率，由于其從冷態(tài)開(kāi)始還原-熔煉，消耗的能量大于由主原料，廢鐵消耗的能量。這就導(dǎo)致過(guò)多的能量消耗，其結(jié)果是生產(chǎn)率降低。
通過(guò)生產(chǎn)熔煉鐵，而不是鋼，可避免這些缺點(diǎn)，事實(shí)上，通過(guò)由還原爐直接引入預(yù)還原鐵礦石顆粒(預(yù)還原細(xì)粉末)，在約1000℃溫度下。進(jìn)入到生產(chǎn)熔煉鐵的電爐中，可擺脫硫的問(wèn)題。事實(shí)上，1000℃下將預(yù)還原的鐵礦石顆粒送入爐內(nèi)，大大減少了熔煉需要的能量。生產(chǎn)熔煉鐵需要還原性介質(zhì)，它能夠減少約90％的硫。通過(guò)創(chuàng)造適宜的爐渣，可獲得硫含量為0.03-0.06％的熔煉鐵，這相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的熔煉鐵，然后可用于所有熔煉鐵的傳統(tǒng)應(yīng)用中，尤其可作為電爐的純鐵源。
這全部是真實(shí)的，尤其是通過(guò)還原而處理細(xì)粉形式的廢料，它總是提供具有很高硫含量的預(yù)還原鐵礦。在以下的描述中，“金屬細(xì)粉”應(yīng)理解為各種類型的含有部分氧化金屬鐵的產(chǎn)品。金屬細(xì)粉是鐵礦石顆粒，各種類型的含部分氧化鐵的廢料顆粒，尤其是來(lái)自高爐和電爐的過(guò)濾器的細(xì)顆粒，軋制氧化鐵皮碎料或顆粒(在重新加熱或軋制時(shí)形成的鐵氧化物)，軋制或機(jī)加工尾料等。
這種類型的用于生產(chǎn)熔煉鐵的細(xì)金屬顆粒的熔煉，傳統(tǒng)是在電阻加熱熔渣爐，不恰當(dāng)?shù)胤Q作潛弧電爐(SAF)內(nèi)進(jìn)行。一般是借助于重力將細(xì)粉引入到這種類型的電爐冷區(qū)內(nèi)。然而，這種類型的電爐具有有限的功率。事實(shí)上，潛弧電爐(SAF)的功率密度，以MW/m2表示，比自由式電弧爐減少五分之四。為了獲得同等的生產(chǎn)水平，所使用的潛弧電爐直徑要比電弧爐的直徑大2倍。
此外，在電弧爐內(nèi)，熔煉非噴射的細(xì)物料時(shí)，導(dǎo)致形成團(tuán)塊，通常粘附到爐壁上稱為襯料或護(hù)道。在熔煉細(xì)磨廢料，切屑、研磨屑、等時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)這種情況。
過(guò)度使用這些物料會(huì)阻塞轉(zhuǎn)爐的部分容積，阻止碎料的正確引入，同時(shí)操作者必須通過(guò)相當(dāng)大的過(guò)熱爐子而有規(guī)律地進(jìn)行凈化熔體，這就解釋了能量損失和生產(chǎn)率降低的原因。作為結(jié)果，通過(guò)預(yù)還原的金屬細(xì)粉的重力而引入電爐內(nèi)，而不采取任何專門的預(yù)防措施，必然會(huì)導(dǎo)致結(jié)殼和形成襯料。
電弧爐在通常的運(yùn)行條件下，使用泡沫渣，在廢鐵的傳統(tǒng)熔煉中，為了在爐渣內(nèi)形成CO氣，聯(lián)合噴射碳和氧而獲得泡沫渣。當(dāng)使用富碳(＞2％C)的預(yù)還原物料時(shí)，由于預(yù)還原的鐵礦石同時(shí)提供了氧和碳，所以這種泡沫渣是自發(fā)的。由于其密度低和其絕熱特性，泡沫渣對(duì)預(yù)還原細(xì)粉的溶解起到了阻礙作用。預(yù)還原細(xì)粉落在爐渣上，迅速結(jié)塊并形成固體物質(zhì)，這種固體物質(zhì)很難熔融，由于它不很密實(shí)，所以導(dǎo)致在爐壁上形成襯料。
為了生產(chǎn)熔煉鐵，必須使用碳，很明顯，可單獨(dú)噴射碳，就經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，最佳的方法是制造具有過(guò)量碳的預(yù)還原鐵礦。這種過(guò)量的碳以低比例與鐵結(jié)合。然而，為制造熔煉鐵，生產(chǎn)具有5-10％C的預(yù)還原細(xì)粉時(shí)，這種碳主要相當(dāng)于游離碳的顆粒。然而，很難將這種游離碳引入金屬中，除非將它噴射到熔體內(nèi)。事實(shí)上，自由式電弧爐(不同于潛弧電爐，事實(shí)上它的功能是利用電阻加熱，而不是電弧)主要是在氧化環(huán)境中運(yùn)行，其中，碳迅速氧化。如果不采取專門的防護(hù)措施，非噴射的碳供料將主要以氣體損失掉，因此金屬將貧碳，因此也將得到鋼。
有利的是具有一個(gè)優(yōu)化方法，這個(gè)方法其能夠在電弧爐內(nèi)從預(yù)還原的金屬細(xì)粉直接生產(chǎn)熔煉鐵。
本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)熔煉鐵的優(yōu)化方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在電弧爐生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的方法，即可達(dá)到此目的，該電弧爐含有幾個(gè)電極，裝有爐膛，并含有由液態(tài)非泡沫渣覆蓋的熔池表面。該方法包括如下步驟a)還原金屬細(xì)粉以形成含有過(guò)量游離碳的預(yù)還原金屬細(xì)粉。
b)在惰性氣體簾中，熱轉(zhuǎn)移預(yù)還原的金屬細(xì)粉到含于電弧爐中的熔池表面。
c)噴射氣體攪動(dòng)熔池表面的方式要防止形成結(jié)殼。
d)在電弧爐內(nèi)熔煉預(yù)還原的金屬細(xì)粉以獲得液態(tài)熔煉鐵。
提供的方法是以一種非常特殊的方法使用自由式電弧爐，該方法是引入熱的預(yù)還原金屬細(xì)粉(優(yōu)選直接在還原爐的出口處，換句話說(shuō)，在大于500℃的溫度下，在最佳實(shí)施方案中，為800-1100℃的溫度下)，并在由一層非泡沫狀的液態(tài)爐渣覆蓋的熔煉鐵的熔池表面上工作，該熔池表面可通過(guò)經(jīng)爐膛噴射中性氣體(氮?dú)?、氬?和/或通過(guò)經(jīng)一個(gè)或幾個(gè)噴槍噴射含氧氣體，而攪動(dòng)熔池表面。熔池表面通過(guò)噴射氣體而強(qiáng)有力地?cái)噭?dòng)。
這種有力的攪動(dòng)，能使金屬+爐渣熔體的溫度均勻化，并更新?tīng)t渣層的表面，以保持過(guò)熱并全部液體，并能夠吸收預(yù)還原的金屬細(xì)粉，而不會(huì)固化和形成不可滲透的結(jié)殼。
在通過(guò)經(jīng)電弧爐爐膛噴射中性或惰性氣體而攪動(dòng)熔池表面的情況下，在所建議的方法中，惰性氣體的流速優(yōu)選在50～150l/min.t(在熔體中每分每噸液狀金屬的升數(shù))。在本發(fā)明的最佳方案中，攪動(dòng)速率為80-120l/min.t。作為熔池表面的高度和噴射點(diǎn)的數(shù)量和位置的函數(shù)，必須調(diào)整這些速率。高速的攪動(dòng)與電弧爐中使用的正常實(shí)施無(wú)關(guān)。事實(shí)上，在電弧爐中以通常生產(chǎn)鋼的方法，攪動(dòng)速率處于1-10l/min.t的范圍，只是用于均化熔體，甚至不考慮冶煉結(jié)果和溫度。
為了確保攪動(dòng)的最佳效率，金屬熔池表面必須具有確定的最小高度，優(yōu)選的高度至少0.3m，以確保強(qiáng)有力地?cái)噭?dòng)金屬熔體。需要避免經(jīng)爐膛噴入的攪動(dòng)氣體簡(jiǎn)單地穿過(guò)金屬熔體的“孔穴”，而沒(méi)有強(qiáng)有力地?cái)噭?dòng)它。很明顯，作為電弧爐形狀和氣體噴射裝置定位的函數(shù)，這種最小高度可以改變，氣體噴射裝置優(yōu)選是多孔磚或均勻噴咀。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施方案中，用于噴射攪動(dòng)氣體的裝置位于電弧爐爐膛的外邊緣附近，換句話說(shuō)，與熔融物的底部橫向有關(guān)，以使位于爐邊緣處保持或具有結(jié)塊傾向的預(yù)還原金屬細(xì)粉粒子引向位于電極之間的最熱中心區(qū)域。
另一種方式，或者除了通過(guò)經(jīng)電弧爐爐膛噴射惰性氣體攪動(dòng)熔池表面外，還可以通過(guò)經(jīng)一個(gè)或幾個(gè)噴射器噴射含氧氣體而進(jìn)行攪動(dòng)熔池表面。通過(guò)使用穿透噴射使含氧氣體(下文稱“原始氧”)噴射進(jìn)熔池表面，通過(guò)與熔煉鐵中的C反應(yīng)，而形成氣態(tài)CO鼓泡。在液狀金屬中這種CO的釋放會(huì)形成擾動(dòng)，從而確保熔池表面和爐渣強(qiáng)有力地?cái)噭?dòng)。
為了保護(hù)落入爐內(nèi)的預(yù)還原金屬細(xì)粉，可利用惰性氣體簾圍繞著金屬細(xì)粉，優(yōu)選是氮?dú)饣驓鍤?。這種惰性氣體簾，優(yōu)選具有環(huán)形形狀，可使其受爐誘導(dǎo)而橫向偏移的顆粒以及預(yù)還原金屬細(xì)粉在其分別到達(dá)爐渣層和熔池表面層之前再次氧化減至最小。最好使用50～200Nm3/h的氮?dú)饬饕孕纬杀Ｗo(hù)簾，從而能保護(hù)約10-60t/h的含有約50％金屬化Fe的預(yù)還原金屬細(xì)粉，以60-100％的量進(jìn)行轉(zhuǎn)移。這些值取決于許多因素，諸如爐子的幾何形狀，細(xì)粉滴的高度，和電弧爐中的擾動(dòng)，等等，結(jié)果可被采用。
優(yōu)選地，在位于電極之間電弧爐中心區(qū)，進(jìn)行預(yù)還原金屬細(xì)粉的轉(zhuǎn)移。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在將完全還原的金屬細(xì)粉供入電弧爐內(nèi)之前，最好與直徑為2-20mm的炭進(jìn)行混合。所用炭量取決于預(yù)還原金屬細(xì)粉中的碳量。要求使碳過(guò)量7-15％，優(yōu)選過(guò)量約10％。以這種方式，根據(jù)炭中的硫含量，可獲得具有3-3.5％C，0.01-0.05％Si和0.03-0.06％S的熔煉鐵。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施方案，步驟a)包括如下步驟a1)將金屬細(xì)粉引入到含有幾個(gè)疊置爐膛的多膛爐內(nèi)，并將其沉積在多膛爐的上層爐膛內(nèi)，a2)金屬細(xì)粉逐漸轉(zhuǎn)移到下層爐膛內(nèi)，a3)向一個(gè)或幾個(gè)下層爐膛上引入足以還原金屬細(xì)粉的量的碳還原劑，并確保有過(guò)量的游離碳，a4)加熱多膛爐，當(dāng)它們與碳還原劑接觸時(shí)，還原金屬細(xì)粉，并在適宜的溫度下，由碳還原劑產(chǎn)生氣體，a5)在多膛爐內(nèi)，由碳還原劑產(chǎn)生的過(guò)量氣體被燃燒掉，利用產(chǎn)生的熱量干燥或預(yù)熱金屬細(xì)粉。a1)將金屬細(xì)粉引入含有幾個(gè)疊置爐膛的多膛爐內(nèi)，它們沉積在多膛爐的上層爐膛內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案，在a)步和/或b)步中添加造渣劑。這些造渣劑優(yōu)選選自石灰、熔劑和氧化鎂，以及它們的混合物。
在a)步驟結(jié)束時(shí)，碳過(guò)量7-15％，優(yōu)選過(guò)量約10％。
固體碳還原劑選自炭或液體或固體的石油產(chǎn)品。當(dāng)碳還原劑在多膛爐內(nèi)時(shí)，所含的揮發(fā)成分會(huì)除掉，而且部分硫也被排除。
部分過(guò)量的碳在步驟d)中被消耗掉。
此外，過(guò)量的游離碳可用于終止還原反應(yīng)和使熔煉鐵滲碳。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可提高電弧爐的生產(chǎn)效率，由于可獲得的“埋入的”電弧長(zhǎng)度，電弧的功率受到電弧電壓的限制。
不使用自然進(jìn)入電弧爐內(nèi)的空氣而使其“無(wú)用地燃燒”，而冒險(xiǎn)使金屬細(xì)粉固化并形成不滲透的結(jié)殼，為了增加電的電弧爐生產(chǎn)率，用最大的能量效率，使用來(lái)自預(yù)還原金屬細(xì)粉的過(guò)量碳，也是有利的。
很明顯，如果希望增加電弧爐每小時(shí)熔煉鐵的生產(chǎn)能力，則需要增加向電弧爐內(nèi)引入金屬細(xì)粉的流速，這種金屬細(xì)粉流速的增加，也增加了形成結(jié)殼的危險(xiǎn)性。
通過(guò)上述用于在電弧爐的生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的方法，可達(dá)到此目的，其中，配備一個(gè)或幾個(gè)后燃燒噴管-它們與一個(gè)或幾個(gè)原始氧的噴射相連接-構(gòu)成燃燒器，其功率可與電弧相比。這些噴射器優(yōu)選向電弧之間輸送后燃燒氣的噴射，而在最佳實(shí)施方案中是向電極環(huán)上(“電極間距環(huán)”)輸送。
后燃燒氣體噴射的定位要使?fàn)t渣推向電極之間的電弧爐的中心部分，這是有利的。這能以適宜的方式增強(qiáng)爐渣的攪動(dòng)，并能使其永久地在接收金屬細(xì)粉的區(qū)域內(nèi)，保持過(guò)熱爐渣的充分?jǐn)噭?dòng)。在此區(qū)域內(nèi)過(guò)熱爐渣中的高擾動(dòng)性，能使金屬細(xì)粉的流速增加，而不會(huì)出現(xiàn)形成結(jié)殼的危險(xiǎn)。事實(shí)上，若沒(méi)有這種后燃燒氣的噴射，熔渣的擾動(dòng)是通過(guò)經(jīng)電弧爐爐膛噴射中性氣體和/或通過(guò)經(jīng)一個(gè)或幾個(gè)噴射器向熔池表面噴射原始氧而攪動(dòng)熔池表面而間接地建立。事實(shí)上后燃燒氣是直接噴射進(jìn)爐渣層能使?fàn)t渣在電弧爐內(nèi)的移動(dòng)較好地控制和定位，以加速金屬細(xì)粉的熔煉，并減少非熔融金屬細(xì)粉推向和粘附在爐壁上的危險(xiǎn)。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)之一是優(yōu)化兩個(gè)反應(yīng)器的運(yùn)行，實(shí)際上，生產(chǎn)含有過(guò)量游離碳的預(yù)還原熔煉鐵的事實(shí)增加了還原速率和增加了金屬化的水平。
為了獲得這種過(guò)量的游離碳，在還原階段需要添加適量的碳還原劑。
在預(yù)還原鐵礦石中的過(guò)量游離碳的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是基于這樣一個(gè)事實(shí)，在還原反應(yīng)器的還原膛內(nèi)，溫度非常高，結(jié)果，碳還原劑，碰巧是炭，在很大程度上進(jìn)行脫揮發(fā)物和脫硫。結(jié)果是，在熔煉階段期間，脫揮發(fā)物的炭比未脫揮發(fā)物的木炭更易于溶解在鐵熔體中。此外，由于碳還原劑經(jīng)受很高的溫度，而且是在還原反應(yīng)器內(nèi)部，硫含量明顯地降低。以這種方式獲得的熔煉鐵具有很低的硫含量。很明顯，在熔煉預(yù)還原鐵礦石顆粒時(shí)，可使用焦炭代替炭。以獲得最好的碳溶解性。然而，使用焦炭代替炭會(huì)增加生產(chǎn)費(fèi)用，并不能解決硫的問(wèn)題。事實(shí)上，焦炭不含有揮發(fā)性物質(zhì)，然而，它含有的硫量與生產(chǎn)它時(shí)所用炭中的硫含量大致一樣。
在熔煉爐中將過(guò)量的碳燃燒掉，因此使其在顆粒熔煉期間，能節(jié)省電能。
只向多膛爐的上層爐膛內(nèi)添加碳還原劑的事實(shí)，能使其使用氣體的余熱干燥和預(yù)熱顆粒或鐵礦石，并完全燒掉一氧化碳，不需要單獨(dú)的后燃燒步驟。而且，這些上層爐膛內(nèi)的較高溫度會(huì)更多地降低游離碳中的硫量。
因此，本發(fā)明未預(yù)料到的優(yōu)點(diǎn)，并不在于并列的兩個(gè)已知方法，而是存在于兩個(gè)方法之間的相互配合。
從以下作為實(shí)例的詳細(xì)描述的優(yōu)選實(shí)施方案，并參照附錄中給出的草圖，將會(huì)更清楚本發(fā)明的其他方面和特征。如下所示

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案，生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的電弧爐示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案，生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的電弧爐示意圖。
圖3是根據(jù)圖2電弧爐的平面圖。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案，生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的電弧爐示意圖。
它表示一個(gè)電弧爐10，含有轉(zhuǎn)爐12，由14覆蓋，通過(guò)該拱頂14有三個(gè)電極1 6穿透，這些電極16每個(gè)能產(chǎn)生約20cm的電弧和約4MW的功率。在這三個(gè)電極16中間放一個(gè)裝置18，用于傳送預(yù)還原金屬細(xì)粉。該裝置18包括，一方面，用于將預(yù)還原金屬細(xì)粉送入爐12內(nèi)的進(jìn)料槽，另一方面，能夠圍繞落入爐內(nèi)的預(yù)還原金屬細(xì)粉，噴射一種氮簾20的噴咀。
預(yù)還原金屬細(xì)粉的撞擊點(diǎn)位于三個(gè)電極16之間，換句話說(shuō)，在電弧爐12內(nèi)的最熱點(diǎn)。在撞擊飄浮在液態(tài)熔體24上非泡沫渣22層上的時(shí)刻，預(yù)還原金屬細(xì)粉立刻結(jié)合到其中，并迅速熔融。
轉(zhuǎn)爐12的爐膛26裝備有幾塊多孔磚28，通過(guò)該多孔磚噴射高速流動(dòng)的攪動(dòng)氣體30，通過(guò)該氣體30的噴射產(chǎn)生的擾動(dòng)，經(jīng)過(guò)液態(tài)熔體24，從而防止預(yù)還原金屬細(xì)粉結(jié)塊或形成結(jié)殼。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案，生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的電弧爐示意圖。圖3示出了該電弧爐平面圖。
在具有通過(guò)重力而中心裝載的電弧爐10′內(nèi)，配備三個(gè)后燃燒噴管32，與在電極環(huán)(“電極間距環(huán)”)上的電弧33之間的三個(gè)原始氧噴射器32′相連，構(gòu)成的燃燒器具有與電弧相比較的功率。來(lái)自噴射器32′的原始氧噴射34是穿透噴射，并位于熔池表面24中，當(dāng)氧穿透進(jìn)入液態(tài)金屬時(shí)，氧與含于熔體中的碳反應(yīng)，并釋放CO氣體。這種CO的釋放在熔池表面內(nèi)和浮渣層中形成很大的擾動(dòng)。
后燃燒噴管32，每個(gè)都會(huì)向爐渣層22內(nèi)噴射一股后燃燒氧氣流36，或二次氧的氣流，這種二次氧氣流36，比原始氧噴射34更弱且較少穿透，來(lái)自熔池表面24的CO隨著原始氧的噴入而被燃燒掉。CO在爐渣層22的內(nèi)部被燒掉。這就導(dǎo)致?tīng)t渣局部過(guò)熱。為了增強(qiáng)爐渣的攪動(dòng)并將爐渣推回到電弧爐的中心，后燃燒氧的噴射要這樣定位以使產(chǎn)生的脈沖進(jìn)入與那些電弧相反的爐渣。圖3中箭頭38表示出一方面由電弧33引起的爐渣移動(dòng)，另一方面噴射后燃燒氧36引起的爐渣移動(dòng)。這就能夠加速預(yù)還原金屬細(xì)粉的熔煉，并從而能防止這些細(xì)粉結(jié)塊，以及被推向和粘附在電弧爐的爐壁上。
實(shí)施例1對(duì)于給定的電功率，例如限定到12MW，使用額外的游離碳和氧，因此能使之使用任何技術(shù)或熔融至少雙倍流速的金屬細(xì)粉或(DRI)，或供給較少金屬化的金屬細(xì)粉或(DRI)到爐內(nèi)，因此增加了還原爐的生產(chǎn)率。
在多膛爐的情況下，通過(guò)具有生產(chǎn)90％金屬化水平的50t/h的DRI能力所需要的50％容量的爐子，就能確保生產(chǎn)具有60％金屬化水平的54或57t/h的DRI。
而且，表1中最后一欄示出了在DRI中以過(guò)量游離碳形式添加額外碳的可能性。
表1將DRI供入1000℃爐內(nèi)冶煉成具有3％C，1500℃下流動(dòng)的熔煉鐵的數(shù)據(jù)表。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明10 電弧爐12 轉(zhuǎn)爐14 拱頂16 電極18 轉(zhuǎn)移裝置20 氮簾22 渣層24 液態(tài)金屬熔體26 爐膛28 多孔磚30 惰性氣體32 后燃燒噴管32’原始氧噴射器33 電弧34 原始氧噴射36 后燃燒氧噴射38 爐渣移動(dòng)
權(quán)利要求
1.一種在電弧爐中生產(chǎn)液態(tài)熔煉鐵的方法，該電弧爐含有幾個(gè)電極，裝備有爐膛，并含有由非泡沫液體爐渣覆蓋的熔池表面，該方法包括以下步驟a)還原金屬細(xì)粉以形成含有過(guò)量游離碳的預(yù)還原金屬細(xì)粉。b)在惰氣簾中使預(yù)還原金屬細(xì)粉的熱轉(zhuǎn)移到電弧爐中的熔池表面。c)通過(guò)噴射氣體的攪動(dòng)熔池表面要避免形成結(jié)殼。d)在電弧爐中熔煉預(yù)還原的金屬細(xì)粉以獲得液態(tài)熔煉鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征是，依靠重力進(jìn)行預(yù)還原金屬細(xì)粉的轉(zhuǎn)移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，特征是，預(yù)還原金屬細(xì)粉的轉(zhuǎn)移是在位于電弧爐的電極之間的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，通過(guò)經(jīng)電弧爐的爐膛，以50-150l/min.t，優(yōu)選以80-120l/min.t的速率噴射中性氣體，而達(dá)到熔池表面的攪動(dòng)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，通過(guò)經(jīng)一個(gè)或幾個(gè)噴射器，向熔池表面中噴射含氧氣體，而達(dá)到熔池表面的攪動(dòng)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，步驟a)包括如下步驟a1)使金屬細(xì)粉引入到具有幾個(gè)疊置爐膛的多膛爐內(nèi)，并將其沉積到多膛爐的上層爐膛內(nèi)，a2)金屬細(xì)粉逐漸轉(zhuǎn)移到下一層爐膛內(nèi)，a3)向一個(gè)或幾個(gè)下層爐膛內(nèi)以足以還原金屬細(xì)粉的量添加碳還原劑，并確保有過(guò)量的游離碳，a4)加熱多膛爐，并使金屬細(xì)粉與碳還原劑接觸而被還原，在適宜的溫度下，由碳還原劑產(chǎn)生氣體，a5)燃燒掉由碳還原劑產(chǎn)生的過(guò)量氣體，并用產(chǎn)生的熱干燥和預(yù)熱金屬細(xì)粉。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，在步驟a)或步驟b)中添加造渣劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，特征是，造渣劑選自石灰、熔劑和氧化鎂，以及它們的混合物。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，過(guò)量碳為7-15％，優(yōu)選為10％。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，碳還原劑為炭。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，碳還原劑在步驟a)中脫除揮發(fā)物。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，過(guò)量碳在步驟d)中被消耗掉。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征是，過(guò)量碳通過(guò)經(jīng)一個(gè)或幾個(gè)噴管，噴射含氧后燃燒氣體流到爐渣內(nèi)而消耗掉。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，特征是，后燃燒氣體的噴射的定位要使?fàn)t渣的移動(dòng)朝向電弧爐的電極。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于在電弧爐中生產(chǎn)熔煉鐵的方法，該電弧爐含有幾個(gè)電極，裝配有爐膛，并含有熔池表面，在其頂部配置有非泡沫液態(tài)爐渣。發(fā)明的方法包括以下步驟還原金屬填充物，以形成含有過(guò)量游離碳的預(yù)還原金屬填充物，預(yù)還原金屬填充物在惰性氣體簾中熱轉(zhuǎn)移到電弧爐內(nèi)的熔池表面；通過(guò)噴入氣體，混合熔池表面以防止結(jié)殼形成；為生產(chǎn)熔煉鐵，在電弧爐內(nèi)熔煉預(yù)還原金屬填充物。
文檔編號(hào)C21B13/14GK1492937SQ02805218
公開(kāi)日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月23日
發(fā)明者讓-盧克·羅思, 保羅·伯格, 弗雷德·韋斯格伯, 弗雷德·帕拉希, 埃米爾·羅納迪, 帕拉希, 羅納迪, 韋斯格伯, 伯格, 讓-盧克 羅思 申請(qǐng)人:保爾·沃特公司, 保爾 沃特公司