本發(fā)明屬于冶金煉鋼的新工藝應(yīng)用領(lǐng)域，提供了一種通過對(duì)高爐鐵水進(jìn)行氣霧化處理實(shí)現(xiàn)脫碳煉鋼的新方法。

背景技術(shù)：

高爐鐵水煉鋼處理一般是經(jīng)ld-lf/rh/vd-cc流程形成合格鑄坯，其中鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)通過頂吹或底吹或頂?shù)讖?fù)合吹氧初步完成脫碳，而通過霧化技術(shù)也可實(shí)現(xiàn)鐵水脫碳。

韓國posco公司公開了一種利用鋼水制備鐵系粉末的方法，即向中間包提供通過煉鐵工藝及煉鋼工藝制備的鐵系鋼水并進(jìn)行水霧化操作，能夠經(jīng)濟(jì)地提供高潔凈度的鐵系粉末，其用于噴射高壓水的噴嘴以50-300巴的壓力噴射水流，從而使鐵系鋼水分離成500μm以下大小的液滴，該液滴通過在所述腔室內(nèi)部以20-80%的容積裝填的冷卻水及所述噴射的水進(jìn)行淬火并成為粉末，使得在所述粉末中150μm以下大小的粉末所占比例為80-95%。

加拿大qmp（quebecmetalpowders）公司采用水霧化制備鐵粉，流程為高純度、高碳鐵水倒入感應(yīng)加熱保溫混合爐中調(diào)整溫度，鐵水注入大型漏包，從漏嘴中流下的鐵水流被來自水平方向的高壓水噴射流粉碎。通過淬冷罐上的入口吸入空氣，使霧化的粗鐵粒部分氧化。濕粉漿通過磁性脫水器和真空過濾器除去大部分水，并在煤氣加熱的旋轉(zhuǎn)干燥窯內(nèi)進(jìn)行干燥。一般霧化鐵顆粒尺寸小于2.36mm，平均氧含量為5%左右，鐵的含碳量減低到了約3%。將?；c球磨的粉末依據(jù)含氧量與含碳量分別貯存在專用貯粉倉中，按一定的比率混合后，在連續(xù)式鋼帶爐上進(jìn)行脫碳還原，鋼帶上粉料層厚約25mm，爐內(nèi)氣氛為分解氨。在爐子的頂部與底部配置有用煤氣加熱的輻射管，加熱區(qū)溫度為980～1040℃。在脫碳還原爐內(nèi)于高溫下粉末混合料所含之碳與氧發(fā)生反應(yīng)，生成co與co2。在保護(hù)氣氛下冷卻后，輕微燒結(jié)的疏松的海綿鐵塊落入鋸齒型破碎機(jī)中破碎，最后通過球磨機(jī)碾磨成粉末。

葛自強(qiáng)提出一種一步法氣霧化鐵粉的制造方法及氣霧化系統(tǒng)，首先將鐵或鋼原料及根據(jù)產(chǎn)品要求所需要的相應(yīng)量的合金元素投入熔爐，熔解成鐵液，并倒入鐵水中間包，然后將鐵液送入非氧化性氣氛中的氣霧化系統(tǒng)，鐵液倒入鐵水霧化包并在鐵水霧化包加溫、保溫至適當(dāng)溫度，鐵水包平臺(tái)移動(dòng)噴嘴與霧化器對(duì)接，高壓非氧化性氣氛進(jìn)入霧化器，鐵液進(jìn)入噴嘴，霧化器對(duì)鐵液噴粉，噴粉落入霧化室下側(cè)的集料器，經(jīng)送料管進(jìn)入半成品貯罐，再經(jīng)振動(dòng)篩分機(jī)按噴粉顆粒大小分類，輸出鐵粉成品至各類成品貯罐。一步法氣霧化鐵粉的制造方法，其特征在于所述霧化室的溫度控制在300℃以下，所述非氧化性氣氛是氮?dú)鈿夥铡?/p>

總之，目前鐵水的霧化處理一般采用水霧化法，流程長且復(fù)雜，而國內(nèi)尚處于初步開發(fā)階段，通過氣霧化法制粉的方法僅是采用氮?dú)鈱?duì)鐵水的霧化處理，溫度低且未進(jìn)行有效脫碳。如何對(duì)粉體快速脫碳是亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種通過對(duì)高爐鐵水進(jìn)行霧化處理實(shí)現(xiàn)脫碳煉鋼的新方法，本發(fā)明適用于對(duì)現(xiàn)有煉鋼途徑的創(chuàng)新性改變。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的方法，

首先，霧化爐的高溫霧化室內(nèi)充滿規(guī)定溫度范圍的高壓氧化性氣體；

然后，通過氣霧化技術(shù)在規(guī)定霧化時(shí)間內(nèi)將高碳含量的高溫鐵水破碎成微細(xì)鐵液滴，使其在自身動(dòng)能和重力作用下，在高壓氧化性氣體環(huán)境中下落飛行并凝固，形成鐵粉體；在霧化和飛行過程中，鐵液滴和/或鐵粉體中的碳與氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成co或co2氣體；

最后，冷卻下來的鐵粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殇摲垠w，落入霧化爐下部收集器中。

高溫霧化室的初始溫度為1150~1350℃，高溫霧化室內(nèi)的氣氛壓力為0.15~0.45mpa。

高溫霧化室內(nèi)的高壓氧化性氣體包括水蒸氣、一氧化碳、氧氣、氫氣、二氧化碳、氬氣中的一種或幾種混合氣。

高碳含量的高溫鐵水中，其碳含量為3.0~4.5%。

鐵液滴和/或鐵粉體是指直徑為10~50μm的鐵液滴和鐵粉體混合體，其中鐵液滴所占比例為40~100%，鐵粉體所占比例為0~60%。

鐵水霧化時(shí)間小于1s，鐵液滴和/或鐵粉體的飛行時(shí)間為15~60s。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的特點(diǎn)包括：

（1）本發(fā)明采用高壓高溫氧化氣氛霧化室，使得鐵液滴保持一定時(shí)間，促進(jìn)了鐵液滴與環(huán)境氣體脫碳的快速進(jìn)行；

（2）霧化粉體形狀取決于金屬液表面張力和被撕碎后冷卻結(jié)晶的時(shí)間，高溫鐵水氣霧化冷卻時(shí)間長，粉體易成棱角形，粉末壓縮性好；

（3）本發(fā)明提高了鐵水制備鋼粉體的生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

本發(fā)明所公開的這種高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的方法，如下。

首先，霧化爐的高溫霧化室內(nèi)充滿一定溫度的高壓氧化性氣體；高溫霧化室的高壓氧化性氣體的初始溫度為1150~1350℃，高溫霧化室內(nèi)的氣氛壓力為0.15~0.45mpa。高溫霧化室內(nèi)的高壓氧化性氣體包括水蒸氣、一氧化碳、氧氣、氫氣、二氧化碳、氬氣中的一種或幾種混合氣。

然后，通過氣霧化技術(shù)在規(guī)定霧化時(shí)間內(nèi)將高碳含量的高溫鐵水破碎成微細(xì)鐵液滴，使其在自身動(dòng)能和重力作用下，在高壓氧化性氣體環(huán)境中下落飛行并凝固，形成鐵粉體；在霧化和飛行過程中，鐵液滴和/或鐵粉體中的碳與氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成co或co2氣體。鐵液滴和/或鐵粉體是指直徑為10~50μm的鐵液滴和鐵粉體混合體，其中鐵液滴所占比例為40~100%，鐵液滴所占比例為0~60%。鐵水霧化時(shí)間小于1s，鐵液滴和/或鐵粉體的飛行時(shí)間為15~60s。高碳含量的高溫鐵水中，其碳含量為3.0~4.5%。

最后，冷卻下來的鐵粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殇摲垠w，落入霧化爐下部收集器中。

實(shí)施例1

高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的方法，具體方法為使霧化爐的高溫霧化室內(nèi)充滿初始溫度為1170℃的0.42mpa的高壓氧化性水蒸氣和氫氣的混合氣；然后通過氣霧化技術(shù)在小于1s的霧化時(shí)間內(nèi)將碳含量為3.2%高碳高溫鐵水破碎成微細(xì)鐵液滴，在自身動(dòng)能和重力作用下，大量微細(xì)鐵液滴在高壓氧化性氣體中下落15~60s的飛行時(shí)間并凝固，形成鐵粉體；在霧化時(shí)間和飛行時(shí)間內(nèi)，直徑為10~50μm的80%鐵液滴和20%鐵粉體混合體，與氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成co或co2氣體，最終冷卻下來的鐵粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殇摲垠w，落入霧化爐下部收集器中。

實(shí)施例2

一種高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的方法，具體方法為使霧化爐的高溫霧化室內(nèi)充滿初始溫度為1250℃的0.25mpa的高壓氧化性水蒸氣、氫氣和氬氣的混合氣；然后通過氣霧化技術(shù)在小于1s的霧化時(shí)間內(nèi)將碳含量為3.9%高碳高溫鐵水破碎成微細(xì)鐵液滴，在自身動(dòng)能和重力作用下，大量微細(xì)鐵液滴在高壓氧化性氣體中下落15~60s的飛行時(shí)間并凝固，形成鐵粉體；在霧化時(shí)間和飛行時(shí)間內(nèi)，直徑為10~50μm的70%鐵液滴和30%鐵粉體混合體，與氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成co或co2氣體，最終冷卻下來的鐵粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殇摲垠w，落入霧化爐下部收集器中。

實(shí)施例3

一種高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的方法，具體方法為使霧化爐的高溫霧化室內(nèi)充滿初始溫度為1280℃的0.3mpa的高壓氧化性二氧化碳和氬氣的混合氣；然后通過氣霧化技術(shù)在小于1s的霧化時(shí)間內(nèi)將碳含量為3.6%高碳高溫鐵水破碎成微細(xì)鐵液滴，在自身動(dòng)能和重力作用下，大量微細(xì)鐵液滴在高壓氧化性氣體中下落15~60s的飛行時(shí)間并凝固，形成鐵粉體；在霧化時(shí)間和飛行時(shí)間內(nèi)，直徑為10~50μm的65%鐵液滴和35%鐵粉體混合體，與氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成co或co2氣體，最終冷卻下來的鐵粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殇摲垠w，落入霧化爐下部收集器中。

實(shí)施例4

一種高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的方法，具體方法為使霧化爐的高溫霧化室內(nèi)充滿初始溫度為1330℃的0.18mpa的高壓氧化性水蒸氣、氧氣、二氧化碳和氬氣的混合氣；然后通過氣霧化技術(shù)在小于1s的霧化時(shí)間內(nèi)將碳含量為4.2%高碳高溫鐵水破碎成微細(xì)鐵液滴，在自身動(dòng)能和重力作用下，大量微細(xì)鐵液滴在高壓氧化性氣體中下落15~60s的飛行時(shí)間并凝固，形成鐵粉體；在霧化時(shí)間和飛行時(shí)間內(nèi)，直徑為10~50μm的50%鐵液滴和50%鐵粉體混合體，與氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成co或co2氣體，最終冷卻下來的鐵粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殇摲垠w，落入霧化爐下部收集器中。

實(shí)施例5

高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的方法，具體方法為使霧化爐的高溫霧化室內(nèi)充滿初始溫度為1150℃的0.45mpa的高壓氧化性水蒸氣和氫氣的混合氣；然后通過氣霧化技術(shù)在小于1s的霧化時(shí)間內(nèi)將碳含量為3.2%高碳高溫鐵水破碎成微細(xì)鐵液滴，在自身動(dòng)能和重力作用下，大量微細(xì)鐵液滴在高壓氧化性氣體中下落15~60s的飛行時(shí)間并凝固，形成鐵粉體；在霧化時(shí)間和飛行時(shí)間內(nèi)，直徑為10~50μm的95%鐵液滴和5%鐵粉體混合體，與氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成co或co2氣體，最終冷卻下來的鐵粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殇摲垠w，落入霧化爐下部收集器中。

實(shí)施例6

高溫鐵水氣霧化脫碳煉鋼的方法，具體方法為使霧化爐的高溫霧化室內(nèi)充滿初始溫度為1350℃的0.15mpa的高壓氧化性水蒸氣和氫氣的混合氣；然后通過氣霧化技術(shù)在小于1s的霧化時(shí)間內(nèi)將碳含量為3.2%高碳高溫鐵水破碎成微細(xì)鐵液滴，在自身動(dòng)能和重力作用下，大量微細(xì)鐵液滴在高壓氧化性氣體中下落15~60s的飛行時(shí)間并凝固，形成鐵粉體；在霧化時(shí)間和飛行時(shí)間內(nèi)，直徑為10~50μm的40%鐵液滴和60%鐵粉體混合體，與氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成co或co2氣體，最終冷卻下來的鐵粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殇摲垠w，落入霧化爐下部收集器中。