[發(fā)明專利]一種采用電爐吹氣冶煉和凈化生產(chǎn)鑄鐵的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310411612.5
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN104164530A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐忠民;盧峰;陸文華;萬仁芳
• 申請（專利權(quán)）人: 襄陽康捷飛龍電氣有限公司
• 主分類號: C21C1/08
• 分類號: C21C1/08;C22C33/08;C21C7/072
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42218
• 代理人: 何靜月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉行業(yè)，具體屬于冶煉凈化工藝生產(chǎn)鑄鐵的范疇。?

背景技術(shù)

煉鋼業(yè)與鑄鐵業(yè)的基本現(xiàn)狀：歐美等發(fā)達國家主要以廢鋼鐵為原料通過吹氣冶煉電弧爐的氧化和還原工藝生產(chǎn)鋼材，近年約占其鋼材總產(chǎn)量的90%。2002年、2005年、2011年中國粗鋼產(chǎn)量分別約為1.8、3.5、7億噸，2011年約占世界的45%,主要以鐵礦石為原料通過高爐、吹氣冶煉轉(zhuǎn)爐的氧化和還原工藝生產(chǎn)鋼材，其中主要使用電弧爐生產(chǎn)特鋼，僅約占中國的10%。2010年中國廢鋼產(chǎn)生量約1.1億噸，其中鋼廠自產(chǎn)廢鋼量為0.3億噸，社會廢鋼產(chǎn)量在0.8億噸左右。大型鋼廠的轉(zhuǎn)爐及電弧爐消耗廢鋼約為0.9億噸，鑄造、小五金、小鋼廠消耗廢鋼約為0.3億噸。2004年、2008年、2012年中國汽車產(chǎn)銷量分別約500、1000、2000萬輛。2010年汽車保有量約為58輛/千人，同期發(fā)達國家約為500輛/千人，中國汽車產(chǎn)量持續(xù)高速增幅還有很大的空間，當今中國粗鋼增幅比汽車低，未來汽車廢鋼鐵的總量及在鋼鐵原料中的比重會逐年增加。2012年中國鑄鐵件產(chǎn)量約為3500萬噸，主要以鑄造生鐵及少量優(yōu)質(zhì)廢鋼為原料通過感應(yīng)爐重熔及增碳工藝生產(chǎn)鑄鐵。?

廢鋼鐵一般分為重型廢鋼鐵（重廢），厚度≥6mm，中型廢鋼鐵（中廢），厚度≥4mm，統(tǒng)料型廢鋼鐵（統(tǒng)廢），厚度≥2mm，是各種工業(yè)廢鋼鐵的混合體，輕料型廢鋼鐵（輕廢），是各種工業(yè)及生活廢鋼鐵的混合體，焚燒廢鐵指焚燒垃圾后產(chǎn)生的廢鋼鐵。還有馬達鐵、沖花鐵、鋼鐵屑、機件廢鐵、鋼鐵生產(chǎn)的回爐料等。特殊廢鋼鐵分3類，高熔點合金廢鋼鐵，如不銹鋼、軸承等，電鍍廢鋼鐵，汽車廢鋼鐵。重廢、中廢、沖花鐵、鑄鐵回爐料等成分一致性較好，雜質(zhì)含量低，價格高，是優(yōu)質(zhì)廢鋼鐵。統(tǒng)廢、輕廢及焚燒廢鐵的成分復(fù)雜，雜質(zhì)含量高，可以有部分鐵的氧化物，可以含有少量的油污及泥沙，價格低，供應(yīng)量大，是低質(zhì)廢鋼鐵。一般廢鐵中含有較高C、Si、Mn、S、P，廢鋼中會含有較高C、Si、Mn、Ni、Cu、Cr、Sn，及其他眾多的微量元素，所有元素分布極不均勻。廢鋼鐵以雜質(zhì)的類型可分為三類，一是低熔點的元素，如Hg、As、Cd、Zn、Mg、Ce、Bi、Pb、Sb、Sn、Al、Cu、S、P等，二是高熔點元素，如Ni、Co、Ti、Cr、V、B、Nb、Mo、W等，三是非金屬夾雜物及氣體，如氧化物、硫化物、O₂、N₂、H₂、等。低熔點的元素及化合物易在較低的溫度下受熱膨脹造成材料的“熱脆”，部分元素相對活躍易形成夾雜物，部分元素在重熔工藝中很難揮發(fā)及氧化。高熔點元素熔點很高，易殘留在鑄件中形成加工硬點，在重熔工藝中不易分解。夾雜物及氣體含量過多，夾雜物顆粒過大，會使鑄件致密度下降，易產(chǎn)生偏析、縮松、裂紋等，如＞10um的夾雜物易產(chǎn)生疲勞裂紋。重熔工藝以重新熔化的物理過程為基礎(chǔ)，清除的難度較大或者成本很高，上述三類元素及化合物有一些對鑄鐵的影響很大，故只有把有害雜質(zhì)的含量控制在一定的范圍內(nèi)，才能生產(chǎn)品質(zhì)一致的鑄鐵產(chǎn)品。含鐵原料的種類及成分十分復(fù)雜，它雖然都是吹氣冶煉爐氧化、還原化學(xué)反應(yīng)過程下的良好原料，但在傳統(tǒng)鑄鐵業(yè)使用重熔工藝的條件下，各類含鐵原料是無法廣泛使用的。汽車廢鋼含有常用的有色金屬有?Al、Cu、Zn、Mg、Sn、Pb、Hg、Ni、Ti、W、Ag、Cr、Be等，如果有害元素超標將嚴重影響鑄鐵品質(zhì)的穩(wěn)定性，是鑄鐵業(yè)使用傳統(tǒng)重熔工藝最大的障礙。德國的寶馬公司在全國范圍內(nèi)建立起類似連鎖銷售及回收的網(wǎng)絡(luò)，汽車廠參與對廢舊汽車的發(fā)動機等進行分類的檢測，為部件的再生利用及相同物料的回爐處理創(chuàng)造了有利的條件，但是在實際操作過程中，像發(fā)動機、車橋等各種復(fù)雜的汽車總成，如果總成部分銹死或沒有再生利用的價值，分解總成中含有電鍍及高熔點合金等的部件，清除鑄鐵重熔工藝原料中的有害成分是十分不經(jīng)濟的。同時中國地域廣闊，汽車零部件的生產(chǎn)廠家眾多，同類部件的鋼鐵成分差異很大，使中國的汽車廠很難全面向德國一樣參與汽車部件的再生利用，隨著中國汽車報廢量的增加，汽車零部件中鋼鐵的再生利用，有效消除地下拼裝市場的部分隱患，是急待解決的重要課題。?