[發明專利]一種提高鋼鐵冶煉中硫元素回收率的工藝

在審

• 申請號: 201811130501.6
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109097520A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 張志堅;張新堅
• 申請（專利權）人: 江陰市茂昌鑄造有限公司
• 主分類號: C21C5/30
• 分類號: C21C5/30;C21C1/02;C21C7/064
• 代理公司: 南京匯恒知識產權代理事務所(普通合伙) 32282
• 代理人: 夏恒霞

本發明涉及鋼鐵冶煉生產工藝領域，具體地說，是一種提高鋼鐵冶煉中硫元素回收率的工藝，包括：鐵水脫硫，混鐵爐攪拌，轉爐冶煉，采用轉爐煉鋼工藝，控制碳元素含量以及控制轉爐終點溫度，能夠有效控制氧含量，提高硫的利用率。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶煉生產工藝領域，具體地說，是一種提高鋼鐵冶煉中硫元素回收率的工藝。

背景技術

用戶對鋼的潔凈度要求越來越高,為此必須盡力減少鋼中非金屬夾雜物數量和尺寸,尤其是對高品質冷軋產品更為重要。

硫屬于非金屬物質，很容易與鋼水中的氧發生反應，想要提高硫的回收率就必須要先降低氧的含量，要控制轉爐冶煉終點鋼水中氧活度和渣中(FeO+MnO)含量,因為這是產生鋼中夾雜物的根源。

在任何情況下，氧對金屬性能的影響都是有害的，由于氧在金屬中存在的狀態不同以及氧與金屬交互作用性質的不同，氧可通過不同的機制使金屬脆化，但是在各類鑄鋼鋼水熔煉的整個過程中，無論怎么控制鋼水的質量，鋼水中總有一定量的含氧量的存在，無形中就對鋼水的質量有了明顯的影響，金屬中氧的來源可分為“內含的”和“外來的” 種。前者是指金屬在熔煉過程中及隨后的加工制造過程中吸收的氧；后者則是金屬機件在服役時環境介質中含有氧。在此，我們主要就前者進行討論并實施控制，氧在金屬中可有幾種不同的存在形式。在一般情況下，氧以間隙原子狀態回溶在金屬中，對于大多數工業合金，氧的溶解度隨溫度降低而降低。氧在金屬中也可通過擴散聚集在較大缺陷（如空洞、氣泡、裂紋等）處，以氧分子狀態存在，此外，氧還可能和一些過渡族、稀土或堿土金 屬元素作用生產氧化物，或與金屬中的第二元素相作用生成氣體產物，如鋼中的氧可以和滲碳體中的碳原子作用形成CO等，由于氣孔的形成，對鑄件質量就形成了致命的影響。

研究表明：轉爐終點氧含量是產生夾雜物的源頭,提高鋼的潔凈度應從源頭抓起，優化轉爐工藝操作,強化復吹的冶金效果是降低轉爐終點氧的有效措施，應根據產品品質對夾雜物敏感性的要求,解決好利用濺渣護爐后高爐齡與復吹效果之間的矛盾,尤其是對深沖高級冷軋板,為提高表面質量首先應保證復吹效果,而不是高爐齡。

現有的鋼鐵冶煉工藝中氧含量過高導致硫元素和一些非金屬元素與氧元素發生反應，從而產生一些雜質以及會使得硫元素的回收率降低。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明披露了一種提高鋼鐵冶煉中硫元素回收率的工藝，采用控制碳元素含量以及控制轉爐終點溫度的方法，能夠有效控制氧含量，提高硫的利用率。為了實現上述目的，本發明采用的具體技術方案如下：

一種提高鋼鐵冶煉中硫元素回收率的工藝，包括如下步驟：

1）鐵水脫硫：將鐵水進行脫硫處理，鐵水脫硫后進入混鐵爐；

2）混鐵爐攪拌：鐵水在混鐵爐中進行均勻攪拌，隨后進入轉爐冶煉；

3）轉爐冶煉；轉爐對鐵水進行冶煉、脫氧、底吹，隨后出鋼。

本發明的進一步改進，步驟2）中，攪拌充分，鐵水和雜質要可見分離，混鐵爐出鐵水的溫度為1300℃。攪拌充分的目的在于，能夠促進鐵水和雜質的分離，鐵水在混鐵爐中進行水渣分離，混鐵爐不僅能夠進行均勻的攪拌，還能保持鐵水的溫度，為鐵水進入轉爐做準備，混鐵爐的爐內平均溫度要保持在1250℃-1290℃之間，

本發明的進一步改進，步驟3）冶煉中，在鐵水中加入生石灰，鼓入空氣，發生化學反應后生成CO和爐渣，當爐口出現橘色蒸汽停止鼓氣。橘色蒸汽為四氧化三鐵。

本發明的進一步改進，步驟3）脫氧中，利用C和O發生反應產生CO脫氧，控制C和O的含量為3:4，氧槍向轉爐中注入純氧，供氧壓力必須保持不變，槍位發生變化，分為高位槍和低位槍，CO和四氧化三鐵反應進一步生成鐵和二氧化碳。

本發明的進一步改進，步驟3）底吹中吹入氣體是氬氣，底吹要持續10分鐘。