[其他]一步煉鋼法

無效

• 申請號: 87102333
• 申請日: 1987-03-30
• 公開（公告）號: CN87102333A
• 公開（公告）日: 1987-08-26
• 發明（設計）人: 張星辰;王天飛
• 申請（專利權）人: 張星辰;王天飛
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 河北省專利事務所
• 代理人: 李羨民,韓豐年

本發明涉及一種改進的煉鋼法，特別是由礦石一次冶煉成鋼的小型熔爐金屬冶煉法，屬鋼鐵的冶煉技術領域。

現在，一般煉鋼的工藝都是先把煤煉成焦炭，再以焦炭為發熱劑、還原劑，將礦石和燒結礦（或球團礦）冶煉成鐵，再經煉鋼工序將鐵冶煉成鋼。按照這種傳統工藝，原料要經過多次加熱冷卻過程，消耗很多焦炭，浪費大量熱能。同時，對普通冶煉工藝來說，爐料均為散裝，爐料的透氣性和還原性之間存在著矛盾。當礦石粒度過小或不均勻時，將惡化料柱的透氣性，導致爐況不順;粒度過大，透氣性好，又會降低還原速度，增加焦比。而且，既然是散裝料，伴隨著爐料的下降，會發生爐料分布不均、或“棚料”現象;或者由于鼓風氣流分布不均、出現“溝流”現象。且爐壁處的氣流速度高于中心處的氣流速度，而使爐壁燒蝕嚴重。

本發明的目的是將傳統的散裝礦料改進為整體礦料，以使爐料的分布能夠予先得以控制，人為地調節料柱的透氣性和還原性之間的矛盾。這就可以取消消煉焦工序，直接使用煤粉代替。大大縮短煉鐵、煉鋼整個生產周期，提高熱量利用率，降低成本。

本發明的目的是以如下方式實現的。將冶煉所選配的原料，包括鐵礦粉、燃料、助熔劑等粉碎成粉，制成蜂窩狀塊料，加料即為將整塊塊料裝入熔爐，使上下層孔與孔對準，以保證氣流自爐底到爐頂的暢通。由于使用蜂窩狀塊料，冶煉過程中所必需的還原性和透氣性能要求均能得到保證。因此，可以很容易用煤代替焦炭。

以下將以小型熔爐為例詳述本發明之方法。

把無煙煤（或煙煤，當然也可以利用焦炭）和鐵礦石粉碎為0.1-1毫米的顆粒，然后與助熔劑，即石灰粉和白云石粉拌勻，用蜂窩機制成蜂窩狀塊料。該料要求堿度為1.2-1.5，煤重∶礦粉重＝1∶3-6，加水10-30%，塊料強度為15-60kgf/cm²，做成后，涼干或烘干備用。

將這種塊料裝入熔爐內，孔與孔對準，裝料完畢后，用少量焦炭引燃，以便快速提高爐溫。在整個生產過程中塊料將勻速下降，只需在爐子頂部續料即可。冶煉過程中的爐層分布為，最上層為予熱層，其次為燒結層，再次為還原層，最下層即為過熱氧化層。在予熱層內，蜂窩料被予熱，蒸發掉殘余水分，塊料下降到燒結層后，由于煤粉和鐵礦石粉粒度小，接觸面積大，由料孔上升的CO氣體和熱空氣迅速予熱煤粉和礦石，并進行直接還原反應即煤直接還原鐵礦石為FeO和間接還原反應，即CO還原鐵礦石為Fe₃O₄·FeO。由于料的粒度小，相對縮小了微孔擴散阻力，再加上料孔內氣體流速大，形成劇烈湍流，相對增大了氣體擴散速度，所以反應速度非常快。當燒結料進一步下降到還原層后，則燒結礦進一步被還原為鐵，同時鐵和渣子熔為液體，沿料孔下流。鐵水在料孔內下落的過程中，受到孔內含氧熱氣流的激烈吹煉，起到脫碳，脫硫，脫磷的作用。所以，每一個料孔就相當于一個小煉鋼爐。就是在同一塊料內，燒結、還原鐵、脫碳、脫硫、脫磷同時存在。在料孔內，鐵水進行的是脫碳、脫硫、脫磷的氧化煉鋼反應：在料孔邊緣處，進行的是燒結礦還原為鐵的反應，在孔與孔之間的中間帶，由于溫度較低。氣體擴散較困難，所以進行的是燒結反應。這種料解決了粒度與通風之間的矛盾，且料孔是固定的，不存在布料不勻，氣流分布不勻等問題，“爐壁效應”很小，或者基本不存在。

蜂窩狀塊料上布滿了許多通氣孔，其孔徑為2-8cm，孔壁厚為2-8cm，當塊料直徑為1-3米時，塊料的高度可選為10-50cm。塊料上應有保證料孔對正的標志。

蜂窩狀塊料的外廓可以為園柱形，也可以是多棱柱形。當外廓尺寸較小時，可以制成一個整塊。否則，可以把它分解為多個扇柱形或多棱柱形（如三角柱體、長方體或其它多棱柱形），在向熔爐內裝料時，再將其拼裝在一起。

采用本發明工藝，可以將煉焦煉鐵和煉鋼三道工序合為一起，從根本上改變了傳統的鋼鐵生產工藝，避免了多次冶煉所消耗的熱量，縮短了最終產品的生產周期，降低了成本。采用本發明所消耗的煤比為0.6/噸鋼，按現在煤與焦炭的價格比為1∶4計算，相當于焦比0.15/噸鋼（一般煉鐵高爐焦比為0.4-0.6噸/鐵），提高高爐利用系數達3.5噸/米³·天（一般高爐利用系數為2-2.5噸/米³·天）。采用本發明后，因料柱內氣流分布均勻，所以爐壁燒損小，爐齡長，貧礦及含硫、磷等雜質高的次礦均可利用。冶煉出的成品鋼，已通過了冶金科研部門的檢測。