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一种炼 钢生 铁炉外增 硅生产 铸造用 生铁的方法

阅读：126发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种炼钢生铁通过炉外增硅生产铸造用生铁的方法，主要解决长流程钢铁企业中高炉富余铁水的高效分流和增益问题，利用高炉生产的炼钢生铁，在出铁之后通过炉外增硅的方式将其调整至目标铸造用生铁的成分，而后运往铸铁机浇铸成块；其中炉外增硅手段包括在炼钢KR 脱硫工序加入增硅剂或在高炉炉前利用移动板式给料机将增硅剂加入铁沟；本发明的效果是能经济地将通常铸成炼钢用生铁块（面包铁）的富余铁水加工成具有较高品质和附加值的铸造用生铁，且方法简便易行、生产灵活高效、成分准确可控。，下面是一种炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，其特征在于：利用高炉生产的炼钢生铁，在出铁之后通过炉外增硅的方式将其调整至目标铸造用生铁的成分，而后再利用铸铁机浇铸成块，具体操作步骤如下：
（1）由稳定生产炼钢生铁的高炉产出铁水，铁水成分满足炼钢生铁的要求，流经撇渣器之后铁沟内的铁水温度大于1490℃；
（2）对步骤（1）中除渣后的铁水进行炉外增硅并运往铸铁车间，所述的炉外增硅包括在炼钢KR脱硫工序中增硅或高炉炉前铁沟增硅或两种增硅方式配合使用；
所述高炉炉前铁沟增硅的具体操作为：高炉炉前利用移动板式给料机将增硅剂加入铁沟：高炉正常出铁2-5min后，由移动板式给料机在出铁结束前向铁沟中加入增硅剂，使硅含量达到目标铸造用生铁标准规定的范围，待出铁量达到预定量时结束出铁，并将加入增硅剂的铁水运往铸铁车间；
所述炼钢KR脱硫工序中增硅的具体操作为：高炉正常出铁后快速将铁水运至KR脱硫工序中的铁水罐中，利用行车向铁水罐中加入增硅剂，利用KR脱硫工序中的搅拌设备对加入了增硅剂的铁水进行搅拌，搅拌设备中搅拌桨的转速为120r/min，搅拌10min，搅拌桨插入铁水深度为900-1100mm，使硅含量达到目标铸造用生铁标准规定的范围，将加入增硅剂搅拌后的铁水静置20-40min后运往铸铁车间；
（3）将步骤（2）中增硅后的铁水送入铸铁机浇铸成块，得到铸造用生铁块，浇铸时铁水温度大于1300℃。
2.根据权利要求1所述的炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，其特征在于：步骤（1）中所述流经撇渣器之后铁沟内的铁水温度为1490-1520℃。
3.根据权利要求1所述的炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，其特征在于：所述步骤（2）中炉外增硅后的铁水在运往铸铁车间时采取加碳化稻壳的方式进行保温，维持步骤（3）中浇注时铁水温度大于1300℃。
4.根据权利要求1所述的炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，其特征在于：步骤（2）中进行炉外增硅时所述的增硅剂为硅铁，硅含量≥65％，硅铁粒径在5-30mm。

说明书全文

一种炼钢生 铁炉外增 硅生产 铸造用 生铁的方法

技术领域

[0001] 本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种利用炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的工艺方法。

背景技术

[0002] 铸造业是汽车，石化、钢铁、电力、造船、纺织等支柱产业的基础。随着铸造业的发展，对铸件的综合质量、成本、能耗、效益和清洁生产等要求越来越高。

[0003] 目前，铸造用生铁的生产方式主要有高炉直接冶炼与炉外增硅，高炉直接冶炼铸造生铁(含硅1.0-3.5％)时炉内要进行大量的硅还原反应，导致高炉焦比高，炉内温度高。同时，炉缸内温度较高，炉内会生成大量气态中间体产物SiO，SiO除在下部被渣铁吸收外，还有部分会随煤气上升到较低温度的块状带，并在固态炉料的空隙中聚集下来，使块状带透气性变差，并造成炉内压差升高，这大大影响了高炉的稳定顺行，增加了操作难度。因此，高炉直接生产铸造生铁在技术上是比较困难的。另外，高炉直接冶炼铸造用生铁时焦比较高，生铁成本较高，即高炉直接冶炼铸造生铁也是不够经济的。

[0004] 通过炉外增硅的方式生产铸造用生铁可以减轻高炉负担，实现高产低耗，降低铁水含硫量，提高铸铁质量。炉外增硅通常采用投入法与喷粉法。投入法增硅的工艺简单，硅铁块会浮在铁流和铁水罐表面，熔化溶解的同时伴随着烧损，常规的投入法需人工投料，劳动强度较大，硅铁收得率不高；喷粉法增硅是在喷粉罐内将硅铁粉通过载气流态化并用插入铁水罐的喷枪喷入铁水底层中，在充分搅动的铁水中，传质、传热条件较好，硅铁熔化、溶解速度较快。生产实践和实验室研究都证明喷粉法增硅技术上是可行的，但其喷头寿命短，需要经常更换，应用成本较高。

[0005] 在传统长流程钢铁企业中，高炉铁水是用来炼钢的，然而在炼钢能力不足或因故障、检修等原因无法消化铁水时，一般会利用铸铁机将过剩铁水铸成生铁块(面包铁)堆存，以平衡铁、钢产能，保障高炉稳定顺行，且将生铁块作为日后炼钢用的原料。这种处理方式只能起到一时的应急作用，比较被动，且面包铁最终仍需运往炼钢进行内部消化，无法产生额外效益。因此，急需一种经济合理的炉外增硅技术以解决高炉富余铁水的分流和增益问题。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是长流程钢铁企业中高炉富余炼钢生铁的高效分流和增益问题，针对以上现有技术存在的不足，提出一种炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，利用炼钢生铁高炉生产的富余铁水，通过炉外增硅的方式将其调整至目标铸造用铁的成分，而后再利用铸铁机浇铸成铸造用生铁，该方法简便易行、成本低、不易损坏生产设备、生产灵活高效、成分准确易控。

[0007] 本发明解决以上技术问题的技术方案是：

[0008] 一种炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，利用高炉生产的炼钢生铁，在出铁之后通过炉外增硅的方式将其调整至目标铸造用生铁的成分，而后再利用铸铁机浇铸成块，具体操作步骤如下：

[0009] (1)由稳定生产炼钢生铁的高炉产出铁水，高炉的炉况保持稳定，铁水成分波动不宜过大，保持能判断出下一炉铁水的硅含量，控制铁水硅的含量不超过1.0％，铁水成分满足炼钢生铁的要求，流经撇渣器之后铁沟内的铁水温度大于1490℃；

[0010] (2)对步骤(1)中除渣后的铁水进行炉外增硅并运往铸铁车间，炉外增硅包括在炼钢KR脱硫工序中增硅或高炉炉前铁沟增硅或两种增硅方式配合使用；

[0011] 高炉炉前铁沟增硅的具体操作为：根据公式：其中n为每罐出铁量，吨；A为目标铸造用生铁的硅含量，质量百分数；α为铁水硅含量，质量百分数；
β为增硅剂硅含量，质量百分数；η为硅铁保守收得率，计算出所需增硅剂加入量m，并提前将增硅剂及移动板式给料机准备到位，高炉正常出铁2-5min后，由移动板式给料机在出铁结束前向铁沟中加入增硅剂，增硅剂的加入点应靠近铁沟的前面，增硅剂添加结束后，待出铁量到达预定量时结束出铁，并将加入增硅剂的铁水运往铸铁车间；

[0012] 炼钢KR脱硫工序中增硅的具体操作为：高炉正常出铁后将铁水转至KR脱硫工序中的铁水罐中，同样将铁水罐内的铁水量、铁水硅量、增硅剂硅含量、保守收得率及目标铸造用生铁的硅含量代入公式：其中n为每罐出铁量，吨；A为目标铸造用生铁的硅含量，质量百分数；α为铁水硅含量，质量百分数；β为增硅剂硅含量，质量百分数；η为硅铁保守收得率，计算出所需加入增硅剂的量m，利用行车等设备向铁水罐中加入增硅剂，利用KR脱硫工序中的搅拌设备对加入了增硅剂的铁水进行搅拌，搅拌设备中的搅拌桨插入铁水深度为900-1100mm，转速为120r/min，搅拌10min之后，使硅含量达到目标铸造用生铁标准规定的范围，将加入增硅剂搅拌后的铁水静置20-40min后运往铸铁车间；

[0013] 将加入增硅剂并搅拌后的铁水进行静置，可促进增硅剂的充分熔化；

[0014] (3)将步骤(2)中增硅后的铁水送入铸铁机浇铸成块，得到铸造用生铁块，浇铸时铁水温度大于1300℃。

[0015] 进一步的，本发明的进一步技术方案为：

[0016] 前述炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，步骤(1)中除渣后的高炉出铁铁水温度为1490-1520℃。

[0017] 前述炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，步骤(2)中炉外增硅后的铁水在运往铸铁车间时采取加碳化稻壳的方式进行保温，以维持步骤(3)中浇铸时铁水温度大于1300℃，从而防止炉外增硅后的铁水温降过大影响正常浇铸。

[0018] 前述炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，步骤(2)中进行炉外增硅时增硅剂为硅铁，硅含量≥65％，硅铁粒径在5-30mm。

[0019] 移动板式给料机按合适的给料速度在出铁结束之前尽早加完所需的增硅剂，在保证加入的增硅剂不漫出铁沟且不妨碍铁沟内的铁水正常流动的前提下，较高的给料速度以及在铁沟内较靠前的给料点能保证加入的增硅剂有足够的时间熔化。

[0020] 本发明的有益效果：

[0021] 同现有技术相比，本发明具有如下优点：

[0022] (1)可以经济的将通常铸成炼钢用生铁块(面包铁)的富余铁水加工成具有较高品质和附加值的铸造用生铁；

[0023] (2)对增硅剂的粒度要求宽松，不需要进行制粉，成本低、制备便捷；

[0024] (3)利用钢铁企业中常见的KR脱硫设备进行搅拌增硅，无需另增设备，且硅铁收得率大于90％；

[0025] (4)利用移动板式给料机将增硅剂加入铁沟，避免了人工加入的高强度作业，高效可控且生产灵活。

具体实施方式

[0026] 实施例1

[0027] 本实施例提供一种炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，本实施例以Z18牌号铸铁为最终产品，利用高炉生产的炼钢生铁，在出铁之后通过炉外增硅的方式将其调整至目标铸造用生铁的成分，而后再利用铸铁机浇铸成块得到产品，具体操作步骤如下：

[0028] (1)由稳定生产炼钢生铁的1800m3高炉产出铁水，铁水的硅含量为0.45％，铁水中其它成分满足炼钢生铁的要求，流经撇渣器之后铁沟内的铁水温度为1500℃；

[0029] (2)采用高炉炉前铁沟增硅的方式对步骤(1)中除渣后的铁水进行炉外增硅，并运往铸铁车间；

[0030] 高炉炉前铁沟增硅的具体操作为：根据铁水硅含量0.45％，每罐出铁总量100吨，粒度为15mm的硅含量75％的增硅剂，保守收得率85％及目标铸造用生铁的硅含量1.8％，代入公式：其中n为每罐出铁量；A为目标铸造用生铁的硅含量；α为铁水硅含量；β为增硅剂硅含量；η为硅铁保守收得率，计算得出每罐铁水约需加入
2118kg硅铁，高炉正常出铁2min后，由移动板式给料机按210kg/min由紧挨着撇渣器后面的位置即铁沟内靠前的位置向铁沟内加入硅铁，10min加完所需硅铁，再经10min出铁量达到100t，此时结束出铁，将加入增硅剂的铁水运往铸铁车间，在运往铸铁车间之前在增硅铁水表面加碳化稻壳进行保温；

[0031] (3)将步骤(2)中增硅后的铁水送入铸铁机浇铸成块，浇铸时铁水温度为1400℃，按正常的铸铁步骤浇铸成单重2-7kg的铸造用生铁块。

[0032] 实施例2

[0033] 本实施例提供一种炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，以生产Z22牌号铸铁为最终产品，利用高炉生产的炼钢生铁，在出铁之后通过炉外增硅的方式将其调整至目标铸造用生铁的成分，而后再利用铸铁机浇铸成块，具体操作步骤如下：

[0034] (1)由稳定生产炼钢生铁的2500m3高炉产出一罐铁水120t，铁水硅含量为0.50％，铁水中其它成分满足炼钢生铁的要求，流经撇渣器之后铁沟内的铁水温度为
1510℃；

[0035] (2)采用在炼钢KR脱硫工序中增硅的方式对步骤(1)中除渣后的铁水进行炉外增硅，并运往铸铁车间；

[0036] 炼钢KR脱硫工序中增硅的具体操作为：高炉正常出铁后快速将铁水转至KR脱硫工序中的铁水罐中，将铁水硅含量0.50％，罐内铁水量120t，粒度为17mm硅含量80％的增硅剂，保守收得率90％及目标铸造用生铁的硅含量2.2％，代入公式：其中n为每罐出铁量；A为目标铸造用生铁的硅含量；α为铁水
硅含量；β为增硅剂硅含量；η为硅铁保守收得率，计算得出约需要加入2834kg硅铁，利用行车等设备向铁水罐中加入2834kg的增硅剂，利用KR脱硫工序中的搅拌设备对加入了增硅剂的铁水进行搅拌，搅拌设备中的搅拌桨插入铁水深度为900-1100mm，转速为120r/min，搅拌10min之后，使硅含量达到目标铸造用生铁标准规定的范围，将加入增硅剂搅拌后的铁水静置30min后运往铸铁车间，在运往铸铁车间之前在增硅铁水表面加碳化稻壳进行保温；

[0037] (3)将步骤(2)中增硅后的铁水送入铸铁机浇铸成块，浇铸时铁水温度为1350℃，得到单重为2-7kg的铸造用生铁块。

[0038] 实施例3

[0039] 本实施例提供一种炼钢生铁炉外增硅生产铸造用生铁的方法，本实施例以生产Z18牌号铸铁为最终产品，利用高炉生产的炼钢生铁，在出铁之后通过炉外增硅的方式将其调整至目标铸造用生铁的成分，而后再利用铸铁机浇铸成块得到产品，具体操作步骤如下：3

[0040] (1)由稳定生产炼钢生铁的2000m 高炉产出铁水，铁水的硅含量为0.45％，铁水中其它成分满足炼钢生铁的要求，对铁水进行除渣，除渣后的铁水温度为1520℃；

[0041] (2)采用在炼钢KR脱硫工序中增硅和高炉炉前铁沟增硅配合使用的方式对步骤(1)中除渣后的铁水进行炉外增硅，并运往铸铁车间；

[0042] 高炉炉前铁沟增硅的具体操作为：根据铁水硅含量0.45％，每罐出铁总量100吨，粒度为15mm的硅含量75％的增硅剂，保守收得率85％及目标铸造用生铁的硅含量1.8％，代入公式：其中n为每罐出铁量；A为目标铸造用生铁的硅含量；α为铁水硅含量；β为增硅剂硅含量；η为硅铁保守收得率，计算得出每罐铁水约需加入
2118kg硅铁，高炉正常出铁2min后，由移动板式给料机按100kg/min的速度在出铁结束前向铁沟中加入约1000kg的增硅剂，10min加完1000kg硅铁，在加入增硅剂时，加入点在铁沟内靠前的位置，待出铁量到达100t时结束出铁；

[0043] 炉前铁沟增硅完成及出铁结束之后快速将铁水转至KR脱硫工序中的铁水罐中，利用行车等设备向铁水罐中加入约1118kg的增硅剂，利用KR脱硫工序中的搅拌设备对加入了增硅剂的铁水进行搅拌，搅拌设备中的搅拌桨插入铁水深度为900-1100mm，转速为120r/min，搅拌10min之后，使硅含量达到目标铸造用生铁标准规定的范围，将搅拌后的加入增硅剂的铁水静置30min后运往铸铁车间，在运往铸铁车间之前在增硅铁水表面加碳化稻壳进行保温；

[0044] (3)将步骤(2)中增硅后的铁水送入铸铁机浇铸成块，浇铸时铁水温度为1400℃，得到单重为2-7kg的铸造用生铁块。

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