處理鐵水的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)涉及處理鐵水的設(shè)備和方法，并且更具體地，涉及可以借其容易地除去鐵 水中所含銅（Cu)組分的用于處理鐵水的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 從高爐流出的鐵水通常經(jīng)歷煉鋼工藝（例如，預(yù)處理工藝、轉(zhuǎn)爐工藝以及二次 精煉工藝）來(lái)生產(chǎn)鋼水，并且鋼水經(jīng)歷連續(xù)鑄造工藝生產(chǎn)鑄坯，例如，板坯、方坯、坯錠 (billet)和異形還。
[0003] 從高爐流出的鐵水通過(guò)煉鐵工藝生產(chǎn)，在煉鐵工藝中，通過(guò)對(duì)鐵礦石、焦炭等進(jìn)行 燒結(jié)而形成的燒結(jié)礦被裝入高爐進(jìn)行加熱。即，當(dāng)從高爐流出的鐵水使用鐵礦石作為鐵源 時(shí)，國(guó)內(nèi)和國(guó)外的鋼鐵市場(chǎng)的鐵礦石的價(jià)格增長(zhǎng)，因而已不能穩(wěn)定供給鐵礦石，因此已設(shè)計(jì) 出用于獲得除鐵礦石外的鐵源的方法。
[0004] 近來(lái)，在用于獲得鐵源的方法中，正積極采用使含鐵廢料（例如廢金屬）再循環(huán)到 鐵水中的方法。即，可以將含鐵廢料裝入電爐中并進(jìn)行熔化以生產(chǎn)鐵水，由此或者結(jié)合從高 爐流出的鐵水或者取代從高爐中流出的鐵水以用于生產(chǎn)鑄坯。
[0005] 不同于鐵礦石（或燒結(jié)礦），含鐵廢料根據(jù)使用目的而包括各種組分，使得使用亞 鐵作為鐵源的鐵水含多種組分。鐵水中所含的各種組分中的銅組分在連續(xù)鑄造工藝期間在 鑄坯中產(chǎn)生例如表面裂紋的缺陷，并在熱加工期間導(dǎo)致熱脆性（例如高溫脆性），由此成為 鑄坯質(zhì)量劣化的原因。
[0006] 常規(guī)地，當(dāng)銅組分暴露于例如鍍銅廢料的含鐵廢料的表面時(shí)，該含鐵廢料通過(guò)破 碎機(jī)處理和磁選而被選擇性地利用。然而，當(dāng)含鐵廢料中含銅組分時(shí)，廢料即使通過(guò)分選仍 不能被分開(kāi)，從而使得鐵水中含銅組分。
[0007] 鐵水中所含銅組分相比鐵組分具有更弱的氧化性能，使得存在鐵水中所含銅組分 在常規(guī)煉鋼過(guò)程中不能容易地通過(guò)氧化被除去的問(wèn)題。因此，存在當(dāng)使用例如含鐵廢料的 低品位原料作為鐵水的鐵源時(shí)鑄坯質(zhì)量可能顯著劣化的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 技術(shù)問(wèn)題
[0009] 本公開(kāi)提供了一種可以借其來(lái)可靠地除去鐵水中的銅的用于處理鐵水的設(shè)備和 方法。
[0010] 本公開(kāi)提供了一種可以借其來(lái)改善鋼水的質(zhì)量的用于處理鐵水的設(shè)備和方法。
[0011] 本公開(kāi)提供了一種可以借其來(lái)使資源再循環(huán)并因而可降低制造成本的用于處理 鐵水的設(shè)備和方法。
[0012] 技術(shù)方案
[0013] 根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的用于處理鐵水的設(shè)備的特征在于包括熔煉爐和脫銅裝 置，熔煉爐使鐵源熔化以生產(chǎn)鐵水；脫銅裝置通過(guò)以液滴的形式噴灑在熔煉爐中產(chǎn)生的鐵 水來(lái)除去鐵水中所含的銅組分。
[0014] 熔煉爐可以為電爐、埋弧爐（SAF)或鋼包爐（LF)中的至少任一者。
[0015] 脫銅裝置可以包括：第一容器，第一容器容置鐵水；以及第二容器，第二容器中容 置熔劑并且第二容器設(shè)置在第一容器之下，其中，第一容器可以形成為將鐵水以液滴的形 式噴灑到第二容器。
[0016] 在第二容器的底部處可以形成用于排出鐵水的出口，并且在第二容器之下還可以 設(shè)置有容置從第二容器排出的鐵水的第三容器。
[0017] 第一容器可以在其底部處包括以液滴的形式噴灑鐵水的噴灑裝置，并且噴灑裝置 可以由多個(gè)噴灑孔或由多孔構(gòu)件形成。
[0018] 噴灑孔可以形成為具有2mm至5mm的尺寸。
[0019] 可以包括用于打開(kāi)和關(guān)閉噴灑裝置的開(kāi)合裝置。
[0020] 根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的用于處理鐵水的方法用于處理鐵水中所含的雜質(zhì)，其 中，該方法的特征在于包括：通過(guò)使含銅鐵源熔化來(lái)生產(chǎn)鐵水；將鐵水裝入第一容器中；在 設(shè)置在第一容器之下的第二容器中準(zhǔn)備熔劑；以及將第一容器中準(zhǔn)備的鐵水以液滴的形式 噴灑到第二容器并使鐵水與熔劑反應(yīng)以除去鐵水中所含的銅。
[0021] 在鐵水的生產(chǎn)期間，可以使用含鐵廢料、鋼筋、熔融還原煉鐵（FINEX)殘?jiān)?、銅爐 渣、廢輪胎（輪胎簾子線（tire cord))或鐵砂中的至少任一者作為鐵源。
[0022] 熔劑可以至少包括含Na2C03材料和含硫材料。
[0023] 含似2(1)3材料與所述含硫材料的組成比可以為20~60wt% :40~80wt%。
[0024] 含Na2C03材料可以為Na 2C03或天然堿（Na 2C03 ? NaHC03 ? 2H20)，而含硫材料可以為 Na2S、Na2S0^FeS中的至少任一者。
[0025] 熔劑可以以每一噸鐵水150kg至4000kg的量來(lái)準(zhǔn)備。
[0026] 該方法的特征在于，熔劑的比重小于鐵水的比重，鐵水穿過(guò)熔劑并降至熔劑的底 部。
[0027] 在第一容器中準(zhǔn)備的鐵水以液滴的形式噴灑到第二容器期間，第二容器的內(nèi)部可 以處于真空狀態(tài)，使得從第一容器引入的鐵水散布開(kāi)。
[0028] 在第一容器中準(zhǔn)備的鐵水以液滴的形式噴灑到第二容器期間，壓力可以被施加至 第一容器的內(nèi)部，使得第一容器中的鐵水可以以液滴的形式噴灑到第二容器。
[0029] 可以在除去鐵水中所含的銅之后執(zhí)行脫硫處理。
[0030] 脫硫處理可以包括：在第二容器之下準(zhǔn)備第三容器；在第三容器中準(zhǔn)備脫硫熔 劑；以及將容置在第二容器中的鐵水以鐵水流的形式提供到第三容器并且使鐵水與熔劑反 應(yīng)以除去鐵水中所含的硫，其中，脫硫處理可以與脫銅被連續(xù)執(zhí)行。
[0031] 脫硫熔劑可以包括天然堿。
[0032] 有利效果
[0033] 利用根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的用于處理鐵水的設(shè)備和方法，可以容易地除去鐵水 中所含的銅組分。即，液滴形式的鐵水提高了與熔劑進(jìn)行反應(yīng)的效率并且因而可以有效地 除去鐵水中所含的銅組分。相應(yīng)地，可以利用含銅的低成本鐵源，例如，廢料、輪胎簾子線、 鋼筋、熔融還原煉鐵殘?jiān)豌~爐渣。因此，可以對(duì)不必要地浪費(fèi)的資源進(jìn)行回收，使得可以 控制環(huán)境污染并降低鐵水的制造成本。
[0034] 此外，鐵水中的銅組分和硫組分可以被連續(xù)地除去，因而可以縮短鐵水精煉所需 的時(shí)間。而且，脫硫操作中的負(fù)荷還可以通過(guò)利用阻止硫組分進(jìn)入（pick-up)到鐵水中的 熔劑而被抑制。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案的用于處理鐵水的設(shè)備的構(gòu)造。
[0036] 圖2示出了噴灑裝置的構(gòu)造。
[0037] 圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案改進(jìn)的煉鐵及煉鋼工藝。
[0038] 圖4示出了通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案的用于處理鐵水的方法來(lái)測(cè)試鐵水 的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
[0039] 圖5和圖6為示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案處理的鐵水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下文中，將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方案。然而，本公開(kāi)可以以不同 的形式實(shí)施并且不應(yīng)被解釋為限于文中所陳述的實(shí)施方案。而是，提供這些實(shí)施方案使得 本公開(kāi)透徹而完整，并且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，這些實(shí)施方案將充分傳達(dá)本發(fā)明的范 圍。
[0041] 本公開(kāi)提供了一種適用于在利用例如含鐵廢料、鋼筋、熔融還原煉鐵殘?jiān)~爐 渣、廢輪胎和鐵砂的各種低成本鐵源來(lái)生產(chǎn)鐵水的工藝期間除去鐵水中所含雜質(zhì)特別是銅 (Cu)的技術(shù)。在文中，熔融還原煉鐵殘?jiān)蠹s50wt%以上的含鐵組分（T.Fe)，并且銅爐 渣含大約40wt%的含鐵組分，使得熔融還原煉鐵殘?jiān)豌~爐渣可以在生產(chǎn)鐵水中用作鐵 源。
[0042]圖1示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案的用于處理鐵水的設(shè)備的構(gòu)造。 圖2示出了噴灑裝置的構(gòu)造。
[0043] 通過(guò)使例如含鐵廢料、鋼筋、熔融還原煉鐵殘?jiān)?、銅爐渣、廢輪胎和鐵砂的低成本 鐵源在例如電爐、埋弧爐（SAF)和鋼包爐（LF)的熔煉爐中熔化而生產(chǎn)的鐵水大量地含有各 種雜質(zhì)，例如磷（P)、硫（S)和銅（Cu)。除去這些雜質(zhì)中的銅（Cu)的技術(shù)未得到較好發(fā)展。 因此，本公開(kāi)的實(shí)施方案提供了除去鐵水中所含銅（Cu)的脫銅裝置并使鐵水形成液滴以 與熔劑P1接觸，由此能夠改善鐵水中的脫銅效率。
[0044] 參照?qǐng)D1，用于處理鐵水的設(shè)備，即脫銅裝置，包括第一容器210和第二容器220， 在第一容器210中裝有鐵水M，第二容器220設(shè)置在第一容器210之下并且對(duì)從第一容器 210噴灑的鐵水M進(jìn)行精煉。
[0045] 第一容器210可以是能夠在其中容置鐵水M的容器，例如鋼包，并且第一容器210 可以構(gòu)造成具有能打開(kāi)和關(guān)閉的頂部以使得其內(nèi)部形成真空狀態(tài)。此外，第一容器210在 其底部處可以包括用于將容置在第一容器210中的鐵水M噴灑到第二容器220的噴灑裝置 214〇
[0046] 噴灑裝置214可以形成為使得容置在第一容器210中的鐵水M可以以液滴的形式 噴灑到第二容器220的多種形式。
[0047] 例如，噴灑裝置214可以由多個(gè)噴灑裝置214a在第一容器210的底部處形成。噴 灑裝置214a可以形成為具有大約2mm至5mm的尺寸。當(dāng)噴灑裝置214a的尺寸小于上述范 圍時(shí)，難以噴灑鐵水M。另一方面，當(dāng)該尺寸大于上述范圍時(shí)，液滴的尺寸增大，因而與熔劑 P1的反應(yīng)效率會(huì)降低。
[0048] 噴灑裝置214a可以形成在第一容器210的整個(gè)底部上