一种氢基熔融还原生产硫系易切削钢的方法技术

一种采用氢基熔融还原技术生产硫系易切削钢的生产方法。所生产的硫系易切削钢成分控制为：C:0.08‑0.16％，Si:0.15‑0.35％，Mn:0.70‑1.00％，P:0.08‑0.15％，S:0.10‑0.20。本发明专利技术是一种超短流程冶炼工艺，采用廉价但性价比高的高磷高硫铁矿粉、普通煤粉和富含氢气的焦炉煤气直接喷吹生产，取消了长流程冶炼工艺的焦化、烧结、球团等高能耗、高污染工艺，减少了当地富余的焦炉煤气外排对环境的污染；本发明专利技术采用无渣出钢工艺，钢水的纯净度高，因此也取消了长流程和短流程工艺的精炼工艺。本发明专利技术提出的利用氢基熔融还原技术生产硫系易切削钢钢水的工艺，流程简单，成本低，节能减排，产品质量高。

【技术实现步骤摘要】
一种氢基熔融还原生产硫系易切削钢的方法
本公开的实施例一般涉及钢铁冶炼领域，并且更具体地，涉及一种氢基熔融还原生产硫系易切削钢的方法。
技术介绍
氢基熔融还原技术是内蒙古赛思普科技有限公司独创的非高炉炼铁和炼钢的前沿技术。运用该技术不但可以生产铁水，而且可以生产钢水。常规易切削钢钢水制备方法有两种：一种是长流程生产工艺，即铁矿石经过烧结和球团造块生产出烧结矿和球团矿，焦煤经过焦化生产出焦炭，两者进入高炉发生氧化还原反应生产出铁水，然后通过转炉冶炼和精炼炉精炼生产出易切削钢钢水；另一种方法是短流程生产工艺，即废钢经过电炉冶炼和精炼炉精炼后生产出易切削钢钢水。相比常规易切削钢钢水制备方法，氢基熔融还原技术提供了一种超短流程生产工艺生产易切削钢钢水的方法。运用该技术生产的切削钢钢水质量高，成本低。这种技术取消了长流程生产工艺的烧结、球团和焦化工序，直接将高磷高硫铁矿粉、煤粉和富含氢气的焦炉煤气(即所谓的氢基还原性气体)喷入MPR炉内生产易切削钢钢水。由于采用无渣出钢工艺，生产的钢水纯净度高且硫磷高，因此又取消了长流程工艺和短流程的精炼工序，配加适量的合金和少量的硫铁和磷铁即可制备高质量的易切削钢钢水，无需像长流程或短流程工序在精炼工序配加大量的硫铁和磷铁。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种氢基熔融还原技术直接生产硫系易切削钢钢水的方法，本专利技术根据易切削钢要求具备产品切削加工时易断屑,加工工具寿命长,产品表面光洁度好,刀具受力小及能耗小等特点，结合熔融还原工艺现状，兼顾经济性、合理性、实用性等理念，通过对原料成分控制、炉料结构配比、冶炼参数确定、钢水成分调质等关键工艺过程的优化，研发出了一种硫系易切削钢钢水的生产方法。根据本公开的实施例，提供了一种氢基熔融还原技术直接生产硫系易切削钢钢水方法，取消了焦化、烧结、球团等高能耗、高污染造球工艺，直接采用矿粉、生石灰粉、普通煤粉和富含氢气的焦炉煤气喷吹冶炼，不用精料法；同时取消精炼工艺。一种氢基熔融还原生产硫系易切削钢的方法，包括以下步骤：通过富氧喷枪(2)将温度＞1100℃，富氧含量控制在40±2％范围内的富氧热风以300±50m/s速度喷入MPR炉(1)中，风量控制在140000-180000Nm3/h；根据提供的硫系易切削钢的成分控制，采用惰性气体通过混合喷枪(3)将矿粉、生石灰粉和煤粉喷入熔融MPR炉(1)下部，喷吹速度80-120m/s，通过渣层(6)喷入钢水(11)中，煤粉中的碳熔解在钢水(11)中，一部分将矿粉中的氧化铁还原成钢水(11)，同时生成的一氧化碳进入二次燃烧区，部分与富氧喷枪(2)喷入的氧气燃烧成二氧化碳后一起进入煤气中，燃烧过程产生的热量为钢水(11)补热，另一部分则对钢水(11)渗碳；通过还原气体喷枪(5)将含氢气体积百分比55-60％的焦炉煤气喷入MPR炉(1)下部，喷吹流量为20000-25000Nm3/h，通过渣层(6)喷入钢水(11)中，焦炉煤气在钢水(11)中将矿粉中的氧化铁还原成钢水，生成的一氧化碳和水蒸气以及部分未燃烧的焦炉煤气进入二次燃烧区，部分一氧化碳和焦炉煤气在MPR炉上部与富氧喷枪(2)喷入的氧气燃烧生成二氧化碳和水蒸气后一起进入煤气中，释放的热量为钢水(11)补热。进一步地，每隔50-70分钟炉渣通过炉渣口(4)排出MPR炉(1)，通过连通器式无渣出钢室(7)出钢，通过钢沟上安装的电磁感应加热器(8)将钢水加热到1600-1650℃流入钢水包(9)中。进一步地，所述矿粉为高磷高硫铁矿粉，其中磷含量0.2-0.8％；硫含量0.1-0.3％。进一步地，所述矿粉粒度<6mm，所述生石灰粉粒度<3mm,水分含量<1％，所述煤粉粒度<3mm，水分含量<3％。进一步地，所述矿粉进入混合喷枪(3)前与所述生石灰粉混匀并预热至450-550℃，所述煤粉进入混合喷枪(3)前预热至50-100℃。进一步地，所述矿粉，生石灰，煤粉的配比为：64:16:0.8～64:16:1.2。进一步地，焦炉煤气含有H2：55～60％，CH4：23～27％，CO：5～8％。进一步地，生石灰粉配加比例达到炉渣碱度目标为1.25±0.05，采用二元碱度＝％CaO/％SiO2计算。进一步地，钢水包(9)中钢水达到1/4时，开始随钢流加入适量的增碳剂、硅锰合金、硅铁合金，同时根据需要配加少量的硫铁和磷铁，使钢水成分达到内控要求，在钢水达到3/4之前加完所有合金。进一步地，合金加入过程全程吹氩，吹氩压力0.2-0.7MPa，流量150-250L/min；合金加完后软吹8分钟，吹氩压力0.1-0.4MPa，流量30-130NL/min，钢水液面微微波动即可。本专利技术的优点及效果：本专利技术采用廉价、但性价比高的高磷高硫铁矿粉、煤粉和焦炉煤气生产出低成本、高质量的硫系易切削钢水。本专利技术采用超短流程工艺生产硫系易切削钢水，取消了长流程工艺的烧结、焦化及球团等污染重、耗能高的工艺和设备投资。本专利技术采用无渣出钢工艺，保证了钢水的纯净度，因此也取消了长流程和短流程的精炼工艺，开创了氢基熔融还原法生产硫系易切削钢水的先例。本专利技术以当地富余的焦炉煤气作为氢基熔融还原气体，减少了多余的焦炉煤气外排对环境的污染。综上，本专利技术提出的利用氢基熔融还原技术生产硫系易切削钢钢水，流程简单，成本低，节能减排，产品质量高。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书来实现和获得。附图说明图1为本专利技术的氢基熔融还原技术生产硫系易切削钢钢水的工艺示意图。1-MPR炉；2-富氧喷枪；3-混合喷枪；7-氧化区；4-出渣口；5-还原气体喷枪；6-渣层；7-无渣出钢器；8-电磁感应加热器；9-钢水包；10-喂丝机；11-钢水。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本公开的实施例，提供了一种氢基熔融还原技术直接生产硫系易切削钢钢水方法，取消了焦化、烧结、球团等高能耗、高污染造球工艺，直接采用矿粉、生石灰粉、普通煤粉和富含氢气的焦炉煤气喷吹冶炼，不用采用精料法；同时取消精炼工艺。进一步地，所述矿粉采用廉价、但性价比高的高磷高硫铁矿粉，其中磷含量0.2-0.8％，在MPR炉中脱磷率>85％，进入钢水中磷含量为0.03-0.12％；硫含量0.1-0.3％，在MPR炉中脱硫率<30％，进入钢水中硫含量为0.08-0.24％。由于钢水中磷硫含量在易切削钢钢水硫磷的内控范围，因此无需或者只需加入少量的硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢基熔融还原生产硫系易切削钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过富氧喷枪(2)将温度＞1100℃，富氧含量控制在40±2％范围内的富氧热风以300±50m/s速度喷入MPR炉(1)中，风量控制在140000-180000Nm

【技术特征摘要】
1.一种氢基熔融还原生产硫系易切削钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过富氧喷枪(2)将温度＞1100℃，富氧含量控制在40±2％范围内的富氧热风以300±50m/s速度喷入MPR炉(1)中，风量控制在140000-180000Nm3/h；根据提供的硫系易切削钢的成分控制，采用惰性气体通过混合喷枪(3)将矿粉、生石灰粉和煤粉喷入熔融MPR炉(1)下部，喷吹速度80-120m/s，通过渣层(6)喷入钢水(11)中，煤粉中的碳熔解在钢水(11)中，一部分将矿粉中的氧化铁还原成钢水(11)，同时生成的一氧化碳进入二次燃烧区，部分与富氧喷枪(2)喷入的氧气燃烧成二氧化碳后一起进入煤气中，燃烧过程产生的热量为钢水(11)补热，另一部分则对钢水(11)渗碳；通过还原气体喷枪(5)将含氢气体积百分比55-60％的焦炉煤气喷入MPR炉(1)下部，喷吹流量为20000-25000Nm3/h，通过渣层(6)喷入钢水(11)中，焦炉煤气在钢水(11)中将矿粉中的氧化铁还原成钢水，生成的一氧化碳和水蒸气以及部分未燃烧的焦炉煤气进入二次燃烧区，部分一氧化碳和焦炉煤气在MPR炉上部与富氧喷枪(2)喷入的氧气燃烧生成二氧化碳和水蒸气后一起进入煤气中，释放的热量为钢水(11)补热。


2.如权利要求1所述的氢基熔融还原生产硫系易切削钢的方法，其特征在于，每隔50-70分钟炉渣通过炉渣口(4)排出MPR炉(1)，通过连通器式无渣出钢室(7)出钢，通过钢沟上安装的电磁感应加热器(8)将钢水加热到1600-1650℃流入钢水包(9)中。


3.如权利要求1或2所述的氢基熔融还原生产硫系易切削钢的方法，其特征在于，所述矿粉为高磷高硫铁矿粉，其中磷含量0.2-0.8％；硫含量0.1-0.3％。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李聿军，徐涛，张勇，周海川，卜二军，任俊，昝智，程鹏，段炼，
申请(专利权)人：内蒙古赛思普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15