由铁熔体制造钢制造技术

本申请涉及制造钢的方法，其包括

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由铁熔体制造钢


[0001]本专利技术涉及通过用还原气体直接还原获得的铁海绵制造铁熔体来制造钢的方法。
现有技术
[0002]目前的大部分炼钢是在高炉路线上进行的，随后的钢厂基于吹氧工艺(LD/BOF)。通过该工艺路线，可以加工范围广泛的铁矿石，因为可以从高炉中以低铁损排出炉渣形式的脉石部分，并且可以在下游的BOF中制造优质的通用粗钢。
[0003]较少比例的炼钢基于用还原气体直接还原形成铁海绵，也称为直接还原铁DRI，随后通过电弧炉(EAF)炼钢。与高炉路线相比，在此必须使用脉石比例较低的更优质原材料，以限制传统EAF中出现的炉渣量或铁损以及能源和原材料成本。传统的EAF还需要铁海绵的高金属化程度。由于工艺技术的原因，可达到的粗钢品质也较低，或者为了达到相当的钢品质，必须对EAF中获得的粗钢进行复杂的后处理。
[0004]为了减少工业CO2排放，希望降低高炉路线在全球炼钢中的比例，因为其基于煤炭或焦炭的使用。原则上，增加直接还原在全球炼钢中的比例提供了一种补偿方式，因为为此也可以CO2排放较少的路线生产——例如通过基于天然气或氢气的还原气体。然而，与高炉路线相比，与该路线相关的缺点限制了将钢生产转向直接还原方向的可能性。
[0005]专利技术概述
[0006]技术目的
[0007]本专利技术的目的是提出方法和装置，利用它们可以避免所提到的缺点或至少减小其程度。
[0008]技术方案
[0009]该目的通过制造钢的方法实现，
[0010]其包括
[0011]‑
由含氧化铁的原材料通过用还原气体直接还原制造铁海绵，其中还原气体由至少20体积％的氢气H2组成，
[0012]以及
[0013]‑
制造碳含量为1
‑
5质量％的铁熔体，其中至少一部分量的由含氧化铁的原材料通过用还原气体直接还原制成的铁海绵经受处理，
[0014]其中该处理包括：
[0015]‑
能量供应和加入添加剂以产生熔体和炉渣，其中能量供应基本上由电力实现，并且其中炉渣具有小于1.3，优选小于1.25，特别优选小于1.2的碱度B2，
[0016]‑
调节熔体中的碳含量，
[0017]‑
使至少一部分量的包含在铁海绵中的氧化铁还原，
[0018]并且其中在处理期间和/或之后分离出炉渣，
[0019]以及
[0020]‑
使用铁熔体来制造钢。
[0021]该方法包括直接还原，其通过还原气体进行，该还原气体由至少20％的氢气组成。由此，与使用高炉路线还原含氧化铁的原材料或使用较低氢气比例进行直接还原相比，钢生产的CO2污染可以更少。直接还原在不添加固态碳或固态含碳物质作为还原剂的情况下进行。
[0022]直接还原发生在直接还原反应器中，该反应器例如可以设计为固定床反应器或流化床反应器或流化床反应器。
[0023]直接还原的还原气体中的氢气比例越高，铁海绵中的碳含量越低。这会影响处理过程中熔化过程的温度范围。这也会影响制造钢的方法过程中出现的含碳排放量，并可影响所制造的钢的碳含量。
[0024]根据本专利技术的方法的处理是浴法，而不是固定床法。其用于基于直接还原方法中的铁海绵制造类似于高炉产品
‑
液态生铁
‑
的产品。该液态产品的碳含量应为1
‑
5质量％，其中该范围的两个限值也包括在内。质量百分比质量％表示质量比例。为此，向铁海绵供应能量并加入添加剂，这导致形成基于铁的熔体和形成基于包含在铁海绵中的基础矿石中的脉石的炉渣。添加剂例如是石灰石和/或白云石(其中两者可以是未煅烧的或——优选——煅烧的)、石英。炉渣的碱度B2小于1.3，优选小于1.25，特别优选小于1.2。这种炉渣类似于高炉炉渣，可以相应地用于例如水泥工业。碱度越低，产生的炉渣量越少，由此使得根据本专利技术的方法的操作在能量上也越有利。
[0025]氧化钙与二氧化硅的质量百分比之比CaO/SiO2称为碱度B2。
[0026]在制造铁熔体过程中，铁海绵经受处理。铁海绵与其它铁载体
–
例如废铁或生铁
–
的组合可用作铁熔体中的铁来源，或者可以仅将铁海绵用作铁熔体中的铁来源。
[0027]将熔体的碳含量调节到所需的程度
–
由该方法产生的铁熔体的碳含量应为1
‑
5质量％，相应地进行调节；例如通过向熔体供应碳载体和/或通过供应用于降低熔体中碳含量的试剂，例如氧气。
[0028]该处理还包括使至少一部分量的包含在铁海绵中的氧化铁还原成金属铁，以使得熔体中的金属铁的量大于其所基于的铁海绵中；这发生在能量供应期间和/或之后。
[0029]能量供应基本上由电力实现。基本上，这被理解为是指所供应能量的至少大于50％，所供应能量的优选大于65％，所供应能量的特别优选大于80％。特别地，随着可再生能量源发电的电力比例增加，该方法或基于类似于生铁的液态产品制造的钢的CO2平衡因此得到改善。
[0030]在高炉路线中，从生铁中分离出所产生的炉渣，这例如通过使生铁和炉渣流出并且由于它们彼此不溶和不同密度通过重力将它们分开。根据权利要求，在处理期间和/或之后分离出炉渣。熔体作为类似于生铁的液态产品获得，其碳含量为1质量％
‑
5重量％。例如，通过倾倒而去除炉渣。通过分离出基于包含在铁海绵中的脉石和添加剂的炉渣，去除包含在含氧化铁的原材料中的脉石。
[0031]根据本专利技术制造的具有1.0质量％
‑
5重量％的碳含量的铁熔体主要由铁组成
–
其是类似于生铁的液态产品；术语类似于生铁的液态产品在本申请中与术语铁熔体同义用于根据本专利技术制造的铁熔体。具有1.0质量％
‑
5重量％的碳含量的类似于生铁的液态产品从炼钢工艺
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例如LD/BOF
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的角度来看“类似于”高炉生铁，即其加工方式基本上与高炉生铁相同，即除高炉外遵循炼钢的高炉路线。碳含量越高，越多的冷却废钢可用于后续钢加工；较
高的冷却废钢量减少每数量单位由根据本专利技术制造的类似于生铁的液态产品生产的钢的CO2排放。类似于生铁的液态产品的碳含量优选为至少1.25质量％，特别优选至少1.5质量％。类似于生铁的液态产品的碳含量优选为最多4质量％，特别优选最多3.5质量％，非常特别优选最多3质量％。
[0032]在进行根据本专利技术的方法时可能有利的是，将铁海绵装入其中已存在少量铁熔体作为底料的容器中；该底料可以例如在先前使用根据本专利技术的方法之后排空容器时保留在容器中，但它也可以来自另一来源，例如来自例如高炉的生铁。
[0033]专利技术有利效果
[0034]本专利技术开辟了在不使用传统EAF操作的情况下从铁海绵开始工业化高效和经济地制造钢的可能性。在此可以使用对于生铁而言已知的炼钢路线。用于制造钢的传统EAF操作在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.制造钢的方法，其包括
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由含氧化铁的原材料(11)通过用还原气体(13)直接还原制造铁海绵(10)，其中还原气体(13)由至少20体积％的氢气H2组成，以及
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制造碳含量为1
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5质量％的铁熔体，其中至少一部分量的由含氧化铁的原材料(11)通过用还原气体(13)直接还原制成的铁海绵(10)经受处理，其中该处理包括：
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能量供应和加入添加剂以产生熔体(50)和炉渣(60)，其中能量供应基本上由电力实现，并且其中炉渣(60)具有小于1.3，优选小于1.25，特别优选小于1.2的碱度B2，
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调节熔体(50)中的碳含量，
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使至少一部分量的包含在铁海绵(10)中的氧化铁还原，并且其中在处理期间和/或之后分离出炉渣(60)，以及
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使用铁熔体来制造钢。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直接还原借助由大于45体积％的氢气H2组成的还原气体(13)进行。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述直接还原发生在直接还原反应器(12)中，所述处理发生在处理反应器(20)中，并且直接还原反应器(12)和处理反应器(20)在空间上彼此分开。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述能量供应通过电弧实现。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：首要金属科技奥地利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：