熔融还原时装入铬矿石的方法

摘要

本发明涉及进行Cr矿石和铁矿石熔融还原时在装矿石和煤时防止其飞散损耗的方法。本发明的方法是通过延伸至炉嘴附近或与炉体连接的装料槽，将原料装入炉内。此外，同时由位于装料槽末端附近的内部沿圆周配置的喷嘴将气体喷向装料槽外，从而能够严格防止原料的飞散损耗。

说明书

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本发明涉及进行熔融还原时装入粉末铬矿石原料、铁矿石和煤的方法。

作为不锈钢的高铬钢通常是由铬铁矿石作为原料制取的。从节约能源和降低生产成本的观点考虑，最近采用直接从Cr矿石制取高Cr熔融金属的所谓熔融还原法已引入瞩目。该方法是将Cr矿石和煤等装入还原转炉进行Cr的还原，从而直接由其产生高Cr熔融金属。

Cr矿石原料的粒径很小，通常这种矿石原料中大约有90％的粒径不大于1毫米。因此，将粉末Cr矿石原料由熔池顶部装入还原炉时，由上升的气流所造成的损耗可高达30％。

为避免粉末飞散造成的损耗，有人建议可以采用压射装料方法，但是因此需要独立的专门设备，而且很硬的Cr矿石很容易将输送管道损坏。所以这种装料方法实际上不能采用。

基于上述情况，投入了高额生产费用，将Cr矿石原料制成球丸或团块。如果将这样的矿石进行烧结，则其特殊的表面积很小，延长了预热时间，而且还原速度降低，使处理时间延长。

另一方面，则是采用炼铁方法取代炉子生产，如上所述，从节约能源和降低生产成本观点来看，铁矿石的熔融还原法业已引起人们的注意。

采用这种铁矿石熔融还原法，由于矿石的颗粒较大，所以矿石的飞散损耗不会成为很大问题，但是作为燃料的煤仍然飞散，而且损耗严重。根据本发明者的研究，采用顶部装料法，煤的实收率所以如此之低，其原因就在于温度的迅速增高造成煤的破碎。由于煤的发散和熔化炉下部的高温(高于1400℃)，所以采用顶部装料法装入的煤的温度骤然升高，使煤破裂，因高温破裂所产生的部分很细的煤末与被排出的气体一起排出炉外。煤的飞散使含碳物质的单位消化虽主铁矿石熔融还原过程中趋向恶化。

本发明提供的装矿石和含碳物质的方法，在进行Cr矿石和铁矿石等熔融还原时可防止上述矿石和燃料的飞散损耗。

为了实现本发明的目的，粉末Cr矿石原料或铁矿石和煤通过装料槽装入炉内，该装料槽延伸到毗邻熔融转炉的炉嘴或与炉体连接，以防止矿石和煤的飞散损耗。

此外，在粉末Cr矿石原料、铁矿石和煤装入炉内的同时，气体顺向装料槽外喷射，这样既能装入原料，又可有效地防止飞散损耗。

附图说明：

图1至5涉及Cr矿石的熔融还原法。图1说明本发明的一个实施例；图2说明本发明的另一个实施例；图3说明气体从装料槽的末端喷出；图4是关于本发明方法和比较方法对颗粒Cr矿石原料飞散损耗的研究；图5是关于装入粉末Cr矿石原料和球丸Cr矿石原料时熔融金属中Cr增长速度的研究。

图6至8涉及铁矿石的熔融还原法。图6说明本发明的一个实施例；图7说明本发明的另一个实施例；图8是关于本发明方法和比较方法对颗粒Cr矿石原料飞散损耗的研究。

图中，1是炉体，6，6’是装料槽。

本发明详细说明如下。

图1是本发明在Cr矿石熔融还原法中的一个实施例，图中的标号1是炉体，2是炉体顶部的排气罩。采用转炉熔融还原法时，对于不同的喷气方式提出各种建议或研究。例如图1所示是从顶部吹管3、侧风口4和底风口5吹出气体进行熔融还原。

处理期间，Cr矿石与含碳物质一起加入，按本发明粉末Cr矿石原料则是由通过排气罩2延伸到炉嘴附近的装料槽6装入的。

确定装料槽下端的高度时应使其在炉体转动时不碰及炉体。

图2是将粉末Cr和矿石原料通过与炉体1上部连接的装料槽6’装料，在这种情况下也能获得同样效果。

装料槽6’在61处可以脱离，当炉体转动时61这部分可以脱开。

为了通过装料槽6或6’装入Cr矿石，如图3所示，气体(空气或N₂)由靠近装料槽的内部沿圆周配置的喷嘴7向装料槽外喷出，与此同时，粉末Cr矿石原料可以装入炉内，这样能完全避免原料的飞散损耗。

如果气体由位于装料槽内沿圆周配置的喷嘴向装料槽外喷出，那么粉末Cr顺着气体喷射方向装入，就可完全避免矿石的飞散。此外，喷入气体也可用作防止炉子的CO和CO₂进入装料槽的清洗气体。

图6是本发明应用于铁矿石熔融还原的另一个实施例，在这个实施例中，铁矿石和煤通过装料槽6加入炉内。其它的结构与图1所示相同。

图7表示通过与炉体1顶部连接的装料槽6’加入铁矿石和煤，其结构与图2所示相同。

在以上所述通过装料槽6或6’加入铁矿石和煤的方法中，气体(空气或N₂)按图3所示由在装料槽内部沿圆周配置的喷嘴7喷向装料槽外的同时，可以将铁矿石和煤加入炉内，这样能够严格防止原料的飞散损耗。

                            实施例1

按图1所示方法，将粉末Cr矿石原料装入熔炼还原转炉(容量5吨)进行熔融还原。所加Cr矿石原料粒径的分布情况如下：

+1mm     +0.5mm    +0.25mm    +0.149mm    -0.149mm

1.7％    3.8％     20.1％     42.9％      31.5％

图4所示系按上述方法加料与不用装料槽的方法加料(比较方法)相比，Cr矿石原料飞散损耗的情况，由图可见，采用本发明方法，Cr矿石原料的飞散损耗显著降低。

图5所示系以同样方法加入颗粒Cr矿石原料和球丸Cr矿石原料时Cr还原速度(熔融金属中Cr的增长速度)的情况，由图可见，二者相比，前者预热矿石的时间较短，还原Cr较快。

                         实施例2

按图6所示方法，将Cr铁矿石和煤装入熔炼还原转炉(容量5吨)进行熔融还原。如图6所示，比较法未采用装料槽，在装料的同时进行熔融还原。生产条件如下。

                      表1

                              比较法        本发明法

脱碳用O₂(Nm³/小时)         1300          1300

二次燃烧用O₂(Nm³/小时)     1300          1300

气体流速(米/秒)               7.7           7.7

含碳物质的单位消耗量          950           665

(包括飞散损耗)

(公斤/吨熔融金属)

含碳物质飞散损耗的单位消耗量  285           0

(公斤/吨熔融金属)

图8所示系与不采用装料槽(比较法)相比煤的飞散损耗情况，由图可见，采用本发明方法，煤的飞散损耗显著降低。

本发明装入原料或煤(例如含碳物质)的方法可用于Cr矿石或铁矿石的熔融还原。