專利名稱：沖天爐加稀土氧化渣的方法
技術領域：
本發明屬于沖天爐熔煉鑄鐵的技術領域。
關于稀土氧化渣的研究，國外報道甚少，國內自1983年起陸續發表了一些有價值的研究。稀土氧化渣中含稀土氧化物10～14%，在鑄鐵范圍內一般是被還原成稀土后配成稀土合金作為鐵水處理的球化劑或孕育劑，但由于還原稀土氧化渣耗電很高，近年來直接用稀土氧化渣作為脫硫劑和球化劑生產球鐵和處理高硫鐵水的實驗室研究已見報導。北京鋼鐵學院在實驗室內研究了高硫鐵水用稀土氧化渣脫硫的規律，表明稀土氧化渣是一種良好的脫硫劑，并指出在高溫、低一氧化碳分壓的條件下，稀土氧化渣可以完全被還原，但此研究均系采用感應電爐所熔煉的鐵水，而與之不同面廣量大的沖天爐內添加稀土氧化渣的可能性及其效果，則未見報導。
本發明的目的在于提出了一種在沖天爐投爐金屬料中添加稀土氧化渣，使之在沖天爐內還原成新鮮稀土，以改善鐵水石墨形貌和提高鐵水機械性能，并節約能耗，簡化鐵水處理工藝的方法。
本發明采用普通冷風或熱風沖天爐，金屬爐料種類不限，按生產牌號HT150～HT350的鑄鐵配料，燃料為鑄造焦、冶金焦和地方土焦均可，稀土氧化渣為中品位稀土高爐渣，含稀土氧化物10～14%。在保證出鐵槽鐵水溫度大于1350℃的條件下，將塊度不大于入爐焦炭塊度、以約爐內徑D的1/30～1/50為宜的中品位稀土高爐渣隨金屬爐料一起以每批鐵料重量的3～5%的比例從加料投入沖天爐內;或者在風口區附近將中品位稀土高爐渣粉狀料，以相當于鐵水熔化率的1/100～1/150(噸/小時)的重量流率噴入爐內，司時增加熔劑加入量1～1.5%，提高鼓風強度5～10Nm3/m2·min，如鐵水出爐溫度下降，則增加層焦耗0.5～1.0%。當采用風口噴入稀土氧化渣粉工藝時，稀土氧化渣加入量可減少1/2～2/3，而采用主輔風口倒置即主風口位于上排的大排距雙層風沖天爐結構較之主風口位于下排的大排距雙層送風沖天爐結構或多排小風口沖天爐結構效果更明顯。由于沖天爐內焦炭為層狀燃燒。底焦層內被劃分為氧化帶和還原帶，在靠近風口區附近的氧化帶爐溫高達1500℃～1800℃，一氧化碳含量小于2%，在此條件下，稀土氧化渣得到充分還原，在氧化帶將發生如下反應。
被還原出的稀土一部分和鐵水中的硫作用生成稀土硫化物而進入爐渣，即
起到鐵水脫硫作用，另一部分和S、N、O等生成化合物如〔RexSy〕、〔RexOy〕等而凈化鐵水，并作為外來核心使石墨數量增多，由其金相組織可見，石墨分布均勻，石墨形態由片狀變為端部鈍化狀，且石墨的長寬比變小，部分石墨變為球狀或團絮狀。因為稀土氧化渣是在熔煉過程中直接被還原成稀土，因而具有新鮮的活性表面，使鐵水得到精煉。
本發明提出了一種在沖天爐內添加稀土氧化渣的方法，使稀土氧化渣在沖天爐內直接還原成稀土，充分利用被還原稀土所具有的新鮮活性表面，使得鐵水脫硫，改善石墨形貌，鐵水性能在原有工藝基礎上提高約一個牌號，而達到精煉鐵水的目的。改變了用稀土氧化渣還原成稀土然后配成稀土合金在沖天爐鐵水出爐后進行添加處理鐵水的傳統工藝方法，大大地節省了能耗，省去了爐前孕育處理和其它一些精煉處理工藝，并為沖天爐冶煉鐵水提供了一種新的方法。我國稀土資源豐富，而沖天爐應用面廣量大，因此沖天爐添加稀土渣的研究，為精煉鐵水提供了一條新的途徑。
本發明的實施例如下在沖天爐出鐵槽鐵水溫度大于1350℃條件下，將稀土氧化渣隨金屬爐料一同加入沖天爐內，或在風口區附近將稀土氧化渣的粉狀料噴入爐內，使之在氧化帶內得到還原，還原出的具有活性表面的新鮮稀土部分與鐵水中的硫作用生成稀土硫化物進入滬渣，部分與鐵水中的硫、氮、氧生成化合物，作為外來核心改善鐵水中石墨形貌。
權利要求
1.一種沖天爐內添加稀土氧化渣的工藝方法，其特征在于沖天爐內使用稀土氧化渣，在沖天爐出鐵槽鐵水溫度高于1350℃的條件下。作為鐵水的脫硫劑和孕育劑。
2.根據權利要求1所述的沖天爐內加稀土氧化渣的工藝方法，其特征在于將塊度不大于入爐焦炭塊度，約為爐內徑D的1/30～1/50為宜的中品位稀土高爐渣隨金屬爐料一起以每批鐵料重量的3～5%的比例隨爐料從加料口投入沖天爐內。
3.根據權利要求1所述的沖天爐內添加稀土氧化渣的工藝方法，其特征在于在風口區附近將中品位稀土高爐渣粉狀料，以相當于鐵水熔化率的1/100～1/150(噸/小時)的重量流率噴入爐內，同時增加熔劑加入量1～1.5%，提高鼓風強度5～10Nm3/m2·min，如鐵水出爐溫度下降，則增加層焦耗0.5～1.0%。
4.根據權利要求1、3所述的沖天爐加稀土氧化渣的工藝方法，其特征在于當采用風口噴入稀土氧化渣粉工藝時，稀土氧化渣加入量可減少1/2～2/3。
全文摘要
一種沖天爐內添加稀土氧化渣以提高鐵水性能 的工藝方法，屬于沖天爐熔煉的技術領域。本發明主 要是利用稀土氧化渣能在沖天爐內被直接還原，從而 與鐵水中的硫作用生成稀土硫化物進入爐渣，起到脫 硫作用，同時可以改善石墨形貌。使鑄鐵的機械性能 比不添加稀土氧化渣約提高一個牌號。本發明改變 了沖天爐熔煉鑄鐵的傳統工藝方法，為精煉鐵水提供 了一個新的方法。我國稀土資源豐富，而沖天爐應用 面廣量大，因此其應用前景廣闊。
文檔編號C21C7/076GK1043749SQ8910536
公開日1990年7月11日 申請日期1988年12月29日 優先權日1988年12月29日
發明者吳炳堯, 吳強, 江建中, 吳宇寧 申請人:東南大學