阅读说明：本技术 一种高炉冶炼高纯生铁炉前铁水增氮的方法 (Method for increasing nitrogen in molten iron in front of blast furnace smelting high-purity pig iron furnace ) 是由 代兵 龙红明 季益龙 冉松林 李连新 王健涛 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种高炉冶炼高纯生铁炉前铁水增氮的方法,涉及高炉炼铁技术领域,包括以下步骤：1)取一定量的增氮剂,混合均匀后在包芯机上用薄钢板制成包芯线；2)利用喂线机将增氮剂包芯线以喂线的形式加入到高炉炉前出铁支铁沟的铁水中；3)铁水沿着支铁沟流动并下落到达敞口式铁水罐中进行增氮反应；4)增氮结束后,采用扒渣机扒除增氮渣。本发明增氮剂加入方式操作简单,加入数量调节灵活、均匀准确,不改变现有高炉生产方式及流程,且增氮剂加入后依靠铁水流动及下落提供动力学条件,使得增氮剂与铁水充分混合,反应进行充分,增氮剂收得率高,工业生产适应性强。(The invention provides a method for increasing nitrogen in molten iron in front of a blast furnace smelting high-purity pig iron, which relates to the technical field of blast furnace ironmaking and comprises the following steps: 1) taking a certain amount of nitrogen increasing agent, uniformly mixing, and then making a core-spun yarn on a core-spun machine by using a thin steel plate; 2) adding the nitrogen increasing agent core-spun yarn into molten iron of a tapping branch iron runner in front of a blast furnace in a yarn feeding mode by using a yarn feeding machine; 3) the molten iron flows along the branch iron runner and falls into the open type molten iron tank to carry out nitrogen increasing reaction; 4) and after the nitrogen increasing is finished, removing the nitrogen increasing slag by using a slag raking machine. The nitrogen increasing agent is added in a simple mode, is flexible, uniform and accurate in quantity adjustment, does not change the existing blast furnace production mode and flow, provides dynamic conditions by means of molten iron flowing and falling after the nitrogen increasing agent is added, enables the nitrogen increasing agent and the molten iron to be fully mixed, enables the reaction to be fully carried out, and is high in yield and strong in adaptability to industrial production.)

一种高炉冶炼高纯生铁炉前铁水增氮的方法

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种高炉冶炼高纯生铁炉前铁水增氮的方法。

背景技术

高纯生铁是指Ti，Mn，S，P等元素含量低、特定微量元素含量很少的专供优质铸件生产的生铁。

目前，高纯生铁的冶炼方法主要有氧化法和精料法。我国大多采用精料法。但是，随着优质原料的不断减少，精料法生产高纯生铁“不纯”的现象，愈发突出，以Ti元素超标最为典型。随着低Ti精料的日益短缺，[Ti]含量超标导致高纯生铁质量下降。

Ti是个比较活泼的元素，与铁水中的C，N易形成Ti(N、C)固溶体化合物而析出，从而降低铁水中的[Ti]含量。从热力学角度分析，生铁含碳量接近饱和，那么铁水中Ti(N、C)固溶体的形成受到[Ti]、[N]和温度的共同影响。在[Ti]含量和铁水温度一定时，铁水中[N]含量越高，析出的TiN就越多。而在高炉炉缸渣铁界面处，由于渣层的覆盖，铁水不直接与炉气接触，炉气中的氮只能溶解于渣中，再透过渣层到达渣铁界面，这个传质过程的阻力很大，因此在现有高炉内部工艺条件下，铁水[N]含量过低成为TiN析出的限制性环节。

因此，在不改变现有的高纯生铁生产方式及流程的条件下，有必要开发一种高炉冶炼高纯生铁炉前铁水增氮的方法，在炉外实现铁水增氮，促进铁水中的[Ti]和[N]充分结合而析出更多的TiN并去除，以达到降低铁水[Ti]含量的目的。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高炉冶炼高纯生铁炉前铁水增氮的方法，通过提高铁水中的[N]含量，使铁水中的[Ti]和[N]充分结合而析出更多的TiN并去除，以达到降低铁水[Ti]含量的目的。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高炉冶炼高纯生铁炉前铁水增氮的方法，包括以下步骤：

1)取一定量的增氮剂，混合均匀后在包芯机上用薄钢板制成包芯线；

2)利用喂线机将增氮剂包芯线以喂线的形式加入到高炉炉前出铁支铁沟的铁水中；

3)铁水沿着支铁沟流动并下落到达敞口式铁水罐中进行增氮反应；

4)增氮结束后，采用扒渣机扒除增氮渣。

进一步的，增氮剂的化学成分及含量为N：30％～40％，Si：60％～70％。

进一步的，增氮剂为粉体，密度为2.5～3.5g/cm³。

进一步的，增氮剂的固体料最大粒径≤2.0mm，小于200目粒度的占60～90％。

进一步的，增氮剂和铁水的质量比为0.5～1.0：2000。

进一步的，喂线机喂线速度为0.05～0.15m/s，增氮剂的配入速度为0.02～0.15kg/s，配入量为0.3～1.0kg/t，喂线过程伴随高炉出铁过程。

进一步的，步骤1)中，制备包芯线的薄钢板厚度为0.8mm～1.2mm，宽度为35～70mm，长度为40～80m，制得包芯线的直径为10～20mm。

进一步的，步骤2)中铁水温度为1450～1530℃，加入增氮剂到扒渣期间，铁水温度降低50～80℃。

进一步的，高炉炉前出铁支铁沟位于渣铁分离撇渣器之后，摆动流嘴之前。

(三)有益效果

本发明提供了一种高炉冶炼高纯生铁炉前铁水增氮的方法，其具有的有益效果如下：

1、加入增氮剂位置在高炉炉前出铁支铁沟中，属于非密封容器，采用喂线机均匀输送增氮剂，增氮剂加入后依靠铁水流动及下落提供动力学条件，反应进行充分，无需添加搅拌、喷吹等设备，且反应后铁水温降、成分等变化对后道工序无影响，操作简单。

2、本发明增氮剂的消耗量小，且对炉渣成分无特殊要求，适应性好，铁水成分和温降满足后道工序要求，扒渣量小。

3、本发明方法增氮剂加入方式操作简单，加入数量均匀准确、调节灵活，不改变现有高炉生产方式及流程，且增氮剂加入后依靠铁水流动及下落提供动力学条件，使得增氮剂与铁水充分混合，反应进行充分，增氮剂收得率高，工业生产适应性强。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例中，铁水为某142m³高炉生产的高纯生铁常规铁水，铁水中[N]含量为0.0040～0.0050％；本发明实施例高炉炉前铁水增氮剂的加入方法，包括：

高炉出铁后，在加入增氮剂前，从敞口式铁水罐取第一次铁样并检验成分。

按0.5kg/t铁水准备增氮剂，增氮剂的化学成分及含量为N＝37.5％，Si＝62.5％，密度3.0g/cm³，最大粒径≤1.5mm，小于200目粒度的占70％。在包芯机上采用厚度为1mm，宽为54mm，长60m的钢板，制取直径为15.0mm的包芯线。

把制取的包芯线盘于喂线机的固定盘加上，以0.08m/s的均匀速度喂入高炉炉前出铁支铁沟的铁水中，铁水沿着支铁沟流动并下落到达敞口式铁水罐中进行增氮反应，喂线12分钟后，敞口式铁水罐一罐铁水约60t，运到脱硫站，扒渣，取第二次铁样并检测成分。

高炉支铁沟位于渣铁分离撇渣器之后，摆动流嘴之前。

检测结果，增氮前铁水中[N]＝0.0042％，增氮后铁水中[N]＝0.0078％，[N]增加85.7％。

实施例2：

本实施例中，铁水为某410m³高炉生产的高纯生铁常规铁水，铁水中[N]含量为0.0040～0.0050％；本发明实施例高炉炉前铁水增氮剂的加入方法，包括：

高炉出铁后，在加入增氮剂前，从敞口式铁水罐取第一次铁样并检验成分。

按0.8kg/t铁水准备增氮剂，增氮剂的化学成分及含量为N＝39.0％，Si＝61.0％，密度2.8g/cm³，最大粒径≤1.5mm，小于200目粒度的占60％。在包芯机上采用厚度为0.8mm，宽为65mm，长80m的钢板，制取直径为19.1mm的包芯线。

把制取的包芯线盘于喂线机的固定盘加上，以0.06m/s的均匀速度喂入高炉炉前出铁支铁沟的铁水中，铁水沿着支铁沟流动并下落到达敞口式铁水罐中进行增氮反应，喂线22分钟后，敞口式铁水罐一罐铁水约80t，运到脱硫站，扒渣，取第二次铁样并检测成分。

高炉支铁沟位于渣铁分离撇渣器之后，摆动流嘴之前。

检测结果，增氮前铁水中[N]＝0.0046％，增氮后铁水中[N]＝0.0083％，[N]增加80.4％。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。