专利名称：：一种超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法
技术领域：
：本发明涉及一种生铁及冶炼方法，特别是高炉间接冶炼超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法，属钢铁冶金
技术领域：
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背景技术：
：目前，对于质量要求极其严格的低硅低钛灰口球墨铸铁用生铁若在高炉直接生产，即使生铁中[C]、[Si]、[Mn]、[P]、[Ti]元素合格，[S]元素也难以全部合格更难实现超低。[Si]低代表炉温低，则[S]高，若为实现超低[S]则需提高炉渣碱度，势必影响炉况顺行，而且难以实现断面灰口。生铁含[Si]低，易产生渗碳体，造成白口化加剧，对下游用户铸件质量造成严重影响。理论上讲，[Si]<0.50%时会出现白口，因而在高炉直接生产超低硫低硅灰口球墨铸铁用生铁技术上存在难度。对于风电铸件用球墨生铁要求低钛，为使生铁中[Ti]合格必须低硅冶炼，但低硅出铁后为满足生铁含[Si]要求必须炉前增硅，采用现有单纯出铁后炉前增硅技术存在含硅量不均匀的问题。有试验表明，60吨铁水罐含硅量成分差为0.10-0.25%，且随着增硅量提高成分差逐渐加大。显然，这对于生产均匀度要求严格的球墨铸铁用生铁，特别是风电铸件用球墨生铁，其产品质量稳定性难以保证。此外，为实现超低硫，目前普遍采用铁水预处理站进行高炉铁水炉外脱硫的方法，其目的是为炼钢作准备，存在设备投资大、占地面积大等缺点。该技术对于生产超低硫低硅低钛灰口球墨铸铁用生铁并不适合。
发明内容本发明旨在解决已有技术之缺陷而提供一种可实现生铁产品低硅、低钛、超低硫且保证灰口化的超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法。本发明所称问题是由以下技术方案解决的—种超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法，其特别之处是所述超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的化学成分如下碳[C]4.300-4.600%、硅[Si]O.400-0.600%、锰[Mn]O.060-0.100%、磷[P]《0.030%、硫[S]《0.010%、钛[Ti]《0.032%，余量[Fe]，所述方法包括如下步骤a.高炉原料选用高炉原料组成为球墨生铁高碱烧结矿65-70%，球墨生铁球团30-35%，所述球墨生铁高碱烧结矿的碱度为1.90-2.00;b.低硅冶炼高炉冶炼[Si]控制0.15-0.35%，R2控制1.15-1.20;c.炉前增硅出铁时按照吨铁水每增0.1%的[Si]添加1.8-2.5kg硅铁粉的量，将硅铁粉均匀加到铁水流上；d.炉前脱硫处理当炉前硫[S]>0.010%采用加碱降硫处理，炉前加工业碱加入量控制在每吨铁水2-4公斤，工业碱随铁水流加入，加入时间控制在出铁时间的70-80%之间；e.炉前喷氮搅拌增硅加碱后通过喷枪向铁水罐铁水中喷吹氮气，喷吹时间为30-60秒，氮气流压力控制500-700Kpa;f.铸铁机孕育处理炉前取样检测，根据白口程度，在铸铁机铁水沟中加入孕育剂硅钡合金进行孕育处理，孕育剂加入量控制在《2kg/t铁水。上述超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法，所述铸铁机孕育处理步骤中，孕育剂由孕育剂添加装置均匀添加到铁水流上，所述孕育剂添加装置分别设置在铸铁机铁水沟旁侧的头部和尾部，其中铸铁机铁水沟头部孕育剂添加装置添加的孕育剂控制在<lkg/t铁水，加入孕育剂后，抓紧取样检测，若白口未能完全消除，则启动铸铁机铁水沟尾部孕育剂添加装置再次添加孕育剂。上述超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法，所述孕育剂添加装置包括梯架、外箱体，外箱体位于梯架上，外箱体内设有料箱、调频电机和由调频电机驱动的输料皮带，输料皮带术端下部设有出料斗，出料斗下部连接出料口，出料口末端对应铁水沟，出料斗底部设调节插板。本发明摒弃传统的高炉直接冶炼低硫低硅球铁用生铁的冶炼工艺，采用高炉低硅冶炼技术、炉前增硅、炉前喷氮搅拌、炉前脱硫处理及铸铁机孕育处理生产超低硫低硅低钛灰口球墨铸铁用生铁工艺，解决了高炉稳定生产超低硫低硅低钛灰口球墨铸铁用生铁的技术难题。本发明的优势在于采用该方法生产的产品属于球墨铸铁用生铁中超低硫低硅低钛灰口牌号，该产品既能做到低[Si]、低[Ti]，超低[S]，又能实现灰口，该产品特别适合用于大型铸态铁素体球铁和风能发电、核燃料储运容器等大型优质球铁件的生产，填补了该类产品的空白。本技术与高炉直接冶炼低硫低硅低钛球铁用生铁技术相比在利用系数、球铁比、、灰口比、热风温度等方面均有提高，而综合焦比明显下降。图1是本发明所用设备铸铁机的示意图2是本发明孕育剂添加装置结构示意图。附图中标号表示如下1.铸铁机链带；2.铁水沟，3.铁水沟尾部孕育剂添加装置，4.铁水沟头部孕育剂添加装置，5.铁水罐，6.梯架，7.外箱体，8.调频电机，9.料箱，IO.给料器，ll.输料皮带，12.出料斗，13.调节插板，14.出料口。具体实施例方式本发明所述高炉间接冶炼是指高炉低硅冶炼、炉前增硅、炉前喷氮搅拌、炉前脱硫处理及铸铁机孕育处理的有机结合。所述超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁化学成分如下碳[C]4.300-4.600%、硅[Si]O.400-0.600%、锰[Mn]O.060-0.100%、磷[P]《0.030%、硫[S]《0.010%、钛[Ti]《0.032%，余量[Fe]。本发明的主要技术要点体现在如下几个方面1、精选高炉原料高炉原料组成为球墨生铁高碱烧结矿65_70%、球墨生铁球团30-35%，其中球墨生铁高碱烧结矿碱度控制在1.90-2.00。所述球铁高碱烧结矿和球铁球团控制标准见附表l。2、低硅冶炼保证炉况顺行，降低生铁[Ti]含量高炉冶炼过程中[Si]控制0.15-0.35%，二元碱度R2即Ca0/Si02控制1.15-1.20、(Mg0)控制11-13%，随Ca0+Mg0含量的提高，Ca0(或Mg0)与Si02或Ti(^形成的复杂化合物数量增多，降低了渣中自由Si02含量，减少Si及Ti还原数量，从而控制[Ti]《0.032%，实现低[Ti]要求。3、炉前增硅以保证[Si]在要求范围出铁前将硅铁粉烘干至含水量小于O.1%，出铁时按每吨铁水每增O.1%的[Si]添加1.8-2.5kg硅铁粉的用量将硅铁粉均匀加到铁水流上，使其充分熔化到铁水中，达到增硅目的。硅铁粉控制标准见附表2。4、炉前脱硫处理以保证超低[S]:为避免白口倾向，不采用喷镁脱硫工艺，炉前采用加碱降硫方式。当炉前硫[S]>0.010%时加工业碱，按照每吨铁水加入2-4公斤化20)3添加，加入时间控制在出铁时间的80%，以利于工业碱充分接触反应，保证脱硫效果。工业碱随铁水流加入，在铁水流中加入工业碱时，要求尽量均匀、稳定。5、炉前喷氮搅拌以保证[Si]均匀出铁后通过喷枪向铁水罐铁水中喷吹氮气，通过氮气流作用，将铁水罐中铁水充分搅拌混匀，达到充分均匀成分的目的，解决增硅后成分高度均匀问题。试验表明在增硅达1%即60吨铁水罐加硅铁1500Kg情况下，通过炉前氮气搅拌，仍能保证成分均匀，含硅量成分差<0.105%。喷吹时间30-60秒，氮气流压力控制500-700Kpa。6、铸铁机孕育处理以保证消除白口此步骤是本发明消除生铁白口组织的关键技术。通常加孕育剂是在铸件生产过程中使用，本发明在铸铁机设置孕育剂添加装置，在铸铁机的铁水沟中加入一定量的孕育剂硅钡合金，使生铁中的白口组织消除，得到超低硫低硅低钛灰口球铁。参看图l，为实现铸铁机添加孕育剂，本发明在铸铁机的铁水沟旁侧设置了孕育剂添加装置3、4，孕育剂添加装置4设置在铸铁机铁水沟2旁侧的头部，孕育剂添加装置3设置在铸铁机铁水沟旁侧的尾部。根据铁水白口化程度，可一次或两次添加孕育剂。其中铸铁机铁水沟头部孕育剂添加装置4添加的孕育剂控制在<lkg/t铁水，加入孕育剂后，抓紧时间取样检测组织是否形成灰口，特殊情况下若白口组织未能完全消除，则根据白口化程度启动铸铁机铁水沟尾部孕育剂添加装置3再次添加孕育剂，两次孕育剂添加总量不超过2kg/t铁水。参看图2，本发明孕育剂添加装置3和4的结构相同，其构成包括梯架6、外箱体7，外箱体位于梯架上，外箱体内设有料箱9、调频电机8和由调频电机驱动的输料皮带ll，输料皮带下部设有出料斗12，出料斗下部连接出料口14，出料口末端对应铁水沟，出料斗底部设有调节插板13。孕育剂添加装置工作时，料箱9根据铁水量装入孕育剂，在给料器10的作用下，孕育剂下落到输料皮带ll，孕育剂由输料皮带输送到出料斗，经出料口14均匀的落到铁水流上。调整调频电机8的转速可调整输料量。调整调节插板13的开口位置，可以控制孕育剂添加速度。附表1高炉用原料控制标准5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>附表2硅铁粉控制标准<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>备注1、粒度35求0-3mm;2、推荐牌号FeSi75A10.5-13;3、其余微呈元素成分合计《1.0%本发明与在有效容积为600m3级高炉直接冶炼超低硫低硅球铁用生铁相比在利用系数、球铁比、灰口比、热风温度等方面均有提高，而且综合焦比明显下降，其对比数据见附表3。附表3参数对比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>采用本发明技术生产的超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁与现有技术在高炉直接生产的球铁用生铁化学成分对比见附表4。附表4球铁用生铁化学成分对比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由附表4可看出，在高炉直接冶炼球铁用生铁含硫量相对较高且无法全部达到断面灰口要求，而本发明在高炉采用间接冶炼技术，可稳定生产超低含硫量、断面灰口的球铁用生铁。以下提供几个实施例实施例1:在600m3级高炉冶炼球铁用生铁，按照附表1标准选取高炉用原料，其中球墨生铁高碱烧结矿66.61%、球墨生铁球团33.39%，球墨生铁高碱烧结矿碱度控制在1.98;高炉冶炼[Si]控制O.15-0.35%，R2控制1.15-1.20，控制[Ti]《0.032%;铁水检测[Si]为0.15%、[S]为0.014%;按照附表2标准称取硅铁粉270kg，出铁时将硅铁粉均匀加到铁水流上；随后加工业碱Na2C03200kg，出铁后通过喷枪向铁水罐铁水中喷吹氮气，氮气流压力控制600Kpa，喷吹时间40秒；利用铸铁机孕育剂添加装置4按照0.8kg/t铁水加入孕育剂硅钡合金，经检测白口组织全部消失。本炉产品(50吨)经检测化学成分如下碳[C]4.360%、硅[Si]O.450%、锰[Mn]O.062%、磷[P]O.024%、硫[S]O.009%、钛[Ti]O.028%，余量[Fe]。实施例2:在600m3级高炉冶炼球铁用生铁，按照附表1标准选取高炉用原料，其中球墨生铁高碱烧结矿70%、球墨生铁球团30%，球墨生铁高碱烧结矿碱度控制在1.95;高炉冶炼[Si]控制O.15-0.35%，R2控制1.15-1.20，控制[Ti]《0.032%;铁水检测[Si]为0.35%、[S]为0.011%;按照附表2标准称取硅铁粉110kg，出铁时将硅铁粉均匀加到铁水流上；随后加工业碱NC0380kg，出铁后通过喷枪向铁水罐铁水中喷吹氮气，氮气流压力控制700Kpa，喷吹时间30秒；利用铸铁机孕育剂添加装置4按照0.9kg/t铁水加入孕育剂硅钡合金，经检测白口组织全部消失。本炉产品(40吨)经检测化学成分如下碳[C]4.460%、硅[Si]O.460%、锰[Mn]O.065%、磷[P]O.025%、硫[S]O.010%、钛[Ti]O.030%，余量[Fe]。实施例3:在600m3级高炉冶炼球铁用生铁，按照附表1标准选取高炉用原料，其中球墨生铁高碱烧结矿65%、球墨生铁球团35%，球墨生铁高碱烧结矿碱度控制在2.00;高炉冶炼[Si]控制0.15-0.35%，R2控制1.15-1.20，控制[Ti]《0.032%;铁水检测[Si]为0.30%、[S]为0.015%;按照附表2标准称取硅铁粉230kg，出铁时将硅铁粉均匀加到铁水流上；随后加工业碱Na^0Ll20kg，出铁后通过喷枪向铁水罐铁水中喷吹氮气，氮气流压力控制500Kpa，喷吹时间60秒；利用铸铁机孕育剂添加装置4按照0.6kg/t铁水加入孕育剂硅钡合金，经检测白口组织未能全部消失，启动孕育剂添加装置3按照0.7kg/t铁水再次添加孕育剂硅钡合金。经检测本炉产品(40吨)化学成分如下碳[C]4.580X、硅[Si]O.590%、锰[Mn]O.061%、磷[P]O.023%、硫[S]O.008%、钛[Ti]O.032%，余量[Fe]，全部为灰口组织。权利要求一种超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法，其特征在于所述超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的化学成分如下碳[C]4.300-4.600％、硅[Si]0.400-0.600％、锰[Mn]0.060-0.100％、磷[P]≤0.030％、硫[S]≤0.010％、钛[Ti]≤0.032％，余量[Fe]，所述方法包括如下步骤a.高炉原料选用高炉原料组成为球墨生铁高碱烧结矿65-70％，球墨生铁球团30-35％，所述球墨生铁高碱烧结矿的碱度为1.90-2.00；b.低硅冶炼高炉冶炼[Si]控制0.15-0.35％，R2控制1.15-1.20；c.炉前增硅出铁时按照吨铁水每增0.1％的[Si]添加1.8-2.5kg硅铁粉的量，将硅铁粉均匀加到铁水流上；d.炉前脱硫处理当炉前硫[S]＞0.010％采用加碱降硫处理，炉前加工业碱控制在每吨铁水加2-4公斤，工业碱随铁水流加入，加入时间控制在出铁时间的7080％之间；e.炉前喷氮搅拌增硅加碱后通过喷枪向铁水罐铁水中喷吹氮气，喷吹时间为30-60秒，氮气流压力控制500-700Kpa；f.铸铁机孕育处理炉前取样检测，根据白口程度，在铸铁机铁水沟中加入孕育剂进行孕育处理，孕育剂加入量控制在≤2kg/t铁水。2.根据权利要求1所述的超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法，其特征在于所述铸铁机孕育处理步骤中，孕育剂由孕育剂添加装置(3、4)均匀添加到铁水流上，所述孕育剂添加装置分别设置在铸铁机铁水沟旁侧的头部和尾部，其中铸铁机铁水沟头部孕育剂添加装置(4)添加的孕育剂控制在<lkg/t铁水，加入孕育剂后，抓紧取样检测，若白口未能否完全消除，则启动铸铁机铁水沟尾部孕育剂添加装置(3)再次添加孕育剂。3.根据权利要求2所述的超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法，其特征在于所述孕育剂添加装置包括梯架(6)、外箱体(7)，外箱体位于梯架上，外箱体内设有料箱(9)、调频电机(8)和由调频电机驱动的输料皮带(ll)，输料皮带末端下部设有出料斗(12)，出料斗下部连接出料口(14)，出料口末端对应铁水沟，出料斗底部设有调节插板(13)。全文摘要一种超低硫低硅低钛灰口球铁用生铁的冶炼方法，属钢铁冶炼
技术领域：
，用于解决高炉稳定生产超低硫低硅低钛灰口球墨铸铁用生铁问题。它包括如下步骤a.高炉原料选用；b.低硅冶炼；c.炉前增硅；d.炉前脱硫处理；e.喷氮搅拌；f.铸铁机孕育处理。本发明采用高炉低硅冶炼、炉前增硅、炉前喷氮搅拌、炉前脱硫处理及铸铁机孕育处理技术，解决了高炉稳定生产超低硫低硅低钛灰口球墨铸铁用生铁的技术难题，其产品既能做到低[Si]、低[Ti]，超低[S]，又能实现灰口，该产品特别适合用于大型铸态铁素体球铁和风能发电、核燃料储运容器等大型优质球铁件的生产，填补了该类产品的空白。文档编号C21C7/064GK101775452SQ201010103839公开日2010年7月14日申请日期2010年2月2日优先权日2010年2月2日发明者白居秉申请人:河北龙凤山铸业有限公司