专利名称：冲天炉加稀土氧化渣的方法
技术领域：
本发明属于冲天炉熔炼铸铁的技术领域。
关于稀土氧化渣的研究，国外报道甚少，国内自1983年起陆续发表了一些有价值的研究。稀土氧化渣中含稀土氧化物10～14%，在铸铁范围内一般是被还原成稀土后配成稀土合金作为铁水处理的球化剂或孕育剂，但由于还原稀土氧化渣耗电很高，近年来直接用稀土氧化渣作为脱硫剂和球化剂生产球铁和处理高硫铁水的实验室研究已见报导。北京钢铁学院在实验室内研究了高硫铁水用稀土氧化渣脱硫的规律，表明稀土氧化渣是一种良好的脱硫剂，并指出在高温、低一氧化碳分压的条件下，稀土氧化渣可以完全被还原，但此研究均系采用感应电炉所熔炼的铁水，而与之不同面广量大的冲天炉内添加稀土氧化渣的可能性及其效果，则未见报导。
本发明的目的在于提出了一种在冲天炉投炉金属料中添加稀土氧化渣，使之在冲天炉内还原成新鲜稀土，以改善铁水石墨形貌和提高铁水机械性能，并节约能耗，简化铁水处理工艺的方法。
本发明采用普通冷风或热风冲天炉，金属炉料种类不限，按生产牌号HT150～HT350的铸铁配料，燃料为铸造焦、冶金焦和地方土焦均可，稀土氧化渣为中品位稀土高炉渣，含稀土氧化物10～14%。在保证出铁槽铁水温度大于1350℃的条件下，将块度不大于入炉焦炭块度、以约炉内径D的1/30～1/50为宜的中品位稀土高炉渣随金属炉料一起以每批铁料重量的3～5%的比例从加料投入冲天炉内;或者在风口区附近将中品位稀土高炉渣粉状料，以相当于铁水熔化率的1/100～1/150(吨/小时)的重量流率喷入炉内，司时增加熔剂加入量1～1.5%，提高鼓风强度5～10Nm3/m2·min，如铁水出炉温度下降，则增加层焦耗0.5～1.0%。当采用风口喷入稀土氧化渣粉工艺时，稀土氧化渣加入量可减少1/2～2/3，而采用主辅风口倒置即主风口位于上排的大排距双层风冲天炉结构较之主风口位于下排的大排距双层送风冲天炉结构或多排小风口冲天炉结构效果更明显。由于冲天炉内焦炭为层状燃烧。底焦层内被划分为氧化带和还原带，在靠近风口区附近的氧化带炉温高达1500℃～1800℃，一氧化碳含量小于2%，在此条件下，稀土氧化渣得到充分还原，在氧化带将发生如下反应。
被还原出的稀土一部分和铁水中的硫作用生成稀土硫化物而进入炉渣，即
起到铁水脱硫作用，另一部分和S、N、O等生成化合物如〔RexSy〕、〔RexOy〕等而净化铁水，并作为外来核心使石墨数量增多，由其金相组织可见，石墨分布均匀，石墨形态由片状变为端部钝化状，且石墨的长宽比变小，部分石墨变为球状或团絮状。因为稀土氧化渣是在熔炼过程中直接被还原成稀土，因而具有新鲜的活性表面，使铁水得到精炼。
本发明提出了一种在冲天炉内添加稀土氧化渣的方法，使稀土氧化渣在冲天炉内直接还原成稀土，充分利用被还原稀土所具有的新鲜活性表面，使得铁水脱硫，改善石墨形貌，铁水性能在原有工艺基础上提高约一个牌号，而达到精炼铁水的目的。改变了用稀土氧化渣还原成稀土然后配成稀土合金在冲天炉铁水出炉后进行添加处理铁水的传统工艺方法，大大地节省了能耗，省去了炉前孕育处理和其它一些精炼处理工艺，并为冲天炉冶炼铁水提供了一种新的方法。我国稀土资源丰富，而冲天炉应用面广量大，因此冲天炉添加稀土渣的研究，为精炼铁水提供了一条新的途径。
本发明的实施例如下在冲天炉出铁槽铁水温度大于1350℃条件下，将稀土氧化渣随金属炉料一同加入冲天炉内，或在风口区附近将稀土氧化渣的粉状料喷入炉内，使之在氧化带内得到还原，还原出的具有活性表面的新鲜稀土部分与铁水中的硫作用生成稀土硫化物进入沪渣，部分与铁水中的硫、氮、氧生成化合物，作为外来核心改善铁水中石墨形貌。
权利要求
1.一种冲天炉内添加稀土氧化渣的工艺方法，其特征在于冲天炉内使用稀土氧化渣，在冲天炉出铁槽铁水温度高于1350℃的条件下。作为铁水的脱硫剂和孕育剂。
2.根据权利要求1所述的冲天炉内加稀土氧化渣的工艺方法，其特征在于将块度不大于入炉焦炭块度，约为炉内径D的1/30～1/50为宜的中品位稀土高炉渣随金属炉料一起以每批铁料重量的3～5%的比例随炉料从加料口投入冲天炉内。
3.根据权利要求1所述的冲天炉内添加稀土氧化渣的工艺方法，其特征在于在风口区附近将中品位稀土高炉渣粉状料，以相当于铁水熔化率的1/100～1/150(吨/小时)的重量流率喷入炉内，同时增加熔剂加入量1～1.5%，提高鼓风强度5～10Nm3/m2·min，如铁水出炉温度下降，则增加层焦耗0.5～1.0%。
4.根据权利要求1、3所述的冲天炉加稀土氧化渣的工艺方法，其特征在于当采用风口喷入稀土氧化渣粉工艺时，稀土氧化渣加入量可减少1/2～2/3。
全文摘要
一种冲天炉内添加稀土氧化渣以提高铁水性能 的工艺方法，属于冲天炉熔炼的技术领域。本发明主 要是利用稀土氧化渣能在冲天炉内被直接还原，从而 与铁水中的硫作用生成稀土硫化物进入炉渣，起到脱 硫作用，同时可以改善石墨形貌。使铸铁的机械性能 比不添加稀土氧化渣约提高一个牌号。本发明改变 了冲天炉熔炼铸铁的传统工艺方法，为精炼铁水提供 了一个新的方法。我国稀土资源丰富，而冲天炉应用 面广量大，因此其应用前景广阔。
文档编号C21C7/076GK1043749SQ8910536
公开日1990年7月11日 申请日期1988年12月29日 优先权日1988年12月29日
发明者吴炳尧, 吴强, 江建中, 吴宇宁 申请人:东南大学