一种高炉外促进高纯铁水中TiN相析出的方法与流程

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种高炉外促进高纯铁水中tin相析出的方法。

背景技术：

高纯铁水是指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。我国大多采用精料法冶炼高纯生铁。但是近年来，随着优质原料的不断减少，高纯生铁质量日益下降，其中以ti元素超标最为典型。因此，降低高纯生铁中的ti含量成为提高高纯生铁质量的重要途径之一。

铁水中的[ti]是个比较活泼的元素，易与铁水中的c，n形成ti(n、c)固溶体化合物而析出。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，有必要开发一种促进高炉炼高纯铁水中tin相析出的方法，促进铁水中的析出更多的tin相，从而为后续铁水脱[ti]提供可能。

技术实现要素：

(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外促进高纯铁水中tin相析出的方法，目的是促进铁水中的[ti]和[n]充分结合而析出更多的tin相。

(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：

一种高炉外促进高纯铁水中tin相析出的方法，包括以下步骤：

(1)取一定量的增氮剂，混合均匀后放在敞口式铁水罐的底部；

(2)高炉冶炼的液态高纯铁水沿着铁水沟流动并下落到达敞口式铁水罐中，与增氮剂充分混合，完成增氮作业；

(3)增氮结束后，采用扒渣机扒除增氮渣。

进一步的，增氮剂为氮元素和硅元素的化合物，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50～90％。

进一步的，增氮剂和铁水的质量比为0.1～1.0：1000。

进一步的，铁水温度为1450～1530℃，加入增氮剂到扒渣期间，铁水温度降低50～70℃。

(三)有益效果

本发明提供了一种高炉外促进高纯铁水中tin相析出的方法，其有益效果如下：

1、加入增氮剂位置在敞口式铁水罐底部，敞口式铁水罐属于非密封容器。由于增氮剂用量较小，液态铁水流入敞口式铁水罐中，铁水罐中液位由下至上，依靠铁水下落及在敞口式铁水罐中流动提供动力学条件，反应进行充分，无需添加搅拌、喷吹等设备，操作简单。

2、本发明增氮剂的消耗量小，且对铁水成分无特殊要求，适应性好，铁水温降、成分等变化对后道工序无影响，扒渣量小。

3、本发明方法增氮剂加入方式操作简单，加入数量准确、调节灵活。不改变现有高炉生产方式及流程，增氮剂收得率高，铁水中tin相析出明显，工业生产适应性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1实施例2增氮前铁水样品sem图；

图2实施例2增氮前铁水样品sem图；

图3实施例2增氮前铁水样品eds图；

图4实施例2增氮前铁水样品eds图；

图5实施例2增氮前铁水样品eds图；

图6实施例2增氮前铁水样品eds图；

图7实施例2增氮后铁水样品sem图；

图8实施例2增氮后铁水样品sem图；

图9实施例2增氮后铁水样品eds图；

图10实施例2增氮后铁水样品eds图；

图11实施例2增氮后铁水样品eds图；

图12实施例2增氮后铁水样品eds图。

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，在铁水沟取未增氮的增氮前铁水样品，与增氮后样品进行对比。

按0.3kg/t铁水准备增氮剂，增氮剂为氮元素和硅元素的化合物，化学成分及含量为n＝38.0％，si＝62.0％，密度2.7g/cm³，最大粒径≤1.7mm，小于200目粒度的占80％。

敞口式铁水罐一罐铁水约80t，取24kg增氮剂均匀放在敞口式铁水罐的底部。高炉冶炼的液态高纯铁水沿着铁水沟流动并下落到达敞口式铁水罐中，铁水罐中液位由下至上，使得增氮剂与铁水充分混合，完成增氮作业。扒渣，取增氮后的铁水样品。

对增氮前后铁水样品测试，结果显示，增氮前铁水中[n]＝0.0045％，增氮后铁水中[n]＝0.0078％，[n]增加73.3％。

实施例2：

本实施例中，铁水为某142m³高炉生产的高纯生铁常规铁水，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，在铁水沟取未增氮的增氮前铁水样品，与增氮后样品进行对比。

按0.2kg/t铁水准备增氮剂，增氮剂为氮元素和硅元素的化合物，化学成分及含量为n＝36.5％，si＝63.5％，密度2.9g/cm³，最大粒径≤1.5mm，小于200目粒度的占75％。

敞口式铁水罐一罐铁水约60t，取12kg增氮剂均匀放在敞口式铁水罐的底部。高炉冶炼的液态高纯铁水沿着铁水沟流动并下落到达敞口式铁水罐中，铁水罐中液位由下至上，使得增氮剂与铁水充分混合，完成增氮作业。扒渣，取增氮后的铁水样品。

将增氮前后的铁水样品冷却至常温，制样后利用扫面电镜观察生铁中的tin相的变化情况。如说明书附图中图1-12所示。

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。