专利名称：炼铁和钢的方法
技术领域：
本发明是关于对用一种含碳的还原剂(例如碳材料)热还原铁氧化物(例如铁矿)炼铁和炼钢方法进行的改进。更具体地，本发明涉及一种改进的炼铁或炼钢方法，该方法通过热还原与一种含碳还原剂(煤球或煤饼)混合的含铁氧化物的固态成型产品，并进一步还原和熔化产生熔融铁。这些方法能提高从热还原到还原熔化的一系列步骤中的热效率，有效分离脉石成分。
关于生产还原铁的直接还原工艺，是用一种碳材料或一种还原气体通过还原铁氧化物例如铁矿或铁氧化物球，其中通常以MIDREX工艺代表的竖炉方法已广为人知。在这种直接炼铁的工艺中，经在竖炉的较低部位的鼓风口，通过吹入从天然气等产生的还原气体获得还原铁，利用还原气体的还原力还原铁氧化物。而近几年来，使用碳材料例如煤炭作为还原剂代替天然气还原铁的生产工艺已经得到关注。尤其是，一种在回转炉中用煤粉热还原铁矿烧结球粒的所谓的SL/RN方法已经得到实际应用。
另外，作为另一种炼铁方法，美国专利号3,443,931公开了一种生产还原铁的工艺，包括把一种碳材料和铁氧化物混合成一团，并在回转炉上对它们进行热还原。在这一工艺中，把矿粉和煤粉混合成团，并在高温气体环境下进行热还原。
在形成胚块状的同时或之后，在常温下把通过上述方法产生的还原铁插入一个电弧炉作为铁原料。因为还原铁含有较少的杂质金属成分例如夹入元素，近年来还原铁以作为在废铁中夹入元素的稀释材料而闻名，其中对废铁材料的回收变得越来越活跃。
然而，由于炉渣成分例如在铁氧化物(铁矿石等)中作为脉石成分的SiO2、Al2O3和CaO、碳材料(煤炭等)的侵入，铁产品的质量(金属铁的纯度)就降低。在实际应用中，尽管炉渣成分被分离出并在随后的熔化步骤中被去除，炉渣量的升高还是会降低熔化的熔融铁的产率，并对电弧炉的操作成本产生显著的不希望有的影响。
这就需要铁含量高和炉渣含量低的还原铁。然而，通过现有的上述生产还原铁的生产工艺来满足这一需要，就不得不使用具有高铁含量的铁矿石作为生产还原铁的原材料，这就显著缩小了能实际应用的炼铁材料的选择范围。
而且，如上所述的现有技术方法最终目的是获得作为半成品的还原固体产品，并需要例如压块、冷却、运输和储存步骤，直至把产品输送到作为实际应用随后步骤的还原熔化步骤，在这期间造成大量的能量损耗，或压块也需要额外装置或能量。
另一方面，作为通过直接还原铁氧化物获得初步还原的铁的方法，一种熔化还原方法例如DIOS方法也为人知。这种方法包括初步还原铁氧化物，预还原率为30-50％，然后通过与在铁槽中的固体碳和/或一氧化碳以及炉渣直接还原反应，然后把它们还原成熔化铁。然而，因为在这一方法中设立了一个循环系统，来产生在熔化还原容器中初步还原步骤所需的还原气体，并把气体导进初步还原炉，所以要达到过程的平衡很麻烦和极困难。另外，因为液体铁氧化物(FeO)和耐火材料在熔融状态直接接触，这就会出现耐火材料受到的腐蚀较大的问题。
进而，日本专利公报Hei 3-60883公开了其它的方法，把矿粉与碳材料混合，把它们成型为团，通过一个转底炉型加热炉首先使它们还原，不经冷却把随后获得的初步还原的产品加进熔化炉中，使它们熔化，通过添加碳材料并进一步吹入氧气继续进行还原来进行熔化。因为初步还原的产品不经冷却就被送到熔化炉中，以这种方法进行还原和氧化，据认为这种方法的热量损失较少，能够连续操作，并且就产率而言也是非常有效的。
在这种炼铁方法中，把氧(或空气)和大量的碳材料一起吹到熔化炉中。然后，因为如上所述在送到熔化炉的初步还原的产品中含有大量在铁矿和碳材料的脉石成分，大量的炉渣在熔化炉中就受到剧烈的搅拌。因为大量的铁氧化物(FeO)侵入到炉渣中，这就导致衬里的耐火材料受到的腐蚀非常显著这一严重的实际问题，这样就很难使得该方法在工业规模实行。
总之，因为有必要向熔化炉中补充大量的氧和碳材料(几百kg/tmi(mi要生产的熔融铁))来进行燃烧，为了确保在熔化炉上游的初步还原炉中还原气体有所需要的充分的还原能力，熔化炉的热负荷极大，由于剧烈搅拌熔融铁和炉渣，衬里耐火材料经受严重的腐蚀。进而，为了向初步还原炉稳定供应所需的适当组成和量的还原气体，要达到整个设备的平衡非常麻烦，并需要高水平的控制系统。
本发明是鉴于上述情况完成的。本发明的一个目的是提供一种利用含铁量较高的铁氧化物原料或含铁量较低的铁矿的炼铁方法，而不引起耐火材料的腐蚀。而且，这一炼铁方法能够通过简单的设备和操作获得熔融铁，本发明还提供了一种使用上述方法得到的熔融铁的炼钢方法。
根据本发明的炼铁方法能克服上述的问题，它是一种获得熔融铁的炼铁方法，通过在高温下不经显著冷却向电弧加热型熔化炉供给固体还原铁，该固体还原铁是从混合了含碳还原剂的含有的铁氧化物的成型产品生产的，该成型产品是还原铁生产设备的主要原料，并在熔化炉中加热该正在还原中的铁，其中，该方法包括先把固体还原铁金属化至60％或更高，控制固体还原铁中的碳含量相对于还原残留在固体还原铁中的铁氧化物所需的理论当量为50％或更高，使固体还原铁的比重至1.7或更高，通过电弧加热型熔化炉加热该固体还原铁以获得碳含量1.5到4.5％的熔融铁。
在实行本发明的过程中，为了有效进行熔化-还原，同时将电弧加热型熔化炉的衬里的腐蚀降至最低，将固体还原铁装到到在电弧加热型熔化炉中的熔融的炉渣上，熔融的炉渣的碱度优选控制在1.0到1.8的范围，在熔融炉渣中的铁氧化物含量以铁计算最好限制在9％或更低，更优选是5％或更低。
当额外加入含碳还原剂以补偿在电弧加热型熔化炉中的不足时，最好向固体还原铁的装料位置加入含碳还原剂，因为这能使还原熔化更有效地进行。
进而，为了将通过熔化还原得到熔融铁中的碳含量调节在本发明限定的1.5到4.5％的范围内，额外加入到电弧加热型熔化炉中的含碳还原剂的量是非常重要的。对于控制额外添加的含碳还原剂的量的方法，建议1)一种在电弧加热型熔化炉中对熔融铁进行采样的方法，直接分析熔融铁并控制含碳还原剂的添加量，使得含碳量在上述范围中，或2)一种测定从电弧加热型熔化炉中排出的尾气组成和含量的方法，基于从测定值计算的在尾气中的氧当量来计算确定在熔融铁中的含碳量，并控制含碳还原剂的添加量。
进而，本发明具有的主要技术特征是控制熔融铁的含碳量在所述范围内，并获得含0.05％或更少的Si、0.1％或更少的Mn、0.1％或更少的P、以及0.20％或更少的S的熔融铁。通过下述方法对熔融铁进行脱硫或脱磷。将含S量降低到0.050％或更低，将含P量降低到0.040％或更低，就可以获得有较少杂质的熔融铁，它作为在电弧炉(下文称作EAF)或碱性氧炉(下文称作BOF)中用于炼钢的原材料是非常有用的。
对于本发明采用的脱硫和/或脱磷方法，优选推荐下面的方法该方法把电弧加热型熔化炉中的熔融铁转移到单独的容器中，通过添加含钙脱硫剂(或与气体一起注入)对熔融铁进行脱硫，和/或通过吹入一种含固体氧源(铁氧化物等)的钙质熔剂和气体氧化物进行脱硫。
在本发明的方法中，与鼓风炉炼铁方法相比，还原铁氧化物例如铁矿的还原势较低，在脉石成分中的SiO2在以SiO2的形式形成炉渣，没有被还原。而且，因为在获得的熔融铁中的Si含量较低(0.05％或更低)，不需特意进行脱硅。另外，由于在熔融铁中的硅含量较低，通过如上所述的脱磷作用，就可以很容易地获得含P量低的熔融铁，根本不需预先进行脱硅。
把这样获得的具有较低杂质含量的熔融铁以其熔融状态供应到一个与此相邻布置的EAF或BOF中作为炼钢材料，从而系统就可以实际应用为炼铁和炼钢的连续工艺，或将产生的熔融铁一次卸到炉外，把冷却到固化的金属铁作为炼钢材料供应到EAF或BOF中。尤其是，通过使用该炼钢方法，在高温下向EAF或BOF供应用上述方法产生的在其熔融状态、有较低杂质含量的熔融铁作为炼钢材料，因为在熔融态具有的热能可以被有效利用为炼制的热源，从经济的角度考虑也建议把它作为一种极有效的方法。
附图简述
图1说明的是根据本发明还原与碳材料混合的含铁氧化物成型产品，电弧加热型熔化和炼钢的连续工艺。
图2是说明在电弧加热型熔化炉中对加入到熔融炉渣上的固体还原铁进行还原熔化的情况。
图3是说明一个在本实验中获得的固体还原铁的还原速率和还原时间之间关系的例子的图。
图4是说明一个在电弧加热型熔化炉中固体还原铁的还原速率和功率消耗之间关系的例子的图。
图5是说明固体还原铁的金属化和在其上的分布的例子的图。
图6是说明在固体还原铁中的含碳量和在熔融炉渣中的铁氧化物(T.Fe)之间关系的图。
图7是说明在连续进料时单个固体还原铁片的熔化速率与极限熔化速率的关系的图。
图8是说明在熔融铁中的含碳量与脱硫率之间的关系的图。
图9是说明炉渣的碱度与熔化温度之间的关系的图。
图10是说明单个固体还原铁片的重量与固体还原铁的比重之间的关系的图。
进行本发明的最好方式本发明的全部组成将通过一个说明优选实施例的完整的流程图示意说明，对每一个限定条件的原因将特别说明。
图1是一个根据本发明说明用于炼铁方法和炼铁/钢方法的连续工艺示意流程图，其中分别表示一个材料成型产品生产部分1，一个还原铁生产设备2，一个电弧加热型熔化炉3，和一个炼钢炉。用箭头A表示的一系列步骤对应一种炼铁方法(还原铁的生产)，而用箭头B表示的步骤对应炼钢法。
首先，在铁生产方法中，使用铁氧化物原料例如铁矿和含碳还原剂例如煤粉、或焦粉作为原材料，在材料成型产品生产部分1制造与碳材料(球或饼)混合的含有铁氧化物的成型产品，生产的成型铁产品被连续送入还原铁生产设备2中。只要具有加热与碳材料混合的含铁氧化物的成型产品(下文有时称为成型产品)的功能，可以采用任何设备作为还原铁生产设备2。通过混有的碳材料的还原力和它燃烧形成的CO气体的还原力，对在成型产品中的铁氧化物进行还原，同时基本上保持固体状态。例如，可以使用有例如回转炉或回转炉底这样结构的设备。提供给设备2一个用来运输成型产品的设备2，并提供给一个热源例如燃烧炉，一个燃烧氧供应单元，和可选的，一个还原气体供应单元，和加入一个温度计或温度控制装置，这样可以适当地控制还原状态进行的程度。图1表明具有热还原从装料部分2a装入的成型产品的回转炉底式设备，同时使它们顺着回转炉底的运动而运动，并在达到预定的还原率时，立刻把它们以固态连续地从卸料部分2b卸出。
在还原铁生产设备2中还原并从中卸出的固体还原铁不经随后的冷却，紧接着就被送到电弧加热型熔化炉3中，其中成型产品中残留的非还原的铁氧化物继续进行热还原，同时还原铁熔化。因为从还原铁生产设备2卸出的固体还原铁通常具有约700到1,300℃的热量，该热量基本上被利用为电弧加热型熔化炉3的热源，这就能有助于降低电弧加热的能量消耗。
这里使用的电弧加热型熔化炉3具有加热熔融铁的功能，通过利用电弧加热不需强制搅拌，并有效继续进行还原和熔化，同时尽可能限制了衬里耐火材料的腐蚀，电弧包括通过把电极3a插进在熔化炉3中熔融铁上的炉渣漂浮物中并供应电流的沉浸电弧。然后，将装料(固体还原铁)部分3b安置在电弧加热部分(即，插入电极3a的部分)的附近，以使得装入电弧加热型熔化炉3中的固体还原铁被迅速还原并经受电弧的热量而熔化。进而，将用来另外装入含碳还原剂的部分3c安置在与装入固体还原铁相对的位置。
然后，在电弧加热型熔化炉3中，通过还原和熔融装入的固体还原铁A形成熔融铁(有时也被称为熔融金属或熔融铁)，并与已经形成和聚集的熔融铁合并，在固体还原铁中还存在的脉石成分形成熔融炉渣，并与熔融铁上的熔融炉渣漂浮物合并。因此，在熔融铁和熔融炉渣的预定量在电弧加热型熔化炉3中积累时，可以接着从熔化炉3的侧壁较低的位置适当连续地卸出熔融铁，或将熔融炉渣从高于熔融炉渣和熔融铁的交界的位置适当地卸出来。
在进行所需的清除处理例如脱硫和脱磷后，然后把获得的熔融铁送到炼钢炉4中作为炼钢材料。可以把EAF 4a或BOF 4b用于炼钢炉4，其中在与金属屑或生铁的混合物中进行熔化。在这种情况下，假如炼钢炉4被安排在电弧加热型熔化炉3附近，因为可以把温度没有降低的高温熔融铁作为炼钢炉4的材料，这样在熔融铁中具有的热实际上就可以用作熔化的热源，从热效率的角度这是非常优选的。依据具体的情况，在电弧加热型熔化炉3中获得的熔融铁可以被一次进行铸型等，冷却到固化，并制成商用产品如炼钢材料的粗半成品，或可以被送到位置较远的炼钢炉中作为炼钢材料。
与上述金属屑相比，按照本发明获得的熔融铁中含少量的杂质金属成分，通过以合适的量与金属屑结合使用，它可以被有效地用作金属屑中杂质金属成分的稀释剂。
上面描述的是本发明的基本步骤，为了在工业规模有效实施这些步骤，在还原铁生产设备中控制固体还原铁的金属化、在固体还原铁中的含碳量和固体还原铁的比重非常重要，在电弧加热型熔化炉3中适当控制通过还原熔化生产的熔融铁中的含碳量也非常重要。将对它们进行具体描述。
首先，当要被供应到还原铁生产设备2中含铁氧化物的成型产品被成型后，铁氧化物原料例如铁矿和含碳还原剂粉例如煤炭或焦碳之一作为成型材料与可任选的合适量的粘合剂混合在一起，通过使用一个任选的成丸设备或造球机把混合产品成型为任选的形状，并把他们按需要和使用进行初步烧结。对于成型产品的生产，有必要在还原铁生产设备2中继续进行有效还原，以把达到目标残碳量所需的含碳还原剂与铁氧化物原料混合，同时考虑到还原铁氧化物所需的理论当量和还原铁生产设备的还原反应特性。为了获得“60％金属化或更高”的固体还原铁，根据本发明的方法这在进行稳定操作中是非常重要的，可以混合达到预定目标的金属化作用所需的碳原料，并适当控制在还原炉中的气体温度和反应时间。
然后，根据本发明，对于在还原铁生产设备2中的预定还原步骤获得的固体还原铁而言，继续进行金属化作用至60％或更高是一个非常重要的因素。这就是说，为了把在后续步骤中通过还原铁生产设备2进行预先还原，到通过电弧还原型熔化炉3熔化还原作为一个稳定和有效的连续步骤，有必要把从还原铁生产设备2到电弧加热型熔化炉3供应的固体还原铁金属化分散降至最低。如果金属化作用变化很大，就很难控制例如在熔化炉3中另外加入的含碳还原剂的操作条件，和例如加热条件的操作条件，因此，这就不但使得对于固体还原铁的迅速还原熔化非常困难，而且使得控制在熔融铁中的含碳量很困难。
这就是说，如果供应到电弧加热型熔化炉中的固体还原铁的金属化是60％或更少，就得向熔化炉3中补充大量的热，以补偿残留在固体还原铁中的非铁氧化物的还原(吸热反应)所需的热。具体地说，就不得不向电极供应大量的电功率，这显著增加了熔化炉的还原负荷，以及在熔化炉中的衬里腐蚀就变大，导致极大地缩短了熔化炉3的使用寿命，使得在工业规模实际应用非常困难。另外，如果固体还原铁的金属化增加到60％或更高，优选是70％或更高，就不会在电弧加热型熔化炉中引起过量还原，就能避免上述问题并进行平稳的还原熔化。
对在还原铁生产设备2中增加固体还原铁的金属化至60％或更高的具体方法没有特别的限制，可以通过适当控制生产成型产品的含碳还原剂的混合量(相对铁氧化物的当量比)，和在还原铁生产设备2中的预先还原条件(温度、还原电势、处理时间等)来达到。至于条件，当条件和金属化作用之间的关系被预先在初步的实验中检测后，就可以应用到实际操作，就能容易地保证预定的金属化作用，而不会造成显著的分散。
进而，对于供应到电弧加热型熔化炉中的固体还原铁而言，控制固体还原铁的比重至1.7或更高、使固体还原铁中的含碳量相对于用于还原残留在固体还原铁中的铁氧化物所需的理论当量为50％或更高非常重要。
限定上述因素的原因如下所述。这就是说，例如，象图3中表示的那样(示意图)把要加到电弧加热型熔化炉的固体还原铁A加到已经在熔化炉3中形成的熔融炉渣和在熔融金属上的漂浮物上。为了用电弧加热有效加热固体还原铁A迅速继续进行还原，有必要把固体还原铁A沉浸在熔融炉渣S中，并从所有的表面接受热量。然后，作为各种实验的结果，通过使得固体还原铁A的比重至1.7或更高，使在固体还原铁A中的含碳量相对于还原残留在固体还原铁A中的铁氧化物所需的理论当量的50％或更高，可确保固体还原铁A沉浸在熔融炉渣中，并可以迅速继续进行还原。
炉渣的比重通常在2.4到2.7，为什么把比重为约1.8的固体还原铁A沉浸在熔融炉渣S中的原因如下考虑。即，装入在熔化炉3中的熔融炉渣里的固体还原铁A受到从熔融炉渣S表面的热量，并通过残留在里面的含碳还原剂引起的还原反应在固体还原铁的附近释放大量的CO和少量的CO2，然后在熔融炉渣中以气泡的形式引起喷吹(参照图2A)，并降低熔融炉渣的比重。然后，因为固体还原铁进一步沉浸到熔融炉渣S中(图2B)，从固体还原铁A产生的气体的量进一步增加，喷吹就变得更剧烈，因为从固体还原铁释放的气体的量进一步增加到使熔融炉渣S的喷吹更剧烈。比重进一步降低，固体还原铁进一步沉浸到熔融炉渣S中，并在固体还原铁A全部沉浸到炉渣中的情况下，在还原铁A的整个表面受到从熔融炉渣S而来的热(图2C)，固体还原铁就被迅速还原和熔化。然后，熔融铁随后就变成熔融铁Fe，副产物炉渣成分就随后变成熔融炉渣S。
在这种情况下，如果固体还原铁的比重小于1.7，在熔化炉3中电弧加热时加入到熔融炉渣上的固体还原铁A就不再沉浸在熔融炉渣S中，而是在熔融炉渣的漂浮物中，如图2A所示，这样与熔融炉渣S接触的面积就降低到降低加热效率，并降低了反应速率，处理时间更长。结果，产率显著下降，并且从工业和经济的观点看很难进行实际应用。
相反，假如固体还原铁的比重是1.7或更高，优选是1.8或更高，更优选是1.9或更高，由于如图2B、2C所示的比重差异，装在熔融炉渣上的固体还原铁就能在极短的时间内沉浸到熔融炉渣S中，在整个表面受到熔融铁炉渣的热量，并迅速继续进行还原，这样还原速率显著提高以迅速完成还原反应。同时，熔化进熔炉渣S中的铁氧化物的量也降至最低，对衬里的腐蚀也能降至最低。
对于固体还原铁A的还原效率，通过如上所述的熔融炉渣S传导的电弧热量的热效率非常重要。甚至即使在比重合适，假如在固体还原铁A中所含的含碳还原剂的量不充分，也不能获得满意的还原效率。在熔化炉3中，也可能另外加入固体还原铁A还原作用之外所需的含碳还原剂，但是另外加入的含碳还原剂是必须供应到固体还原铁的周围，不能侵入到还原铁A的里面，这样除非固体还原铁被熔化，否则不能有效地获得还原力，在固体还原铁A中的还原速率取决于在固体还原铁A中的含碳还原剂的量。
从上述的观点，与其它用来在较短时间内对装在熔化炉3固体还原铁A有效继续进行热还原的因素一样，在固体还原铁A中所含的含碳还原剂的量研究的结果，发现如果在固体还原铁A中的含碳量被限定为相对于还原残留在固体还原铁A中的铁氧化物所需的理论当量50％或更高，更优选是70％或更高，通过经受从外界的热在固体还原铁A中对铁氧化物的还原能继续有效进行，以达到高的还原和熔化效率。
可以任意限定含碳量为100％或更高。然而，已经证实如果含碳量不足，是约50％时，基本上不产生实际问题，这是因为对于碳成分不足，通过单独另外加入含碳还原剂，熔化固体还原铁A流出的非还原态的铁氧化物被迅速还原。因此，如果提供到电弧加热型熔化炉3中的固体还原铁A中的含碳量少于相对于还原残留在固体还原铁A中的铁氧化物所需的理论当量的100％，对于含碳量不足可以在固体还原铁A的装料部分的附近另外单独加入含碳还原剂。
因为通过还原铁生产设备生产的固体还原铁的比重依供应到还原铁生产设备的原材料的特性和混合率、在还原铁生产设备中的还原条件(尤其是气体温度或时间)而变化，通过预先证实实验条件和比重之间的关系，可以预先设定合适的条件。
进而，通过充分考虑在还原铁生产设备中的还原特性，在考虑其还原反应特性，基于混合材料的种类和组成并适当控制还原条件(温度、时间、气体组成)，可以调节在固体还原铁中的残留含碳量。
然后，将解释调节用电弧加热型熔化炉3得到的熔融铁A中的含碳量在1.5到4.5％的原因。
对于从混合有含碳还原剂的含铁氧化物的成型产品制造还原铁，通常在含碳还原剂例如煤炭中含有的70％的硫含量残留在还原铁中。然后，当还原铁在熔化炉中被熔化，特别是，当低金属化的还原铁被熔化，在熔化炉中就基本上不能期望能够脱硫，这样大多数的在熔化炉中运行的硫就转移到熔融铁中就产生含S量高的熔融铁。
在熔融铁中含有的硫从熔化炉中放出后可以主要通过含钙剂在一个罐中进行脱硫。然而，如果在熔融铁中的含碳量[C]少于1.5％，因为在熔融铁中平衡状态下的氧含量[O]水平增加，随后就会显著妨碍脱硫效率。因此，为了增加脱硫效率并有助于生产含S量低的熔融铁，有必要将电弧加热型熔化炉生产的熔融铁中的[C]提高为3到1.5％或更高。然而，在熔融铁中的含碳量基本上在4.5％饱和，为了稳定获得有饱和[C]的熔融铁，有必要把显著过量的含碳还原剂加进熔化炉中，这样在炉渣中的含碳还原剂总是约10％或更高，这就增加了含碳还原剂所需的成本，也增加了在随后的熔化过程中的脱碳负荷，这是不希望的。为了增加操作的稳定性，在熔融铁中的碳含量尤其优选下限是2.0％，同时优选的上限是3.5％。
对控制电弧加热型熔化炉9生产的熔融铁中的含碳量为上述的1.5％到4.5％的具体方法没有严格的限制。有可能通过一个预先进行的实验(结合到生产的成型产品的碳材料的量、在还原铁生产设备中预先的还原条件、另外加入的含碳还原剂的量和在电弧加热型熔化炉中的操作条件)先决定确保含碳量的优化条件，以在这些预定的条件下进行操作。然而，用于成型产品的铁氧化物原料和作为原材料的含碳还原剂的质量并不总是稳定的，而是通常明显波动，这样就需要采取，例如，下述的方法以获得稳定含碳量在适当范围的熔融铁，而不管如下的波动因素①一种在电弧加热型熔化炉中对熔融铁进行采样的方法，控制含碳还原剂的添加量，同时分析熔融铁并精确测定在熔融铁中的含碳量。
②一种测定从电弧加热型熔化炉中排出的尾气组成和量的方法，基于从测定值计算的在尾气中的氧当量来计算确定在熔融铁中的含碳量，并根据含碳量通过计算和控制要另外加入的含碳还原剂的量。
另外，当在电弧加热型熔化炉中同时进行固体还原铁的还原和熔化时，从在固体还原铁漂浮物中的脉石化合物形成熔融炉渣。实际上能极有效地适当控制熔融铁炉渣的熔融碱度和铁氧化物含量，增加还原效率和在熔化炉中熔融炉渣的分离效率，或抑制在熔化炉中的衬里腐蚀。在实施本发明时，需要控制熔融铁的碱度在1.0到1.8的范围(优选的下限是1.1，更优选的上限是1.5)，控制在熔融炉渣中的含铁量(T.Fe)在9％或更低，更优选为5％或更低。
炉渣碱度是表征炉渣特性的基本和典型特性之一，用CaO和SiO2作为在熔融炉渣中含有的典型成分，即，(CaO)/(SiO2)。如果熔融炉渣的碱度超过1.8，炉渣的熔点就急剧升高，使流动性和还原的平稳进行降低，除非有意提高熔化的温度，否则在熔化炉中的熔化就非常困难。如果碱度小于1.0，对衬里耐火材料的腐蚀就变大。而且，当在熔融炉渣中的铁氧化物的量增加，熔化炉中衬里受到的腐蚀就变大。如果在熔融铁中的(T.Fe)超过9％这一趋势就变得非常显著。因此，为了在熔化炉中在较短的时间内有效还原和熔化固体还原铁，并通过降低在熔化炉中的衬里腐蚀至最低，来延长熔化炉的使用寿命，需要在电弧加热型熔化炉中对固体还原铁的还原熔化步骤中的熔融炉渣适当进行采样，测定碱度和(T.Fe)量，通过添加炉渣碱度调节剂(CaO或SiO2)适当控制炉渣碱度在合适的范围，或控制另外的含碳还原剂的量，以抑制在熔融铁中的(T.Fe)的量。
通过如所述在电弧加热型熔化炉3中的还原和熔化，就可以获得含碳量1.5到4.5％和含Si量约0.05％或更少的熔融铁。尽管在熔融铁中的[C]有些差异，但是可以把按原样是熔融态的熔融铁供应到炼钢炉例如EAF或BOF中，同时保持热量在约1350℃或更高，或一次把它卸到一个铸模中，并冷却到固化，然后用作炼钢的半成品，如图1所述的那样。然而，因为在如上获得的熔融铁中含有很多的硫和磷，在运送到炼钢步骤之前，必须把这些硫或磷预先去除。
作为一种为了这一目的采用的优选的脱硫方法，可以提及例如如下的一种方法，把在熔化炉3产生的熔融铁卸到一个罐或类似物中，向其中加入含钙剂进行脱硫，优选使用沉浸吹管把含钙熔剂与惰性气体一起注进熔融铁中，通过熔剂捕获硫，并在熔融铁上作为炉渣分离和去除。进而，作为优选的脱磷方法，可以提及，例如如下的一种方法，该方法向卸到罐或类似物的熔融铁中供应固体氧原料(铁氧化物等或气体氧源(氧气、空气等)和含钙熔剂，优先氧化含磷成分，用熔剂捕获含磷成分，然后浮到熔融铁上进行分离。对上述脱硫和脱磷方法没有严格的限制，当然可以采用其它已知的脱硫和脱磷方法。然而，后一种脱磷方法是优选的，因为产生在熔融铁中的[S]象上述那样是0.05％或更低，这与已知的生铁喷砂(blast)不同，可以确保较高的脱硫速率而不用特别脱硅。
如上所述进行的脱硫和脱磷可以提供一种高纯度的熔融铁，含有1.5到4.5％的[C]、约0.05％或更少的[Si]、约0.1％或更少的[Mn]、约0.05％或更少的[S]、约0.04％或更少的[P]和基本上全都是Fe的余量，这可以被极有效地用作炼钢的原材料。尤其是，因为通过这种方法获得的熔融铁具有较高的纯度和极少量的其他杂质金属成分，如果被用作炼钢原料，例如，把约20％到50％与其他铁原料(铁屑或生铁)一起，它可以作为从铁屑来的杂质金属成分的稀释剂，以获得有较少含量的杂质金属成分的钢。当然，取决于在要使用的铁屑中的杂质金属成分的含量，结合使用的还原铁的比率可以选自上述的范围之外，或者100％使用还原铁以有效生产高铁纯度的钢，并进而使用EAF或BOF在炼钢步骤的最后步骤有效地加入其他金属成分生产合金钢。
总的说来，因为通过根据本发明的方法获得的还原铁具有显著的特征，杂质金属含量极小，在生产钢或各种合金钢中通过利用这些特点可以得到广泛的应用。
然后，分别基于确定“固体还原铁的金属化60％或更高”、“在固体还原铁中的含碳量还原残留在固体还原铁中的铁氧化物所需的理论当量的50％或更高(下文有时指用于FeO还原当量的碳量)”、“固体还原铁的比重1.7或更高”、和“在电弧加热型熔化炉中生产的熔融铁中的含碳量1.5％-4.5％”，更详细地进行说明。
确定“固体还原铁的金属化60％或更高”的依据在还原铁生产设备中制造的固体还原铁的金属化曲线取决于铁氧化物原材料与要混合的含碳还原剂的混合比和还原条件而自然变化。金属化的曲线表现出一种趋势，例如，如图3所示。
在图3的曲线①中，点A表示一个金属化为76％，残留的碳含量为4.8％的点，点B表示一个金属化为85％残留碳含量为1.6％的点。相对于FeO的还原当量的碳含量在点A的残留碳量是142％，在点B为63.5％，还原碳含量随时间的推移而降低。在图3的曲线②是通过改变原材料的混合比限制固体还原铁金属化较低的一个例子。在任何情况下，随还原的进行金属化急剧升高，当金属化随时间的推移而增大时曲线的上升逐渐变缓。
另外，在生产固体还原铁的连续工艺和在本发明采用的还原熔化中，在还原铁生产设备中生产的固体还原铁的金属化对电弧加热型熔化炉(下文称为电弧熔化炉)的可操作性有显著的影响。例如，图4是说明一个在电弧熔化炉中对铁氧化物还原熔化时固体还原铁的金属化和功率消耗之间关系的例子的图。对于还原铁生产设备和电弧熔化炉进行连续操作，确保电弧熔化炉稳定操作非常重要。当供应到电弧熔化炉的电功率增加，必须增加热供应负荷，就增加了给予熔化炉衬里耐火材料的热冲击。因此，为了缓和对电极设备和炉壁的热冲击，就不得不增大炉体的大小，用实际和经济的观点这是很差的。
在通常的电弧熔化炉中，当功率消耗超过800kWhtmi时，这一问题就变得很明显。因此，为了避免上述问题，控制供应到电弧熔化炉的固体还原铁的金属化为60％或更高，更优选为70％或更高。
进而，在还原铁生产设备中生产的固体还原铁的金属化的分散很大程度受金属化的绝对值的影响，当金属化降低时分散就增加。另外，图5是一张说明金属化平均值为62.8％和80.2％的固体还原铁的金属化分散检测结果的图。可以证实当金属化降低时分散非常显著。在实际的操作中，因为当金属化分散增加时目标金属化自身不稳定，有必要把金属化设得较高，以确保目标金属化稳定。作为各种实验的结果，已经证实金属化的平均值应当是60％或更高，或更优选地，是70％或更高，以在能精确操作的水平限制金属化的分散。
确定“在固体还原铁中的含碳量是FeO的还原当量的50％或更高”的依据图6是一张说明在各种条件下生产的固体还原铁、检测在固体还原铁中用于还原FeO的碳含量和熔融炉渣中铁氧化物的含量之间的关系的图。在这一实验中，用一个20吨的EAF，使用金属化为78到82％和具有不同FeO还原当量的碳量的固体还原铁，在熔化时熔融炉渣中具有不同的铁氧化物(T.Fe)含量。从图中也可以明显证实，当在固体还原铁中含有的用于还原FeO的碳量(还原非还原铁氧化物所需的碳理论当量)，在熔融炉渣中的(T.Fe)就被限制在较低的水平，而当碳含量小于用于FeO还原当量(用于FeO还原当量的碳量×0.5)的碳量的50％，在熔融炉渣中的(T.Fe)急剧升高，从而衬里耐火材料受到的腐蚀就非常显著。因此，为了使衬里耐火材料受到的腐蚀降至最低，以确保稳定操作，在固体还原铁中的碳含量就应是FeO还原当量的碳量的50％或更多。
在这一实验中，为了控制在电弧熔化炉中产生的熔融铁中的碳含量在2.1到2.4的范围，用于补偿不足的碳材料就被另外加入到电弧熔化炉中，但在熔融炉渣中的(T.Fe)不能被充分还原，除非不管这一添加的碳材料的量，在固体还原铁中的残留碳含量自身基本上达到FeO还原当量的碳量的50％或更多。当然可以认为通过向残留在固体还原铁中的铁氧化物中另外加入充分量的碳材料，以确保还原当量的含碳量和在还原熔融铁中的目标碳含量。然而，实际上保持在熔融铁中的碳含量在小于饱和碳含量的恒定的值极困难，而在熔融铁中的含碳量随着处理时间的推移逐渐增加，就不能获得含目标碳含量的熔融铁，这是所不希望的。
确定“固体还原铁的比重1.7或更高”的依据在采取本发明的方法通过预先还原与在固态碳材料混合在一起的铁氧化物例如，MIDREX工艺、获得成型产品的情况下，因为在每一个成型产品的内部形成了空穴，甚至在进行初步还原的过程中混合了碳材料等，与生产的起初的还原铁相比，固体还原铁的比重显著降低。
另一方面，如图2中所解释的那样，为了增加在电弧熔化炉中还原和熔化固体还原铁时还原和熔化的效率，使加入到电弧熔化炉中的固体还原铁立刻沉浸到在熔融铁上的熔融炉渣中，并有效接收整个炉上的电弧热量是适合的。对于这一目的，固体还原铁的比重具有很大的影响。另外，图7是一幅说明通过使用比重从1.60到1.75(平均比重1.65)和1.8到2.3(平均比重2.1)的固体还原铁，检测在电弧熔化炉中固体还原铁的比重对进行还原和熔化的还原和熔化速率的影响的图，其中横坐标代表当每种还原铁被单独加入到熔融炉渣上的熔融速率，纵坐标代表用于还原熔化连续加入的每种固体还原铁的极限熔化速率。
从图中可以明显看出，当固体还原铁的平均比重在1.65时，如果固体还原铁被连续加到熔融炉渣上，就不能观察到固体还原铁沉浸到熔融炉渣中的现象，而是观察到大多数的固体还原铁在熔融炉渣的表面进行还原和熔化。因此，当固体还原铁被连续卸出时，熔化速率是单独加入固体还原铁时的100倍。熔化速率在这一水平，在实际规模上就不能通过连续加入实行还原和熔化。相反，对于平均比重为2.1的固体还原铁，加入到熔融炉渣上的固体还原铁就能迅速沉浸到炉渣中，并有效进行还原和熔化，这样，当连续加入固体还原铁时，与单独加入的情况相比，熔化速率就显著增加，就能达到单独加入固体还原铁时的约300倍。使熔化速率在这一水平，在工业规模就能有效实行连续还原熔化。
参照固体还原铁的比重的影响，平均比重1.7作为边界，在这一平均比重连续熔化速率剧烈改变，熔化情况显著改变。而且，如果平均比重小于1.7，在工业规模就不能达到满足连续操作的熔化速率，当平均比重是1.7或更优选的1.9或更高时，就能确保熔化速率足以进行连续操作。
确定“在电弧加热型熔化炉中生产的熔融铁中的含碳量1.5％-4.5％”的依据一般地，在熔融铁中的弹的量和氧的溶解量之间存在紧密的关系，当在熔融铁中的碳量降低时，在熔融铁中的溶解氧的量就升高。而当溶解氧的量较高时，熔融铁的氧电位就增加，这对于脱硫是不利的。同时与熔融铁平衡的熔融炉渣的氧电位也增加，因此，在熔融铁中的FeO含量就增加，这就增加了与耐火材料的反应性，使熔化炉的衬里腐蚀增大。所以，有必要确定在熔融铁中的含碳量稍高，以增加脱硫作用的脱硫率，并抑制熔化炉衬里耐火材料的腐蚀，以延长使用寿命。
另外，图8是一幅通过各种实验总体说明在熔融铁中的含碳量与脱硫率之间的关系的图。在这一实验中，采取了一种向在罐中的熔融铁注入CaO系列的脱硫剂的方法，当脱硫剂的消耗恒定时处理数据。从图中可以明显看到，如果在熔融铁中的含碳量小于1.5％，就不得不注入脱硫剂以确保目标脱硫率，结果，大量的金属铁就被大量产生的炉渣吸收，增加了铁的损失。这就是说，为了在实际规模中实现本发明，还有必要考虑其他问题，例如脱硫引起的炉渣处理，在熔融铁中的含碳量应是1.5％或更高，优选是2.0％或更高，在罐中消耗较少量的脱硫剂以充分进行脱硫。
然而，在熔融铁中的含碳量在约4.5％达到饱和，为了获得有饱和含碳量的熔融铁而使用过量的含碳还原剂，这是不经济的。另外，因为在随后的精炼中的脱氧负荷也增加，就需要限制含碳量在4.5％或更低，更优选是3.5％或更低。
“熔融炉渣的碱度1.0-1.8”尽管在本发明中碱度(CaO/SiO2)不是一个主要的条件，它对在电弧熔化炉中的固体还原铁的还原熔化效率起到的很小的影响，而对熔化炉衬里耐火材料的腐蚀起到显著的影响。
这就是说，熔融炉渣的碱度对其流动性具有显著的影响，例如，如图9所示，为了对固体还原铁的还原熔化效率起到所希望的作用，当碱度降低时，炉渣的熔化温度降低，流动性增加，否则就增加了与耐火材料的反应性，使得衬里的腐蚀增大。另一方面，当碱度增加时，炉渣的熔融温度升高，因此，就不得不提高炉内温度以熔化炉渣，从热能的观点就产生了消极效果，另外，由于高温对炉体的热效应也增加。这一趋势如图9所示，当炉渣监督少于1.0或超过1.8就变得明显，这样就希望控制在熔化炉中的熔融炉渣的碱度在1.0到1.8的范围，更优选是1.3到1.6的范围。
本发明的实施例如下所述。本发明并不限于下面的实施例，只要在本发明的范围和包括在本发明的技术领域内，可以适当修改进行实施。
实施例使用每份铁矿、煤炭和少量粘合剂(膨润土)的粉碎产品并进行混合，使得在煤炭中的碳在在铁矿中的铁氧化物的理论当量内。然后在制球机中把它们成型为直径约13到20mm的基本上是球形的形状，使用混合有含碳还原剂的含铁氧化物的成型产品作为主要新鲜(green)的成型产品。下面说明的是用于铁矿和煤炭的组成的一个例子。
铁矿组成T.Fe＝65％，FeO＝＝0.7％，SiO2＝2.5％Al2O3＝2.10％.CaO＝0.04％煤炭组成总碳量＝77.6％，固定碳＝71.2％挥发成分＝17.0％，灰份＝11.8％把成型产品(新鲜)供应到回转炉底式的还原铁生产设备中，在1250℃到1350℃进行还原生产还原铁，在回转炉中的平均停留时间是7到9分钟。在获得的固体还原铁中的非还原铁氧化物和残留碳的量依加热还原条件而不同。在这一实施例中，每次控制热还原条件使得在固体还原铁中的铁氧化物的金属化是60％或更高。表1表明固体还原铁金属化和组成的一个例子。进而，通过类似实验获得的固体还原铁氧化物的重量和比重，例如图10所示，其中所含有的平均比重是1.7到2.5，与每件的重量有关。
表1
(注)Ceq用于FeO还原当量的碳的量Ceq/2对应于用于FeO还原当量的碳的量的1/2。
在尽可能不与大气接触，并保持高温(在本实验是1000℃)的情况下，将通过还原铁生产设备获得的固体还原铁连续加入到安置在还原铁生产设备附近的电弧加热熔化炉中，并进一步进行还原和熔化。在这种情况下，在熔化炉中保持预定量的熔融铁，将漂浮在熔融铁上的炉渣的碱度调节到1.0到1.8的范围，以沉浸式电极的形式向熔融炉渣中供给电流，并采用一种沉浸的电弧加热系统。然后，向电弧加热部位加入固体还原铁，另外向加入固体还原铁的部位加入煤炭，用电弧加热继续进行还原熔化。
在还原熔化步骤中的固体还原铁比其他氧化物如炉渣形成剂含较多的SiO2。因为碱度随在熔化炉中的还原铁的熔化的继续进行而降低，加入主要含生石灰、可选为煅烧白云石的熔剂，以控制熔融炉渣的碱度至1.0到1.8的范围。另外，已经证实如果熔融铁的碱度超过上述的1.8％，熔融炉渣就变得粘稠，固体还原铁就不易沉到熔融炉渣中，热还原效率就降低，反之，如果碱度低于1.0％，对衬里耐火材料的腐蚀就很明显。
在热还原步骤中，加入熔融炉渣上的固体还原铁吸收电弧的热量，同时与熔融的炉渣接触，通过残留在其内部的碳成分继续对还原铁氧化物进行还原，把CO气体释放到固体还原铁的表面，由于CO气体固体还原铁剧烈地到处移动，熔融炉渣剧烈轰鸣。然后，由于喷吹引起熔融炉渣比重降低，固体还原铁沉降到熔融炉渣中，并进一步降低了热还原，在向其周围另外加入含碳还原剂的作用下，非还原铁就基本上被还原和熔化，然后合并到下面的熔融铁中。
在这种情况下，如果要加入的固体还原铁的比重是1.7或更高，优选是1.8或更高，更优选是1.9或更高，在从熔融炉渣上加入的固体还原铁迅速沉降到熔融炉渣中，在较短的时间内就能有效地进行热还原，否则如果比重小于1.7，加入的固体还原铁就不易沉降到熔融炉渣中，这样从熔融炉渣来的热传导就不足，喷吹降低，使得热还原所需的时间明显延长，对应于在熔融炉渣中的铁氧化物的熔化量也增加，容易引起熔化炉衬里的腐蚀。
进而，如果在固体还原铁中的含碳量少于还原在固体还原铁中的非还原铁氧化物所需理论碳量的50％，还原效率就不足，即使向熔化炉中另外加入含碳还原剂，还原速率也较慢，在熔融炉渣中的铁氧化物的含量显著增加，引起衬里耐火材料的腐蚀。
进而，在热还原步骤中，定期对熔融铁进行采样以测定含碳量，控制另外加入的含碳还原剂的量，使得碳量在1.5到4.5％的范围之内。
连续进行热还原熔化步骤，在熔化炉中的停滞的熔融铁的量预先确定的情况下，把熔融铁从安置在熔炉底部的卸料孔卸到罐中，同时，将适量的熔融铁炉渣通过安置在熔化炉侧壁的炉渣卸料孔卸出，以控制剩余在熔炉中的炉渣的量。
进行这一热还原熔化的具体条件和其结果如下举例说明(还原铁的特性)固体还原铁等的组成在表1中的3号(金属化80％)向电弧加热型熔化炉中进料的温度1000℃进料方法连续进料(电弧加热型熔化炉的操作条件)电弧加热电极的功率消耗约565KWh/Tmi(mi要生产的熔融铁)(进料种类和数量)生石灰92.2kg/tmi，煅烧白云石21.5kg/tmi
另外加入的煤炭的量约20kg/tmi还原铁的单位消耗1227kg/tmi(用于形成要获得的熔融铁和炉渣的组合物)熔融铁C2.0％，Si0.03％或更低，Mn0.05％或更低，P0.043％，S0.137％，温度1550℃形成的炉渣CaO36.5％，SiO226.1％，Al2O318.2％，MgO10.0％T.Fe6.3％，碱度1.4从前面可以明显看出，在还原熔化步骤中熔融铁中的Si含量被充分降低，因为作为炼钢的材料S含量和P含量太高，在一个罐中进行脱硫和脱磷，以获得下面组成的熔融铁。
用于脱硫的材料含钙熔剂组成CaO83-90％，CaF26-10％，C4.0％，消耗约12kg/tmi用于脱硫的材料含钙熔剂+Fe2O3组成CaO44-45％，CaF27-8％，Fe2O347-48％，消耗约20kg/tmi在脱硫和脱磷后的熔融铁组成C1.8-2.0％，Si痕量，Mn0.02％，P0.032，S0.038％把脱硫和脱磷后的熔融铁(1450℃)与如下的铁屑和生铁一起进料到一个EAF和电熔炉中进行炼钢，同时假如下面的次要-材料，并吹入少量的氧生产下面组成的熔融钢。
(加入到电弧熔炉的材料)脱硫和脱硫熔融铁40％，铁屑50％，生铁10％(次要-材料)生石灰50.2kg/tmi，煅烧白云石10kg/tmi，硅石15.1kg/tmi氧气吹量约18Nm3/tmi(获得的熔融铁的组成)
C0.10％，Mn0.06％，Si痕量，S0.022％，P0.018％上述的实验说明的是，把在电弧加热型熔化炉中制备并进行脱硫和脱磷的熔融铁按其原样以熔融状态供应到EAF中，即，以保持在高温的状态并用作炼铁材料的例子，但是也可以把熔融铁供应到BOF中作为炼钢材料，也可以一次取出熔融铁放到铸模中并冷却固化，有效地用作炼钢的半成品。
最后，应当注意的是鉴于上述技术可能对本发明进行许多修改和变动。因此应当理解到，在附加的权利要求书的范围内可以超出此处的具体描述另外实施本发明。
这一申请是基于在1997年9月1日向日本专利局申请的申请号为Hei 9-236214的日本专利，其全部内容在这里引用并作为参考。
本发明由如上部分构成，能够稳定保持高的还原效率，能够把对加工熔炉的衬里耐火材料的腐蚀降至最低，以延长熔炉的使用寿命，除了有如上的效果外，在工业规模还能以较少的能量损失有效地使用混合有含碳还原剂的含铁氧化物的成型产品，并作为主要原料进行还原铁的生产，通过进一步还原和熔化获得的固体还原铁生产高纯度的熔融铁。而且，因为通过这一方法获得的还原铁具有较少的杂质金属成分，使用这种还原铁作为炼钢材料不仅能产生高纯度的钢材料，也有助于调节生产合金钢的成分。而且，当把炼钢炉安置在电弧加热型熔化炉的附近时，就能把通过熔化炉产生的熔融铁或其脱硫和脱磷铁以具有高热的熔融状态供应到炼钢炉中作为炼钢原材料，因为在熔融状态具有的热量可以被有效利用为炼钢的热源，可以降低热能，进而从实际应用的观点出发，建立了一种从还原铁的生产到炼钢的高效的直通的方法。
权利要求
1.一种制备含碳量为1.5％到4.5％的熔融铁的炼铁方法，其特征在于该方法包括(a)提供铁氧化物和含碳还原剂；(b)用含碳还原剂和铁氧化物制备一种成型产品；(c)从成型产品制备固体还原铁，其中该固体还原铁的金属化至少为60％，比重至少为1.7；含碳量至少为还原残留在固体还原铁中的铁氧化物所需的理论量的50％；(d)在大幅度冷却之前，在电弧加热型熔化炉中高温加热该固体还原铁，从而制备含碳量1.5到4.5％的熔融铁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述还原铁在电弧加热型熔化炉中被加热到700到1,300℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于一种含碳还原剂被加到电弧加热型熔化炉中固体还原铁的进料位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在该固体还原铁被加到电弧加热型熔化炉的熔融炉渣中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该熔融炉渣的pH为1.0到1.8。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该熔融炉渣含9％或更少的铁氧化物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于该熔融炉渣含5％或更少的铁氧化物。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对该熔融铁的含碳量进行测定。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对从电弧加热型熔化炉排出的气体的组成和量进行测定。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于对该释放气体的氧当量进行测定。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在电弧加热型熔化炉中的该熔融铁被传送到另一个容器中并进行脱硫。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在电弧加热型熔化炉中的该熔融铁被传送到另一个容器中并进行脱磷。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该熔融铁含0.05％或更少的Si。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该熔融铁含0.1％或更少的Mn。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该熔融铁含0.1％或更少的P。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该熔融铁含0.2％或更少的S。
17.一种炼钢方法，其特征在于向炼钢熔炉中加入如权利要求1所述的熔融铁，然后进行炼钢。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于炼钢熔炉是电弧熔炉(EAF)或碱型氧熔炉(BOF)。
19.一种炼钢方法，其特征在于包括(a)冷却如权利要求1制备的熔融铁，从而制备出凝固铁；并(b)向炼钢熔炉中加入该凝固铁，然后炼钢。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于炼钢熔炉是电弧熔炉(EAF)或碱型氧熔炉(BOF)。
全文摘要
制备熔融铁的方法,包括:提供铁氧化物和含碳还原剂;用含碳还原剂和铁氧化物制备一种成型产品;从成型产品制备固体还原铁,其中该固体还原铁的金属化至少为60%,比重至少为1.7;含碳量至少为还原残留在固体还原铁中的铁氧化物所需的理论当量的50%;在大幅度冷却之前,在电弧加热型熔化炉中高温加热该固体还原铁。可以从含碳量较低的铁矿中有效制备熔融铁,而不引起耐火材料的腐蚀,能量利用效率高,还原效率高,设备简单,操作简便。
文档编号C21B13/00GK1268187SQ9880860
公开日2000年9月27日 申请日期1998年8月28日 优先权日1997年9月1日
发明者浦上昭, 伊东修三, 德田耕司 申请人:株式会社神户制钢所