[发明专利]一种不锈钢母液的冶炼系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，尤其涉及一种不锈钢母液的冶炼系统和方法。

背景技术

不锈钢具有良好的耐热、耐高温及耐腐蚀等优良性能，在现代工业中得到广泛的应用。不锈钢冶炼的原材料，主要是金属料和合金。金属料包括返回废钢，普通废钢和高炉铁水。合金主要包括高、中、低碳铬铁，电解镍铁、金属镍或NiO等。含铬铁水和铬矿石具有金属料和合金的双重性质。不同的金属料将会采用不同的冶炼生产工艺。金属料采用返回废钢或普通废钢时，一般选用电弧炉作为初炼炉，熔化废钢和合金料生产不锈钢母液。典型的冶炼生产工艺是选用EAF-AOD二步法或选用EAF-AOD-VOD三步法组织生产。

西方发达国家有丰富的废钢资源，可完全利用废钢作为冶炼不锈钢的母液，但是我国作为发展中国家，废钢资源缺乏，不锈钢母液仍大多采用固体高碳铬铁(含55-60％)+普通铁水(或再加部分废钢)的混兑法熔炼(电炉或转炉)。这种制备方法需用电能重新熔化高碳铬铁、镍铁块，消耗大量的二次能源，生产成本较高。

现有技术提供了一种不锈钢母液的制备方法。其主要采用高炉工艺处理红土镍矿获得镍铁水，采用矿热炉工艺处理铬铁矿获得铬铁水，镍铁水和铬铁水兑入顶底复吹转炉中脱硅和脱碳处理，以获得不锈钢母液。但该法采用高炉工艺处理红土镍矿，由于金属含量不足50％，使得冶炼渣量大，易造成高炉不顺行；且高炉冶炼需要昂贵的焦炭，生产成本高；不仅如此，高炉冶炼需要将红土镍矿成型或者烧结，造成过高的能耗。

现有技术还提供了一种利用红土镍矿直接生产奥氏体不锈钢的生产工艺，其不锈钢母液的制备方法为：一、选用红土镍矿中含铁较高的褐铁矿型红土镍矿与焦粉和熔剂配料经烧结机烧结后，与焦炭等冶炼辅料进入高炉冶炼，得到含镍铬高炉铁水；二、红土镍矿经过回转窑还原焙烧后，再送入矿热炉冶炼获得镍铁水。镍铬高炉铁水兑入由底吹转炉或侧吹氩氧转炉作为的初炼炉吹炼，脱硅、脱碳、脱磷后得到不锈钢母液。但该生产工艺由于使用了结烧机、高炉、回转窑、矿热炉以及GOR精炼炉等，使得设备投资成本高，工艺繁琐且增加了生产制造成本。同样地，该法也使用了红土镍矿，由于金属含量不足50％，使得冶炼渣量大，导致高炉不顺行。

因此，现有技术不锈钢母液的制备方法存在生产作业率低，冶炼能耗高，设备投资成本高等缺陷。普遍采用的用电炉将固体高碳铬铁熔化，再兑入铁水来冶炼不锈钢母液的方法，也会消耗大量二次能源而大大增加生产成本。

发明内容

面临上述技术问题，本发明旨在提供一种不锈钢母液的冶炼系统和方法，以解决生产作业率低，冶炼能耗高，以及传统不锈钢母液需要昂贵高碳铬铁作为原料生产成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种不锈钢母液的冶炼系统，其特征在于，所述系统包括混合压球单元、干燥装置、转底炉、电炉；其中，

所述混合压球单元包括原料入口和球团出口；

所述干燥装置包括球团入口、干燥气体入口、烟气出口和干球团出口，所述球团入口和所述球团出口相连；

所述转底炉包括烟道、布料口、烧嘴和预还原球团出口，所述布料口和所述干球团出口相连；

所述电炉包括预还原球团入口、出铁口和出渣口，所述预还原球团入口和所述预还原球团出口相连。

具体地，所述混合造球单元包括配料装置、混合装置和压球装置顺序相连，其中，所述配料装置设置有所述原料入口，所述混合装置设置有加水口，所述压球装置设置有所述球团出口。

优选地，所述系统还包括掺冷风装置，所述掺冷风装置、所述干燥气体入口均和所述烟道相连。

进一步地，所述干燥装置和所述转底炉通过输送装置相连。

进一步地，所述电炉通过热送装置和所述所述转底炉相连；所述电炉设有气体喷吹系统。

本发明还提供了一种冶炼不锈钢母液方法，包括步骤：

A.混合压球：在所述混合压球单元将铬铁矿、铁精矿、还原剂、粘结剂等原料配料、混合、压球，得到球团进入所述干燥装置；

B.干燥：利用干燥气体对所述球团进行干燥，将得到的干球团输至所述转底炉；

C.预还原：将燃气和助燃空气从烧嘴输至所述转底炉提供热量，所述干球团经过预还原得到预还原球团后再输至所述电炉；

D.熔化和冶炼：将所述预还原球团熔化、渣铁分离后，再加入精炼炉渣，进行脱碳反应后得到不锈钢母液。

进一步地，所述方法还包括，将冷空气和所述转底炉产生的烟气混合，得到一定温度的混合烘干烟气作为所述干燥气体，再输至所述干燥装置，所述混合烘干烟气的温度被控制在300℃～400℃。