专利名称:熔炼还原炼钢法的制作方法本发明涉及的是熔炼还原炼钢法，特别涉及的是在金属熔液内加进铁矿石和煤，并吹入氧气的方法。近来，推荐并研制了各种不用高炉，而直接熔炼并还原铁矿石的炼钢方法，以此代替采用高炉和转炉的传统的钢铁冶炼方法。例如，日本公开特许公报(KOKAI)，申请号No16611/81，由美国米德莱克斯公司提出申请，介绍出一种方法，其特征是a)把氧化铁粉末与热的还原气体接触，还原成铁金属固体颗粒;b)把矿物燃料和氧气喷入内有铁水熔池的室内，借此，铁水被熔炼，矿物燃料被气化。在上述室内，气化作用使矿物燃料产生热废气;以及c)热的废气，经冷却和增湿，变成热的还原气。然而，这种方法包含生产还原铁的过程。由于其设备投资费用昂贵，目前，这种方法很难实现大规模生产。推荐了另一种方法，其特征是a)铁水生产过程没有用预还原炉;以及b)把铁矿石加进铁水熔池，然后，把铁水还原成钢水。在这种方法中，铁水熔池还原能力较低，因为铁水熔池中的含碳量为1%或更低一些。因此，加进铁水熔池内的铁矿石，尽管也被熔炼，但是难以顺利地还原。由此可见，这种方法的缺点，不仅在于炉子的生产能力低，而且内壁耐火材料侵蚀严重。那是不经济的。本发明的目的旨在提供一种炼钢的方法，其特征是，通过高效率地还原铁矿石，可直接从铁矿石生产钢。按照本发明，提供一种熔炼还原的炼钢方法，该方法包括以下步骤在转炉型的反应器内，制备含碳量为0.05到1.0%的金属熔液。
在金属熔液上，连续地装进铁矿石和煤，同时，以0.05到1.0Nm3/分，T的流量吹入搅拌气体，其中，T代表1吨金属熔液，并向金属熔液吹氧气，使铁矿石还原;以及把产生的炉渣和钢水倒出。
参照附图，根据下列详细说明，本发明的其它的目的和优点就显而易见了。
图1 是按照本发明的方法所使用的装置示意图;
图2 是按照本发明，铁水的含碳量和单位煤耗之间的关系曲线图;
图3 是按照本发明，铁水的含碳量和二次燃烧率之间的关系曲线图;
图4 是按照本发明，底吹气量与单位煤耗之间的关系曲线图;
图5 是按照本发明，底吹气量与二次燃烧率之间的关系曲线图;以及图6 是按照本发明的各种操作结果的曲线图。
现借助于各图进行最佳实例介绍，图1示意性地说明按照本发明的炼钢方法所使用的装置。图1上的数码分别代表，1-顶底复合吹炼转炉型反应器;2-盛在反应器内的金属熔液;3-浮在金属熔液2上的熔渣;4-把高压氧气吹入反应器1内金属熔液2中所用的氧枪;5-把搅拌气吹入金属熔液2的炉底喷嘴;以及6-出钢口。
首先，把从高炉来的铁水装入反应器1。用氧枪4向容器内吹氧，使铁水脱碳以制备出含碳量≤1的金属熔液2，因为，该铁水(作为母液)的含碳量高约4%。在这个步骤之后，用氧枪4继续向金属熔液吹氧，在吹入氧气的同时，连续地把铁矿石，连同熔炼和还原铁矿石所必需数量的煤以及控制炉渣碱度的熔剂一起装进去。此外，在上述装料的同时，从炉底喷嘴5，把搅拌气体吹入金属熔液;并通过氧枪4，向金属熔液吹氧。通过吹氧所产生的钢水和熔渣连续地从出钢口6卸出。
在该最佳实例中，用铁水作母金属熔液。然而，当母金属熔液的含碳量为1%或更低一些时，则母金属熔液不需脱碳。在这种情况下，把铁矿石和熔剂加到金属熔液内，并向金属熔液内吹入氧气和搅拌气体。
用铁矿石，还原铁和废钢作为含铁材料。可以用石灰石和白云石作为熔剂。可以用氩，氮，氧和反应器1所产生的工艺废气作搅拌气体。
最好是，连续地或定期地把所产生的金属熔液和熔渣倒出，以使氧枪4的端部和金属熔液水平面之间保持一定的距离。否则，通过氧枪4吹入氧气的状态会发生不良的变化，这是因连续地向反应器1内加铁矿石，而铁矿石的熔炼还原使金属熔液的液面不断升高的缘故。
现参照附图，说明针对装入铁矿石和煤为什么要求金属熔液2的含碳量是1%或低一些的理由。
图2示出的是按照本发明操作的试验结果，它表明，单位煤耗与金属熔液中含碳量之间关系的一些变化情况。当含碳量为1%或更低一些时，单位煤耗减少。如果含碳量为0.7%或更低一些，单位煤耗就能减少的更多。这从图3上可明显地看出，图3说明，为了熔炼和还原铁矿石，当底吹氮气量为0.2Nm3/分/吨金属熔液时，二次燃烧率与金属熔液2的含碳量之间关系的变化。
按下列化学式给出二次燃烧率，作为从反应器1排出气体的成份比例
在按下式表示的二次燃烧的情况下
当金属熔液的含碳量是如此之大，以致使CO2和金属熔液中的C起反应生成CO时，二次燃烧率没有增大。因此，煤耗增加。如果金属熔液的含碳量为1%或更低一些，二次燃烧率得到改善，而且二次燃烧热得到有效地利用。这样就减少了煤耗量。如果含碳量为0.7%或更低一些，二次燃烧率就得到更好地改善。
通过改变连续地供给金属熔液2的氧与煤的比例，就能够使金属熔液2的含碳量得到控制，使其保持在所需的水平。通过降低由“氧气量″/″煤量”所表示的比值来增加金属熔液的含碳量，同时，通过提高上述比值即可减少含碳量。金属熔液中的最佳含碳量是0.05%或稍高一些。如果含碳量下降，C变得比Fe更易氧化，同时，在熔渣中的FeO和Fe2O3增加。这样就很容易产生喷溅。此外，由于大量的Fe被氧化，铁产量下降。
具体参照图4，现说明，以等于或大于0.05Nm3/分/吨金属熔液的流量，吹入搅拌气体的必要性。
根据试运转的结果，图4示出底吹气体(Nm3/分吨金属熔液)和单位煤耗(公斤/吨钢)之间关系的各种变化。在这个操作中，底吹气体是氮气。A线和B线分别代表金属熔液中含碳量约为0.2%和2%时的变化情况。当底吹气量为0.05Nm3/吨金属熔液或更大一些时，单位煤耗可能减少，而与金属熔液的含碳量无关。如果底吹气量为0.1Nm3/吨金属熔液或更大一些，减少的单位煤耗就更为可取。这从图5可明显地看出，图5示出的是，当反应器1内金属熔液2的温度达到1600℃时，二次燃烧率与底吹气量之间关系的变化情况。A线和B线分别代表含碳量约为0.2%和2%时的变化情况。该图使人们认识到，当底吹气量为0.05Nm3/分吨金属熔液或更高一些时，二次燃烧率增加。在含碳量为0.2%的情况下，二次燃烧率的提高大大高于含碳量为2%的情况。当含碳量为0.2%和底吹气量为0.1Nm3/分吨金属熔液或更大一些时，二次燃烧率就会得到更好的改善。
底吹气量为1.0Nm3/分吨金属熔液或更低一些是可取的。如果该量超过1.0Nm3/分/吨金属熔液，由于产生柱状气道而发生喷溅。这种情况对操作不利。此外，为了加强搅拌作用，搅拌气体可从装在反应器1的侧壁上的喷嘴(图上未示出)吹入。
建议的装煤量为500到800公斤/吨钢水。如果装煤量小于500公斤/吨钢水，金属熔液的温度会因发热量不够而下降。如果装煤量超过800公斤/吨，金属熔液的温度会因发热量过大而上升过高。
还建议铁矿石的装料量为1400到1500公斤/吨钢水。吹氧量为450到500Nm3/分/吨钢水是可取的。
实例根据操作试验的结果，图6示出吹炼时间与金属熔液的含碳量之间关系的变化情况。在该项操作中，当母金属熔液的含碳量为4%时，按照本发明，铁矿石脱碳，其后，进行熔炼和还原。
在吹炼的开始阶段，只向金属熔液2内加铁矿石，而不加煤，同时，向金属熔液吹氧，由于吹氧而使金属熔液脱碳。金属熔液的含碳量逐渐减少，而金属熔液的温度会逐渐上升。
当把金属熔液的含碳量降至0.5%时，通过连续地向金属熔液供给氧气和煤，铁矿石得到熔炼和还原，并使含碳量保持为0.5%。
操作条件如下铁矿石的装料量 1450公斤/吨钢水煤的装料量 600公斤/吨钢水吹氧量 480Nm3/分/吨钢水底吹气量 0.3Nm3/分/吨钢水在整个熔炼还原期间，金属熔液的温度几乎始终保持在1600℃。
铁矿石成功地得到熔炼和还原。倒出钢水的含碳量约为0.5%。
本发明，如上所述，是将铁矿石装入顶底复合吹炼的转炉，在该状态下，母金属熔液中含碳量为1%或更低一些，同时，以0.05Nm3/分/吨金属熔液或更多一些的流量，向金属熔液进行底吹气，使金属熔液的温度保持恒定，借此改善二次燃烧率。这样可以大大降低单位煤耗(公斤/吨钢)。因此，本发明能有效地直接从铁矿石生产钢。此外，因为金属熔液的温度保持恒定，本发明能减少炉内壁受到损害。


一种生产钢水的方法，其特征是，连续地向含碳量为1％或更低一点的金属熔液内加铁矿石和煤，同时，用氧枪，向金属熔液吹氧。从事这个操作的同时，以0.05到0.5Nm