一種短流程煉鋼工藝以及煉鋼裝置的制造方法[工藝流程]

博主:adminadmin 2022-10-22 22:50:02 條評論
摘要:短流程煉鋼工藝以及煉鋼裝置的制造方法【技術領域】[0001]本發明涉及煉鋼工藝,尤其涉及一種短流程煉鋼工藝以及煉鋼裝置?!颈尘凹夹g】[0002]電爐短流程工藝近年來迅速發展,在全球范圍內電爐煉鋼占總產鋼量比例已從20世紀50年代...

  短流程煉鋼工藝以及煉鋼裝置的制造方法

一種短流程煉鋼工藝以及煉鋼裝置的制造方法[工藝流程]

  【技術領域】

  [0001]本發明涉及煉鋼工藝,尤其涉及一種短流程煉鋼工藝以及煉鋼裝置。

  【背景技術】

  [0002]電爐短流程工藝近年來迅速發展,在全球范圍內電爐煉鋼占總產鋼量比例已從20世紀50年代初的7.3%,提高到近年來的32%?35%,特別是美國和歐盟電爐鋼比例已達50%以上?!岸塘鞒獭痹诋a品高端化、能源多樣化、原料多元化等方面的優勢,引起了人們重視。

  [0003]電爐短流程相對于傳統的高爐-轉爐長流程的優勢很多,主要有以下幾點:

  [0004](1)投資較少。電爐短流程煉鋼主要使用廢鋼作為原料,減少了高爐及其附屬燒結、焦化等工序的巨大投資;

  [0005](2)設備布置、工藝銜接緊湊;

  [0006](3)節能環保。短流程煉鋼較長流程煉鋼,可節約能源60 %,每多用1噸廢鋼可少用約1噸生鐵,可節約0.4噸焦炭或1噸左右的原煤。并且由于不需要燒結焦化等污染嚴重的工序,短流程煉鋼可減少C0、C02、S02等廢氣、廢水及廢渣的排放,可以帶來環保節能等一系列效應。除以上優勢以外,在廢鋼價格和電價格較低的地區,電爐的生產成本很低,相對于長流程工藝還具有成本上的優勢。

  [0007]但是由于我國工業化進程短,社會廢鋼資源不足,而且鋼鐵制造過程技術進步使自產廢鋼不斷減少,同時廢鋼進口量也相應下降,所以廢鋼資源短缺、價格居高不下,影響了我國電爐短流程煉鋼工藝的發展,目前的短流程工藝中,導入電爐內的鐵金屬化率不高,從而使得電爐內制備的鋼水質量不高。

  【發明內容】

  [0008]本發明的目的在于提供一種短流程煉鋼工藝,旨在用于解決現有的短流程工藝制備的鋼水質量不高的問題。

  [0009]本發明是這樣實現的:

  [0010]本發明實施例提供一種短流程煉鋼工藝,采用豎爐與電爐還原鐵礦粉,包括以下工藝步驟:

  [0011]將鐵礦粉以及煤粉混合添水制成若干含碳球團,且將制備的各所述含碳球團進行干燥;

  [0012]干燥后的各所述含碳球團均置于所述豎爐的還原室內,所述豎爐的燃燒室與所述還原室采用爐墻分隔;

  [0013]向所述燃燒室內充入助燃氣以及燃料,兩者混合燃燒加熱所述還原室,所述還原室內的各所述含碳球團均預還原為金屬化球團;

  [0014]將還原后的各所述金屬化球團熱裝送入添加有造渣劑的所述電爐內,同時向所述電爐內吹氧冶煉各所述金屬化球團且產生鋼水與爐渣。

  [0015]進一步地,將所述電爐內冶煉產生的部分煤氣導入所述燃燒室內。

  [0016]進一步地,由所述電爐內導出的煤氣先進入除塵器內,過濾后的煤氣部分導入所述燃燒室內,同時收集過濾產生的爐塵。

  [0017]進一步地,將所述還原室中預還原產生的部分煤氣導入所述燃燒室內。

  [0018]進一步地,在制備所述含碳球團時,其內的碳氧比為1?1.5,球團的直徑為10?30mmo

  [0019]具體地,在干燥時,將制備的各所述含碳球團均勻散布在慢速運行的鏈篦機上進行干燥,且各所述含碳球團干燥后的水分含量不高于1%。

  [0020]本發明實施例還提供一種短流程煉鋼裝置,包括豎爐以及電爐,所述豎爐具有至少一個燃燒室以及至少一個還原室,每一所述還原室均與所述燃燒室緊鄰,且所述還原室與緊鄰的所述燃燒室之間采用爐墻分隔,各所述還原室均與所述電爐通過料管連通。

  [0021 ] 進一步地,所述燃燒室為一個,所述還原室為多個,各所述還原室均位于所述燃燒室內,且所述電爐具有連通至所述燃燒室的第一氣管。

  [0022]進一步地,于各所述還原室的頂部均設置有連通至所述燃燒室的第二氣管。

  [0023]進一步地,各所述還原室于對應所述料管處均設置有螺旋排料器。

  [0024]本發明具有以下有益效果:

  [0025]本發明的煉鋼工藝中,先將鐵礦粉與煤粉制成含碳球團,在干燥后將其置于豎爐的還原室內,通過燃燒室加熱還原室使得鐵氧化物與碳之間發生還原反應生成金屬化球團,然后將金屬化球團置于電爐內制備為鋼水。在上述工藝過程中,還原室內為預還原,采用隔焰加熱的方式將含碳球團制備為高質量的海綿鐵,同時能夠避免還原后的海綿鐵被二次氧化,其可以直接導入電爐內進行終還原生成高質量鋼水,另外其采用煤粉作為還原劑,摒棄了該還原過程對焦炭的需求,從而可以省去煉焦工序,同時含碳球團加熱后發生自還原,其使用鐵礦粉和煤粉作為造球原料,反應動力學條件優越,反應速度快,金屬化率較高,對于采用這種煉鋼工藝的煉鋼裝置,由于為短流程,使得整個裝置結構簡單緊湊,對還原過程易于控制。

  【附圖說明】

  [0026]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

  [0027]圖1為本發明實施例提供的短流程煉鋼裝置結構示意圖。

  【具體實施方式】

  [0028]下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范圍。

  [0029]參見圖1,本發明實施例提供一種短流程煉鋼工藝,采用豎爐1與電爐2配合還原鐵礦粉以制備高質量的鋼水,主要包括以下工藝步驟:

  [0030]將鐵礦粉與煤粉混合,可選用鐵精礦粉,向兩者的混合物內還添加有5%左右的水,在混合均勻后置于圓盤造球機上制備若干含碳球團,且將這些含碳球團均進行干燥處理,一般地,在進行干燥處理時,是將制備的各含碳球團均勻散布于慢速運行的鏈篦機上進行干燥,且在檢測含碳球團的水分不高于1%時停止干燥;

  [0031]將上述干燥后的各含碳球團均置于豎爐1的還原室11內,對于該豎爐1的結構,其燃燒室12與還原室11之間采用爐墻13分隔,豎爐1的還原室11為反應室,而燃燒室12則是用于向還原室11提供必要的反應溫度,兩者緊鄰,燃燒室12燃燒產生的高溫通過爐墻13可傳遞至還原室11內,爐墻13采用耐火材料制成;

  [0032]向燃燒室12內充入助燃氣以及燃料,兩者混合燃燒加熱還原室11,從而使得還原室11內的各含碳球團均被預還原為金屬化球團,在該過程中,燃燒室12內可充入煤氣以及空氣,兩者在專用的火焰燃燒器在燃燒室12內燃燒加熱還原室11,而還原室11內則充入惰性氣體,反應溫度可控制在1000?1150°C,優選為1100°C,含碳球團在該溫度區間內且在惰性氣氛中先進行預熱,然后發生自還原反應,其中煤粉作為還原劑,將含碳球團中的鐵氧化物還原為海綿鐵生成金屬化球團,該過程為預還原,且預還原得到的金屬化球團的金屬化率控制在94%左右;

  [0033]上述步驟中還原產生的各金屬化球團熱裝送入電爐2內,其可以避免工藝過程中熱量的損失,電爐2內添加有造渣劑,在電爐2內吹氧冶煉各金屬化球團以產生鋼水與爐渣,造渣劑通常為石灰以及螢石等,各金屬化球團在電爐2內冶煉恪化為鋼水,該過程為終還原,豎爐1與電爐2配合,還原室11內含碳球團的添加為持續過程,可在還原室11的頂部設置有布料系統,通過布料系統向還原室11內連續加入含碳球團,且通過調節下料速度

  可以控制還原速度,進而和電爐2的冶煉周期能夠靈活匹配。

  [0034]本發明中,煉鋼工藝主要是在豎爐1與電爐2內完成,且豎爐1內為預還原,電爐2內為終還原,豎爐1內的燃燒室12與還原室11采用爐墻13分隔,其通過熱輻射與熱傳導的方式維持還原室11內的反應溫度,以保證各含碳球團自還原反應的順利進行,同時由于燃燒室12與還原室11分隔,還原室11內的還原氣氛可控,能夠避免還原后的海綿鐵二次氧化,即采用這種方式可以制備高質量的海綿鐵,而這種高質量的海綿鐵可以直接用于電爐2內吹氧煉鋼,且在電爐2內對金屬化球團也只需進行熔煉,非常方便。另外采用煤粉與鐵礦粉為造球原料,煤為還原劑,相比傳統工藝不但可以省去煉焦工藝,節能環保,而且其與鐵的氧化物之間反應動力學條件優越,反應速度快,金屬化率較高。對于含碳球團的尺寸,其直徑通常在10?30mm,優選可為20mm,既可以提高造球效率,又可以保證含碳球團的金屬化率,制備尚質量海綿鐵,另外將含碳球團內的碳氧比限定在1?1.5,其也可以有利于提高含碳球團的金屬化率。

  [0035]優化上述實施例,在電爐2冶煉的過程中會產生還原性煤氣,可將該煤氣導入燃燒室12內。本實施例中,電爐2內煉鋼產生的高溫煤氣充入燃燒室12內作為燃燒室12的燃料使用,為還原室11內的還原反應提供熱量,可以提高熱量的利用率。通常在電爐2冶煉中產生的還原性煤氣中還含有一定的爐塵,如果直接將其導入燃燒內燃燒,則其內含有的爐塵會隨燃燒后的產生的廢氣排至外界影響周圍空氣環境,對此在將該還原性煤氣導至燃燒室12的流路中增設有除塵器3,過濾后的煤氣可以部分導入燃燒室12內作為燃料使用,而另外一部分的剩余過濾后煤氣還可以用于其它裝置的燃燒,同時將除塵器3過濾產生的爐塵收集,對于除塵器3可以采用旋風除塵器,在向心力作用下過濾去除爐塵。繼續優化上述實施例,將還原室11中預還原產生的部分煤氣導入燃燒室12內。在還原室11的自還原反應中,煤粉作為還原劑反應后也會生成還原性煤氣,將該部分還原性煤氣也導入燃燒室12內充作燃料,可以進一步提高整個工藝過程中熱量的利用率。

  [0036]本發明實施例還提供一種短流程煉鋼裝置,包括豎爐1以及電爐2,豎爐1包括至少一個燃燒室12以及至少一個還原室11,每一還原室11均均與燃燒室12緊鄰,且還原室11與緊鄰的燃燒室12之間均采用爐墻13分隔,各還原室11還均與電爐2通過料管連通。本實施例的煉鋼裝置對應上述的煉鋼工藝,在豎爐1內進行含碳球團的預還原生成金屬化球團,然后采用料管將上述的金屬化球團導入電爐2進行終還原,吹氧冶煉產生鋼水。由于采用球狀結構,預還原之后的金屬化球團也呈球狀,從而可以將其沿料管導入電爐2內,不但可以保證金屬化球團熱裝送入電爐2內,而且還比較方便。通常在各還原室11于對應料管處均設置有螺旋排料器,當其旋轉時,可將對應還原室11內預還原后的金屬化球團自動導入電爐2內,非常方便。

  [0037]優化上述實施例,對于燃燒室12為一個,而還原室11則為多個,但是燃燒室12的尺寸較大,將各還原室11均設置于燃燒室12內,且電爐2具有連通至燃燒室12的第一氣管。本實施例中,燃燒室12與還原室11之間為一對多模式,對此只需采用一根第一氣管與燃燒室12連通,即可使得電爐2產生的還原性煤氣充滿于燃燒室12內,結構比較簡單,同時燃燒室12的內壁沿高度方向上布置有若干圈燒嘴,而在水平方向上每一圈的各燒嘴沿燃燒室12的內壁均勻分布,由電爐2內導出的還原性煤氣分流至各燒嘴處,通過燒嘴燃燒以達到向各還原室11均勻供熱的目的。

  [0038]針對上述結構,在各還原室11的頂部設置有連通至燃燒室12中下部的第二氣管,將還原室11內預還原產生的煤氣也導入燃燒室12內,其也作為燃燒室12內燃料的來源,保證整個煉鋼裝置的熱量利用率,另外通常將燃燒室12的廢氣排出口設置于燃燒室12的頂部,對此為避免導入燃燒室12內的煤氣被直接排出,則應將第二氣管連接至燃燒室12的接口設置于燃燒室12的中下部位置,同理由于各還原室11內產生的還原性煤氣均為高溫,則第二氣管連接至還原室11的接口應設置于還原室11的頂部位置。

  [0039]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

  【主權項】

  1.一種短流程煉鋼工藝,采用豎爐與電爐還原鐵礦粉,其特征在于,包括以下工藝步驟: 將鐵礦粉以及煤粉混合添水制成若干含碳球團,且將制備的各所述含碳球團進行干燥; 干燥后的各所述含碳球團均置于所述豎爐的還原室內,所述豎爐的燃燒室與所述還原室采用爐墻分隔; 向所述燃燒室內充入助燃氣以及燃料,兩者混合燃燒加熱所述還原室,所述還原室內的各所述含碳球團均預還原為金屬化球團; 將還原后的各所述金屬化球團熱裝送入添加有造渣劑的所述電爐內,同時向所述電爐內吹氧冶煉各所述金屬化球團且產生鋼水與爐渣。2.如權利要求1所述的短流程煉鋼工藝,其特征在于:將所述電爐內冶煉產生的部分煤氣導入所述燃燒室內。3.如權利要求2所述的短流程煉鋼工藝,其特征在于:由所述電爐內導出的煤氣先進入除塵器內,過濾后的煤氣部分導入所述燃燒室內,同時收集過濾產生的爐塵。4.如權利要求1所述的短流程煉鋼工藝,其特征在于:將所述還原室中預還原產生的部分煤氣導入所述燃燒室內。5.如權利要求1所述的短流程煉鋼工藝,其特征在于:在制備所述含碳球團時,其內的碳氧比為1?1.5,球團的直徑為10?30mm。6.如權利要求1所述的短流程煉鋼工藝,其特征在于:在干燥時,將制備的各所述含碳球團均勻散布在慢速運行的鏈篦機上進行干燥,且各所述含碳球團干燥后的水分含量不高于1 %。7.—種短流程煉鋼裝置,包括豎爐以及電爐,其特征在于:所述豎爐具有至少一個燃燒室以及至少一個還原室,每一所述還原室均與所述燃燒室緊鄰,且所述還原室與緊鄰的所述燃燒室之間采用爐墻分隔,各所述還原室均與所述電爐通過料管連通。8.如權利要求7所述的短流程煉鋼裝置,其特征在于:所述燃燒室為一個,所述還原室為多個,各所述還原室均位于所述燃燒室內,且所述電爐具有連通至所述燃燒室的第一氣管。9.如權利要求7所述的短流程煉鋼裝置,其特征在于:于各所述還原室的頂部均設置有連通至所述燃燒室的第二氣管。10.如權利要求7所述的短流程煉鋼裝置,其特征在于:各所述還原室于對應所述料管處均設置有螺旋排料器。

  【專利摘要】本發明涉及煉鋼工藝,提供一種短流程煉鋼工藝,采用豎爐與電爐還原鐵礦粉,先將鐵礦粉與煤粉制成含碳球團,在干燥后將其置于豎爐的還原室內,通過燃燒室加熱還原室使得鐵氧化物與碳之間發生還原反應生成金屬化球團,然后將金屬化球團置于電爐內制備為鋼水;還提供一種短流程煉鋼裝置,包括豎爐以及電爐,豎爐具有至少一個燃燒室以及至少一個還原室,每一還原室均與燃燒室緊鄰,且還原室與緊鄰的燃燒室之間采用爐墻分隔,各還原室均與電爐通過料管連通。本發明中燃燒室采用隔焰加熱的方式保證還原室內自還原反應的順利進行,同時還能夠避免還原后的高質量海綿鐵被二次氧化,且生成的海綿鐵可直接導入電爐內熔煉出高質量鋼水,工藝裝置均比較簡單。

  【IPC分類】C21B13/02, C21C5/52

  【公開號】CN105385805

  【申請號】CN201510719441

  【發明人】唐恩, 王君, 蘇進, 張瑞

  【申請人】中冶南方工程技術有限公司

  【公開日】2016年3月9日

  【申請日】2015年10月29日