專利名稱：Co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，涉及一種轉(zhuǎn)爐煉鋼濺渣護(hù)爐技術(shù)工藝，提供一種CO2代替N2用于轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐的方法。
背景技術(shù)：
由于工業(yè)迅猛發(fā)展，煤炭、石油、天然氣燃燒等過程工業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了過去的水平，導(dǎo)致溫室效應(yīng)更加嚴(yán)重，但是，目前能夠有效控制二氧化碳增加的方法很少。特別是鋼鐵冶金工業(yè)在我國的資源能源消耗中占據(jù)了很大比重，2003年能源消耗占中國能源總消耗量的16％，每生產(chǎn)1億噸鋼鐵量的CO2排放量，我國約為2.5億噸，日本約為1.48億噸。預(yù)計我國在2020年的CO2排放量約占亞洲排放總量的50％。
轉(zhuǎn)爐煤氣是鋼鐵企業(yè)重要的二次能源，也是我國二次能源回收利用的薄弱環(huán)節(jié)之一，提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，不僅能有效降低煉鋼工序生產(chǎn)成本，為實(shí)現(xiàn)“負(fù)能”煉鋼打下基礎(chǔ)，而且能極大降低鋼廠污染物排放總量，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，因此，“轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用”成為現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼中的重要技術(shù)。國內(nèi)絕大部分鋼廠的轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用效果均不理想，與國外先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)，既浪費(fèi)了大量能源，又嚴(yán)重污染了環(huán)境。轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)、充分挖掘設(shè)備潛能、安全高效地提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收水平，已成為國內(nèi)絕大部分鋼廠面臨的共同課題。
轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝是20世紀(jì)90年代開發(fā)的一項(xiàng)重大煉鋼技術(shù)，在我國大小轉(zhuǎn)爐上得到廣泛的推廣和應(yīng)用，使轉(zhuǎn)爐爐齡普遍提高幾倍以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著，引起了世界鋼鐵界的矚目。將原來轉(zhuǎn)爐的氧槍系統(tǒng)或略加改進(jìn)，將氧氣切換為氮?dú)庾鳛闉R渣氣源，通過氧槍噴頭形成的超音速氮?dú)馍淞魇拐{(diào)節(jié)好的爐渣噴濺至轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁表面，燒結(jié)形成高熔點(diǎn)的含MgO濺渣層，達(dá)到提高轉(zhuǎn)爐爐齡的目的。
本發(fā)明針對濺渣護(hù)爐技術(shù)用氣源，以CO2取得N2氣進(jìn)行濺渣護(hù)爐操作，并在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入合適的焦炭粉或煤粉和添加劑，與轉(zhuǎn)爐爐渣調(diào)節(jié)成流動性良好的高溫熔渣，通過多孔氧槍噴頭形成的CO2超音速射流使調(diào)節(jié)好的熔渣噴濺至轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁表面，燒結(jié)形成高熔點(diǎn)的含MgO濺渣層，達(dá)到提高轉(zhuǎn)爐爐齡的目的。同時濺渣護(hù)爐用CO2與配入的碳發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)生成CO，對CO和CO2混合煙氣進(jìn)行回收，分離得到的CO2，再次作為濺渣護(hù)爐技術(shù)用氣源，實(shí)現(xiàn)廢氣在轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的循環(huán)利用，有效地減少CO2的排放，緩解對環(huán)境壓力，另外分離出的CO氣體是重要的能源，可以在煉鋼廠用來烘烤鋼包，中間包等。
本發(fā)明的特點(diǎn)是，采用CO2取代N2氣進(jìn)行濺渣護(hù)爐操作時，可以進(jìn)行煤氣回收和實(shí)現(xiàn)CO2循環(huán)利用，而采用N2氣時，不能進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煤氣回收的操作，因此，本發(fā)明可以有機(jī)地將濺渣護(hù)爐技術(shù)和轉(zhuǎn)爐煤氣回收結(jié)合，達(dá)到耦合優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用CO2混合氣體(90～100％CO2)代替N2氣，作為濺渣護(hù)爐用的氣體，使CO2在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程得到循環(huán)利用，可降低CO2排放，以實(shí)現(xiàn)煉鋼過程“綠色”冶金和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明是利用MgO含量達(dá)到飽和或過飽和的轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)爐渣，加入合適的焦炭粉或煤粉和添加劑，調(diào)節(jié)成流動性良好的1200～1600℃高溫熔渣，采用1.0MPa左右的高壓CO2通過多孔氧槍噴頭形成的CO2超音速射流(馬赫數(shù)為1.8～2.5)，頂吹時間為2～6分鐘，使調(diào)節(jié)好的高溫熔渣噴濺至轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁表面后，冷卻、凝固在鎂碳耐火材料的爐襯表面上形成一層高熔點(diǎn)的濺渣層，并與爐襯很好地粘結(jié)附著。同時，濺渣護(hù)爐用CO2與高溫熔渣中的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CO，可以利用轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用技術(shù)與裝置完成CO和CO2混合煙氣的回收，并將從轉(zhuǎn)爐煤氣分離出的CO2，再次作為濺渣護(hù)爐技術(shù)用氣源，實(shí)現(xiàn)廢氣在轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的循環(huán)利用，降低CO2的排放。
在相同的壓力、流量和氧槍條件下，濺渣護(hù)爐采用CO2時的動能和作用力要比N2大。高速CO2由噴槍噴射到爐渣液面上，爐渣在CO2的巨大剪切力作用下迅速微?；⒘＋@得動能離開液體渣系向各個方向飛濺，從不同角度打在鎂碳耐火材料爐襯的不同高度上，微粒在形成、飛濺、粘結(jié)過程中不斷被CO2冷卻，最后在爐襯上粘附、固化、反應(yīng)而形成一層爐渣的固體層覆蓋住爐襯。濺渣形成的濺渣層耐蝕性較好，可抑制爐襯磚表面的氧化脫碳，又能減輕高溫渣對爐襯磚的侵蝕沖刷，從而保護(hù)爐襯磚，降低耐火材料損耗速度，減少噴補(bǔ)材料消耗，同時減輕工人勞動強(qiáng)度，提高爐襯使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
CO2是溫室效應(yīng)的主要根源，難以有效回收，而且作為煉鋼及各種工業(yè)爐窯的副產(chǎn)品，其回收成本不高，自然界亦有大量的天然CO2資源存在，來源廣泛，成本低廉，作為外來氣源，也可以替代氮?dú)膺M(jìn)行濺渣護(hù)爐。
噴吹CO2的轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝，轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)活動煙罩冷卻煙道后進(jìn)入電除塵器，然后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)再經(jīng)氣體切換站進(jìn)入煤氣冷卻器而后經(jīng)煤氣分離器分離出CO2，再配加各種工業(yè)爐窯的廢氣回收處理后獲得的CO2，亦可以采用外來CO2為氣源進(jìn)行濺渣操作。
對于30～300噸轉(zhuǎn)爐，濺渣護(hù)爐前在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入焦炭粉或煤粉和添加劑，其配碳量為10～1200kg，再噴吹CO2濺渣，氣體噴入量為1000～100000Nm3/h，工作壓力為0.4～1.6MPa。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，CO2代替惰性氮?dú)庾鳛闉R渣護(hù)爐的氣源，減少了氣體CO2的排放，配入碳反應(yīng)后產(chǎn)生的CO可以作為冶金重要的熱源充分加以利用，為緩解了大氣的溫室效應(yīng)起到了積極的作用，具有顯著的環(huán)境效益。


圖1為本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐用CO2濺渣護(hù)爐工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
1.50t轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝采用CO2頂吹濺渣，使用轉(zhuǎn)爐氧槍切換后向爐內(nèi)吹入CO2。配碳量10～180kg，氣體流量采用15000～25000Nm3/h，氣體的工作壓力為0.9～1.0MPa。
2.150t轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝采用CO2頂吹濺渣，使用轉(zhuǎn)爐氧槍切換后向爐內(nèi)吹入CO2。配碳量30～350kg，氣體流量采用50000～60000Nm3/h，氣體的工作壓力為0.7～0.9MPa。
3.300t轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝采用CO2頂吹濺渣，使用轉(zhuǎn)爐氧槍切換后向爐內(nèi)吹入CO2。配碳量100～1200kg，氣體流量采用80000～100000Nm3/h。氣體的工作壓力為0.6～0.9MPa。
權(quán)利要求
1.一種用于轉(zhuǎn)爐煉鋼濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于采用CO2取代N2作為濺渣護(hù)爐的氣源，采用1.0MPa左右的高壓CO2通過多孔氧槍噴頭形成的CO2超音速射流(馬赫數(shù)為1.8～2.5)噴射到調(diào)節(jié)好的高溫熔渣液面上，頂吹2～6分鐘，使高溫熔渣在CO2的巨大剪切力作用下迅速微?；?，微粒獲得動能離開液體渣系向各個方向飛濺，從不同角度打在鎂碳耐火材料爐襯的不同高度上，微粒在形成、飛濺、粘結(jié)過程中不斷被CO2冷卻，最后在爐襯上粘附、固化、反應(yīng)而形成一層爐渣的固體層覆蓋住鎂碳耐火材料爐襯。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于針對30～300噸轉(zhuǎn)爐，頂吹CO2濺渣護(hù)爐前，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入焦炭粉或煤粉和添加劑，其配碳量為10～1200公斤，與轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)爐渣調(diào)節(jié)成流動性良好的1200～1600℃高溫熔渣。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于CO2氣體的噴入量為1000～100000Nm3/h，工作壓力為0.4～1.6MPa。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于CO2超音速射流與轉(zhuǎn)爐爐渣調(diào)節(jié)成流動性良好的1200～1600℃高溫熔渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CO，對CO和CO2混合煙氣進(jìn)行回收，并分離出的CO2，再次作為濺渣護(hù)爐技術(shù)用氣源，實(shí)現(xiàn)廢氣在轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的循環(huán)利用。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于氣源可以使用轉(zhuǎn)爐煤氣回收分離出的CO2也可以使用其他工業(yè)爐窯的廢氣回收處理的CO2，或自然界的CO2。
全文摘要
一種CO
文檔編號C21C5/30GK1974793SQ200610165219
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者袁章福, 趙宏欣, 潘貽芳, 李樹慶, 王寶明, 關(guān)璐 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所