專利名稱：鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明具體涉及鋼鐵冶煉技術領域的一種煉鋼廠對連鑄澆注后鋼包中熱態(tài)鋼渣 直接進行回收利用的方法及系統(tǒng)。
背景技術：
在鋼鐵冶煉技術領域，經(jīng)過精煉爐精煉的熱態(tài)鋼包殘鋼殘渣(主要為液態(tài))一般 含有較高的CaO，其在低氧化性環(huán)境下具有較強的脫硫能力，而在強氧化性環(huán)境下則具有較 強的脫磷能力。同時，該類熱態(tài)鋼包殘鋼殘渣中還含有大量的顯熱。因此，各鋼鐵企業(yè)長期 以來一直關注著如何充分有效的回收利用鋼包殘鋼殘渣，并為之不斷努力，且隨著全球環(huán) 保形勢的日益嚴峻，這種努力尤其顯現(xiàn)出其必要性和重要性。目前，鋼包熱態(tài)鋼渣的回收方法主要有兩類，其一是冷態(tài)回收法，其二是熱態(tài)回收 法。冷態(tài)回收法的不足之處在于，除了浪費了所有的物理顯熱之外，還需要不少后步的機械 加工處理，其技術方案可參考公開號CN101054607的發(fā)明專利申請。相比之下熱態(tài)回收法 則具有很多優(yōu)點，它既保證了物料和顯熱的雙重回收，同時還節(jié)省了冷態(tài)下的機械加工處 理時間，縮短了冶煉周期，從而提高了生產(chǎn)率和總體經(jīng)濟效益，該技術具體可參考公開號為 CN2758270A.CN101413037A 和 CN101476000A 的發(fā)明專利申請。公開號 CN1804047A 的發(fā)明 專利在傳統(tǒng)熱態(tài)回收方法的基礎上，發(fā)展出一種煉鋼澆余熱態(tài)鋼渣回收循環(huán)利用的方法， 其技術方案是將殘鋼殘渣倒入等待出鋼的空鋼包中，讓轉(zhuǎn)爐出來的鋼水與其混沖合并從而 達到殘鋼回收和液渣精煉再利用的目的。但這種方法有存在如下不足其一是對殘鋼殘渣 兌入空包后至出鋼的時間間隔限制嚴格，一旦時間間隔過長，已經(jīng)過一次倒包的殘鋼殘渣 很容易在包底凍結，影響后續(xù)生產(chǎn)操作；其二是易使出鋼量和總渣量出現(xiàn)波動，給后續(xù)精煉 操作帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法及系統(tǒng)，其可實現(xiàn) 對澆注后鋼包中液態(tài)殘鋼殘渣的直接回收利用，達到節(jié)約資源，節(jié)能環(huán)保和提高生產(chǎn)效率 的目的，從而克服現(xiàn)有技術中的不足。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術方案一種鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法，其特征在于，該方法為將澆注后鋼包中 的熱態(tài)鋼渣兌入盛有鐵水的鐵水包中，再向鐵水包中吹氧，其后對鐵水包中的鐵水進行后 續(xù)處理。進一步講，該方法具體為將澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣兌入盛有鐵水的鐵水包中， 再向鐵水包中吹氧，調(diào)節(jié)鐵水包中鐵水的溫度和渣層的流動性，其后對鐵水包中的鐵水進 行后續(xù)處理。該方法包括如下步驟對鐵水包中的鐵水進行預處理；
將鋼包中的熱態(tài)殘鋼液渣兌入鐵水包；向鐵水包中的鐵水吹氧，調(diào)節(jié)鐵水的溫度和渣層的流動性；將鐵水包中的鐵水兌入電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐進行后續(xù)冶煉操作。該方法包括的具體步驟為對鐵水包中鐵水進行扒渣處理；將鐵水包運至熱態(tài)鋼渣兌入工位，并將鋼包中的熱態(tài)殘鋼液渣兌入鐵水包；將鐵水包運至熱態(tài)鋼渣回收預處理工位，以一煙罩蓋住鐵水包開口部，并以氧槍 向鐵水包中的鐵水吹氧，調(diào)節(jié)鐵水的溫度和渣層的流動性；將煙罩和氧槍從鐵水包上移除，并測量鐵水包中的鐵水的溫度，取樣檢測；將鐵水包中的鐵水兌入電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐進行后續(xù)冶煉操作。一種應用于如上所述鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法的系統(tǒng)，其特征在于，該 系統(tǒng)包括鐵水包，該鐵水包用于盛裝鐵水，并可供兌入澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣；煙罩，該煙罩與一抽風除塵系統(tǒng)連通，并可遮覆鐵水包的開口部；以及氧槍，該氧槍可向鐵水包內(nèi)吹氧。具體而言，所述氧槍與一供氧系統(tǒng)連通，并由一可使氧槍作升降及旋轉(zhuǎn)動作的氧 槍夾持系統(tǒng)夾持。所述煙罩與一至少可使煙罩作升降動作的驅(qū)動系統(tǒng)連接，且該煙罩上開設一可供 氧槍穿過的通孔。所述系統(tǒng)還包括扒渣機，該扒渣機可對鐵水包中的鐵水進行扒渣處理。所述鐵水包底部安裝透氣磚。所述系統(tǒng)還包括三個分別用于貯裝石灰、氧化鐵皮和螢石的輔料倉，該三個輔料 倉并排裝設在熱態(tài)鋼渣回收預處理工位處的一操作平臺上，且各輔料倉底部出料口連接可 旋轉(zhuǎn)溜槽，向鐵水包中加輔料時，可旋轉(zhuǎn)溜槽出口旋轉(zhuǎn)至鐵水包的上方。上述輔料的功用 為石灰系脫磷劑，氧化鐵皮既是脫磷劑又是化渣劑，螢石則起助熔石灰的作用。如前文所述，經(jīng)過精煉爐精煉的熱態(tài)鋼包殘鋼殘渣(主要為液態(tài))一般含有較高 的CaO，其在不同的條件下課分別具有較強的脫硫能力和脫磷能力。同時，該類熱態(tài)鋼包殘 鋼殘渣中還含有大量的顯熱。本發(fā)明的主要目的就是將這種精煉渣在滿足工藝順行的前提 下，兌入到電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐中，達到殘鋼殘渣回收和促進爐內(nèi)早期成渣，強化低溫脫磷效 率。但由于電弧爐的獨特設備結構限制，難以將熱態(tài)鋼渣從鋼包中直接倒入爐內(nèi)，本發(fā)明創(chuàng) 造性的采用將熱態(tài)鋼渣先并兌入鐵水包中，同時，為避免或消除由于低溫所造成的鐵水表 面結蓋，還采用氧槍對鐵水包內(nèi)吹氧，以升溫調(diào)節(jié)鐵水包中金屬液及渣液的流動性，以便順 利向電弧爐或轉(zhuǎn)爐中兌入。吹氧產(chǎn)生的熱量主要來自于Fe，Si，P等元素的氧化放熱，而作 為Fe元素的氧化產(chǎn)物，F(xiàn)eO是良好的化渣劑，將促進電弧爐中的化渣；Si元素的氧化將直接 降低鐵水中的Si含量，為后期的少渣精煉操作提供了條件，且事實上，脫硅是現(xiàn)代化鋼廠 生產(chǎn)純凈鋼工序中鐵水預處理的三大目標之一；在吹氧調(diào)溫過程中的部分P元素的氧化則 與本發(fā)明的根本目的是完全一致的(其反應原理為2 [P] +5 (FeO) +4 (CaO) = (4CaO. P205) +5 [Fe]或2 [P] +5 (FeO) +3 (CaO) = (3Ca0. P205)+5 [Fe])。
所以，以調(diào)節(jié)溫度為主要目的吹氧操作，同時也提前部分完成了鐵水預處理的兩 大任務脫磷和脫硅。在鐵水包吹氧結束后，可將鐵水包運至電弧爐兌鐵口或氧氣轉(zhuǎn)爐兌 鐵。本發(fā)明中所采用的設備主要是一個集熱態(tài)鋼、渣回收和初期脫硅脫磷精煉一起的 反應器，而這個反應器的主體是鐵水包，包頂安置有氧槍、煙罩以及與煙罩連通的煙氣除塵 系統(tǒng)，其結構非常簡單，只需在現(xiàn)有設備的基礎上進行小幅度改造即可構建形成。當然，需 要指出的是，上述鐵水包應具有足夠的容積，以承受兌入的液態(tài)殘鋼和殘渣，并能擋住后步 吹氧過程中可能出現(xiàn)的液體金屬或熔渣的噴濺。另外，上述鐵水包底還可安裝透氣磚，強化 處理時對包中鐵水以及從輔料倉(如前文所述)加入的脫磷脫硅劑的攪拌，以對鐵水進行 更深程度的脫磷脫硅，以實現(xiàn)高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果(1)直接回收了連鑄澆注后鋼包中的殘鋼，提高了金屬的收得率；(2)直接回收利用了連鑄澆注后鋼包中的液態(tài)殘渣，這種高堿度渣能加速和促進 電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐前期脫磷，提高了生產(chǎn)效率，且可降低石灰的消耗，并提前部分完成了鐵 水的脫硅和脫磷任務；(3)全部回收了連鑄澆注后鋼包中殘鋼殘渣中的物理顯熱；(4)降低了煉鋼過程的排廢(渣)量及相應的處理成本。


圖1是本發(fā)明具體實施方式
中鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是本發(fā)明具體實施方式
中鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法的工藝流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。如圖1所示，該鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)既適用于電弧爐煉鋼廠也適用 于氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼廠，其核心設備是一個集熱態(tài)鋼、渣回收和初期脫硅脫磷精煉一起的反應 器。該反應器主體是鐵水包1，其可用于盛裝鐵水，并可供兌入澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣，同 時，該系統(tǒng)還包括氧槍和煙罩，該煙罩2可遮覆鐵水包的開口部，其與一抽風除塵系統(tǒng)4連通，同時，該煙罩與一 至少可使煙罩作升降動作的驅(qū)動系統(tǒng)連接，且該煙罩上開設一可供氧槍穿過的通孔，該氧 槍3與一供氧系統(tǒng)連通，并由一可使氧槍作升降及旋轉(zhuǎn)動作的氧槍夾持系統(tǒng)夾持，當鐵水 包運行至熱態(tài)鋼渣回收預處理工位時，該煙罩可下行至適當位置，從而遮覆在鐵水包頂上， 同時該氧槍亦下行穿過煙罩上的通孔，并向鐵水包內(nèi)吹氧。又及，該系統(tǒng)中還可設置其它配套設備如扒渣機等，當然，如果煉鋼車間內(nèi)已有鐵 水預處理設備，其配備的扒渣機則可共用，否則須添加相應的扒渣設備。另外，上述鐵水包底還可安裝透氣磚，以強化對包中鐵水的攪拌；同時，所述系統(tǒng) 還包括三個分別用于貯裝石灰、氧化鐵皮和螢石的輔料倉，該三個輔料倉并排裝設在熱態(tài) 鋼渣回收預處理工位處的一操作平臺上，且各輔料倉底部出料口連接可旋轉(zhuǎn)溜槽，向鐵水 包中加輔料時，可旋轉(zhuǎn)溜槽出口旋轉(zhuǎn)至鐵水包的上方。在熱態(tài)鋼渣回收預處理時，因向鐵水包中加入上述輔料，可進行更深程度的脫磷脫硅，實現(xiàn)高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)。利用上述系統(tǒng)進行的熱態(tài)鋼渣回收利用工藝流程如圖2所示，其具體工序為以鐵水包盛放經(jīng)KR脫硫(機械攪拌法脫硫)預處理后的鐵水，或直接從高爐運來 的鐵水，并在扒渣位扒掉頂渣，而后將鐵水包通過鐵水運輸軌道運送至熱態(tài)鋼渣兌入工位， 作為一實例，上述鐵水所含化學成分(重量百分比)如表1所示；由天車向鐵水包中兌入連鑄澆注后鋼包中的液態(tài)殘鋼殘渣(熱態(tài)鋼渣)，其中殘 渣(也即是精煉爐渣)的化學成分及其重量百分比含量如表2所示，由該表可知，殘渣中 CaO的含量高達62 %，而P205的含量只有0.013%，該殘渣在氧化性條件下應具備很強的脫 磷能力；將沖兌完熱態(tài)鋼渣的鐵水包繼續(xù)運至熱態(tài)鋼渣回收預處理工位，測溫，降罩，降槍 吹氧，吹氧時間由鐵水溫度、殘鋼殘渣的重量及溫度來確定，吹氧結束后，第二次測溫，至 此，熱態(tài)鋼渣回收預處理工序完成；將鐵水包吊至電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐兌鐵，至生產(chǎn)出成品鋼(其成分如表3所示)。表1鐵水成分及其重量百分比含量
元素CSiMnPSTiWt %4. 100. 650. 20. 10. 0620. 047表2精煉爐渣成分及其重量百分比含量
組分SiO2Al2O3CaOMgOTFeMnORSP2O5TiO2Wt %26. 451.4362. 155.420. 80. 332. 351. 50. 0130. 086表3成品鋼水成分成分及其重量百分比含量
元素CSiMnPSWt %0. 720. 20. 490. 0140. 005目前，江蘇沙鋼集團有限公司已將本發(fā)明應用于實際生產(chǎn)，經(jīng)實踐表明，采用本發(fā) 明后，可產(chǎn)生如下效果(1)直接回收了鋼包澆后的全部殘鋼。殘鋼回收量的大小取決于鋼包的容量大小 和澆注時對下渣量的控制嚴格程度，鋼包容量越大則回收的殘鋼量越大，對下渣量的控制 越嚴(即滑動水口關閉得越早)則回收的殘鋼量越大。以一生產(chǎn)實例估算，如果一天生產(chǎn) 33爐，每爐殘鋼量為500公斤(100噸鋼包)，則一年的殘鋼回收量約為5800噸。
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(2)縮短了電弧爐的冶煉周期，提高了生產(chǎn)率。由于熱態(tài)熔渣直接兌入電弧爐內(nèi)， 縮短了初期成渣所需時間，將脫磷反應提前，最終實現(xiàn)縮短冶煉周期，提高生產(chǎn)率的目的。 如果100噸容量電弧爐一天生產(chǎn)33爐，采用本發(fā)明使得電弧爐的冶煉周期縮短10分鐘，則 一年可節(jié)約冶煉時間約1900小時。(3)節(jié)約了大量能耗。液態(tài)殘鋼和殘渣的物理熱全部得到了回收。如果按每天生 產(chǎn)33爐計算，每爐的殘鋼量500公斤，殘渣量500公斤，則每年可回收熱值約2. 36 X IO7MJ, 或 6. 56X 106kWh。(4)降低了石灰的消耗量?；厥盏臒釕B(tài)殘渣直接降低了電弧爐前期造渣脫磷的 石灰加入量。同樣以100噸電弧爐日產(chǎn)33爐的例子計算，每爐500公斤殘渣中約含310 公斤純CaO?？紤]到新鐵水中硅元素氧化導致渣中堿度的降低的影響，粗略設定殘渣中已 有的310公斤純CaO能使下一爐前期造渣石灰加入量減少其一半，則每爐少加的石灰量為 310/2/90%= 172公斤。一年節(jié)約的石灰量接近2000噸。(5)顯著降低廢棄殘渣的排放量。當然，各鋼鐵冶煉企業(yè)還可根據(jù)自己工廠所具有的工藝布置特點，并參考本發(fā)明 的工藝，從而設計出符合自身情況的相近或等同工藝。因此，上述實施例僅為說明本發(fā)明的 技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施， 并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應 涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法，其特征在于，該方法為將澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣兌入盛有鐵水的鐵水包中，再向鐵水包中吹氧，其后對鐵水包中的鐵水進行后續(xù)處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法，其特征在于，該方法具 體為將澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣兌入盛有鐵水的鐵水包中，再向鐵水包中吹氧，調(diào)節(jié)鐵水 包中鐵水的溫度和渣層的流動性，其后對鐵水包中的鐵水進行后續(xù)處理。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法，其特征在于，該方法 包括如下步驟對鐵水包中的鐵水進行預處理； 將鋼包中的熱態(tài)殘鋼液渣兌入鐵水包； 向鐵水包中的鐵水吹氧，調(diào)節(jié)鐵水的溫度和渣層的流動性； 將鐵水包中的鐵水兌入電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐進行后續(xù)冶煉操作。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法，其特征在于，該方法 包括的具體步驟為對鐵水包中鐵水進行扒渣處理；將鐵水包運至熱態(tài)鋼渣兌入工位，并將鋼包中的熱態(tài)殘鋼液渣兌入鐵水包； 將鐵水包運至熱態(tài)鋼渣回收預處理工位，以一煙罩蓋住鐵水包開口部，并以氧槍向鐵 水包中的鐵水吹氧，調(diào)節(jié)鐵水的溫度和渣層的流動性；將煙罩和氧槍從鐵水包上移除，并測量鐵水包中的鐵水的溫度，取樣檢測； 將鐵水包中的鐵水兌入電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐進行后續(xù)冶煉操作。
5.應用于如權利要求1所述鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法的系統(tǒng)，其特征在于， 該系統(tǒng)包括鐵水包，該鐵水包用于盛裝鐵水，并可供兌入澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣； 煙罩，該煙罩與一抽風除塵系統(tǒng)連通，并可遮覆鐵水包的開口部； 以及氧槍，該氧槍可向鐵水包內(nèi)吹氧。
6.如權利要求5所述的應用于如權利要求1所述鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法的 系統(tǒng)，其特征在于，所述氧槍與一供氧系統(tǒng)連通，并由一可使氧槍作升降及旋轉(zhuǎn)動作的氧槍 夾持系統(tǒng)夾持。
7.如權利要求5所述的應用于如權利要求1所述鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法的 系統(tǒng)，其特征在于，所述煙罩與一至少可使煙罩作升降動作的驅(qū)動系統(tǒng)連接，且該煙罩上開 設一可供氧槍穿過的通孔。
8.如權利要求5所述的應用于如權利要求1所述鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法的 系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括扒渣機，該扒渣機可對鐵水包中的鐵水進行扒渣處理。
9.如權利要求5所述的應用于如權利要求1所述鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法的 系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵水包底部可選擇安裝或不安裝透氣磚。
10.如權利要求5所述的應用于如權利要求1所述鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法 的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括三個分別用于貯裝石灰、氧化鐵皮和螢石的輔料倉， 該三個輔料倉并排裝設在一熱態(tài)鋼渣回收預處理工位處的一操作平臺上，且各輔料倉底部 出料口連接可旋轉(zhuǎn)溜槽，向鐵水包中加輔料時，可旋轉(zhuǎn)溜槽出口旋轉(zhuǎn)至鐵水包的上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用方法及系統(tǒng)。該方法為將澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣兌入盛有鐵水的鐵水包中，再向鐵水包中吹氧，其后對鐵水包中的鐵水進行后續(xù)處理。該系統(tǒng)包括鐵水包，用于盛裝鐵水，并可供兌入澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣；煙罩，其與一抽風除塵系統(tǒng)連通，并可遮覆鐵水包的開口部；以及氧槍，其可向鐵水包內(nèi)吹氧。本發(fā)明有益效果在于直接回收了澆注后鋼包中的殘鋼，提高了金屬收得率；直接回收利用了澆注后鋼包中的液態(tài)殘渣，加速和促進電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐前期脫磷，提高生產(chǎn)效率，降低石灰的消耗，并提前部分完成了鐵水的脫硅和脫磷任務；全部回收了澆注后鋼包中殘鋼殘渣中的物理顯熱；降低煉鋼過程的排廢量及相應處理成本。
文檔編號C21C7/076GK101886150SQ20101021877
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權日2010年7月7日
發(fā)明者劉儉, 夏奇, 曹斌, 陳少慧 申請人:江蘇沙鋼集團有限公司