專利名稱：鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型具體涉及鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域的一種煉鋼廠對(duì)連鑄澆注后鋼包中熱態(tài) 鋼渣直接進(jìn)行回收利用的系統(tǒng)。
技術(shù)背景在鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)精煉爐精煉的熱態(tài)鋼包殘鋼殘?jiān)?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(qiáng)的脫硫能力，而在強(qiáng)氧化性環(huán)境下則具有較 強(qiáng)的脫磷能力。同時(shí)，該類熱態(tài)鋼包殘鋼殘?jiān)羞€含有大量的顯熱。因此，各鋼鐵企業(yè)長(zhǎng)期 以來(lái)一直關(guān)注著如何充分有效的回收利用鋼包殘鋼殘?jiān)?，并為之不斷努力，且隨著全球環(huán) 保形勢(shì)的日益嚴(yán)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(fèi)了所有的物理顯熱之外，還需要不少后步的機(jī)械 加工處理，其技術(shù)方案可參考公開號(hào)CN101054607的發(fā)明專利申請(qǐng)。相比之下熱態(tài)回收法 則具有很多優(yōu)點(diǎn)，它既保證了物料和顯熱的雙重回收，同時(shí)還節(jié)省了冷態(tài)下的機(jī)械加工處 理時(shí)間，縮短了冶煉周期，從而提高了生產(chǎn)率和總體經(jīng)濟(jì)效益，該技術(shù)具體可參考公開號(hào)為 CN2758270A.CN101413037A 和 CN101476000A 的發(fā)明專利申請(qǐng)。公開號(hào) CN1804047A 的發(fā)明 專利在傳統(tǒng)熱態(tài)回收方法的基礎(chǔ)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(shù)方案是將殘鋼殘?jiān)谷氲却鲣摰目珍摪?，讓轉(zhuǎn)爐出來(lái)的鋼水與其混沖合并從而 達(dá)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(duì)殘鋼殘?jiān)?兌入空包后至出鋼的時(shí)間間隔限制嚴(yán)格，一旦時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，已經(jīng)過(guò)一次倒包的殘鋼殘?jiān)?很容易在包底凍結(jié)，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(dòng)，給后續(xù)精煉 操作帶來(lái)不便
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提出一種鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)對(duì) 澆注后鋼包中液態(tài)殘鋼殘?jiān)闹苯踊厥绽?，達(dá)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(shù)中的不足。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括可用于盛裝鐵水，并可供兌入澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣的鐵水包；可遮覆鐵水包包頂?shù)臒熣?，該煙罩與一抽風(fēng)除塵系統(tǒng)連通；以及，可向鐵水包內(nèi)吹氧的氧槍。具體而言，所述氧槍設(shè)置于鐵水包上方，其與一供氧系統(tǒng)連通，并由一可使氧槍作 升降及旋轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，且該煙罩上開設(shè)一可供 氧槍穿過(guò)的通孔。[0012]所述系統(tǒng)還包括可對(duì)鐵水包中的鐵水進(jìn)行扒渣處理的扒渣機(jī)。所述鐵水包底部安裝透氣磚。所述系統(tǒng)還包括三個(gè)分別用于貯裝石灰、氧化鐵皮和螢石的輔料倉(cāng)，該三個(gè)輔料 倉(cāng)并排裝設(shè)在一熱態(tài)鋼渣回收預(yù)處理工位處的一操作平臺(tái)上，且各輔料倉(cāng)底部出料口連接 可旋轉(zhuǎn)溜槽，向鐵水包中加輔料時(shí)，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。另外，與上述鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)配套實(shí)施的工藝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(duì)鐵水包中的鐵水進(jìn)行后續(xù)處理。進(jìn)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(dòng)性，其后對(duì)鐵水包中的鐵水進(jìn) 行后續(xù)處理。該方法包括如下步驟對(duì)鐵水包中的鐵水進(jìn)行預(yù)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(dòng)性；將鐵水包中的鐵水兌入電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐進(jìn)行后續(xù)冶煉操作。該方法包括的具體步驟為對(duì)鐵水包中鐵水進(jìn)行扒渣處理；將鐵水包運(yùn)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(yùn)至熱態(tài)鋼渣回收預(yù)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(dòng)性；將煙罩和氧槍從鐵水包上移除，并測(cè)量鐵水包中的鐵水的溫度，取樣檢測(cè)；將鐵水包中的鐵水兌入電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐進(jìn)行后續(xù)冶煉操作。如前文所述，經(jīng)過(guò)精煉爐精煉的熱態(tài)鋼包殘鋼殘?jiān)?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(qiáng)的脫硫能力和脫磷能力。同時(shí)，該類熱態(tài)鋼包殘 鋼殘?jiān)羞€含有大量的顯熱。本實(shí)用新型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(dá)到殘鋼殘?jiān)厥蘸痛龠M(jìn)爐內(nèi)早期成渣，強(qiáng)化低溫脫 磷效率。但由于電弧爐的獨(dú)特設(shè)備結(jié)構(gòu)限制，難以將熱態(tài)鋼渣從鋼包中直接倒入爐內(nèi)，本實(shí) 用新型創(chuàng)造性的采用將熱態(tài)鋼渣先并兌入鐵水包中，同時(shí)，為避免或消除由于低溫所造成 的鐵水表面結(jié)蓋，還采用氧槍對(duì)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(dòng) 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(lái)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(jìn)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(shí)上，脫硅是 現(xiàn)代化鋼廠生產(chǎn)純凈鋼工序中鐵水預(yù)處理的三大目標(biāo)之一；在吹氧調(diào)溫過(guò)程中的部分P元 素的氧化則與本實(shí)用新型的根本目的是完全一致的(其反應(yīng)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(shí)也提前部分完成了鐵水預(yù)處理的兩大任務(wù)脫磷和脫硅。在鐵水包吹氧結(jié)束后，可將鐵水包運(yùn)至電弧爐兌鐵口或氧氣轉(zhuǎn)爐兌 鐵。本實(shí)用新型中所采用的設(shè)備主要是一個(gè)集熱態(tài)鋼、渣回收和初期脫硅脫磷精煉一 起的反應(yīng)器，而這個(gè)反應(yīng)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(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，只需在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行小幅度改造即可構(gòu)建形成。當(dāng) 然，需要指出的是，上述鐵水包應(yīng)具有足夠的容積，以承受兌入的液態(tài)殘鋼和殘?jiān)?，并能?住后步吹氧過(guò)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(qiáng)化處理時(shí)對(duì)包中鐵水以及從輔料倉(cāng)(如前文所述)加入的脫磷脫硅劑的攪拌，以對(duì)鐵 水進(jìn)行更深程度的脫磷脫硅，以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本實(shí)用新型可產(chǎn)生如下有益效果(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?jiān)@種高堿度渣能加速和促進(jìn) 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(wù)；(3)全部回收了連鑄澆注后鋼包中殘鋼殘?jiān)械奈锢盹@熱；(4)降低了煉鋼過(guò)程的排廢(渣)量及相應(yīng)的處理成本。

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖2是與圖1所示鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)配套實(shí)施的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)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(shè)備是一個(gè)集熱態(tài)鋼、渣回收和初期脫硅脫磷精煉一起的反應(yīng) 器。該反應(yīng)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(shí)，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(fēng)除塵系統(tǒng)4連通，同時(shí)，該煙罩與一 至少可使煙罩作升降動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，且該煙罩上開設(shè)一可供氧槍穿過(guò)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(dòng)作的氧槍夾持系統(tǒng)夾持，當(dāng)鐵水 包運(yùn)行至熱態(tài)鋼渣回收預(yù)處理工位時(shí)，該煙罩可下行至適當(dāng)位置，從而遮覆在鐵水包頂上， 同時(shí)該氧槍亦下行穿過(guò)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(shè)置其它配套設(shè)備如扒渣機(jī)等，當(dāng)然，如果煉鋼車間內(nèi)已有鐵 水預(yù)處理設(shè)備，其配備的扒渣機(jī)則可共用，否則須添加相應(yīng)的扒渣設(shè)備。另外，上述鐵水包底還可安裝透氣磚，以強(qiáng)化對(duì)包中鐵水的攪拌；同時(shí)，所述系統(tǒng) 還包括三個(gè)分別用于貯裝石灰、氧化鐵皮和螢石的輔料倉(cāng)，該三個(gè)輔料倉(cāng)并排裝設(shè)在熱態(tài) 鋼渣回收預(yù)處理工位處的一操作平臺(tái)上，且各輔料倉(cāng)底部出料口連接可旋轉(zhuǎn)溜槽，向鐵水 包中加輔料時(shí)，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(yù)處理時(shí)，因向鐵水
5包中加入上述輔料，可進(jìn)行更深程度的脫磷脫硅，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)。利用上述系統(tǒng)進(jìn)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?yàn)橐澡F水包盛放經(jīng)KR脫硫(機(jī)械攪拌法脫硫)預(yù)處理后的鐵水，或直接從高爐運(yùn)來(lái) 的鐵水，并在扒渣位扒掉頂渣，而后將鐵水包通過(guò)鐵水運(yùn)輸軌道運(yùn)送至熱態(tài)鋼渣兌入工位， 上述鐵水所含化學(xué)成分及其重量百分比如表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?jiān)?熱態(tài)鋼渣)，作為一 實(shí)例，其中殘?jiān)?也即是精煉爐渣)的化學(xué)成分及其重量百分比含量如表2所示，由該表可 知，殘?jiān)蠧aO的含量高達(dá)62%，而P205的含量只有0. 013%，該殘?jiān)谘趸詶l件下應(yīng)具 備很強(qiáng)的脫磷能力；將沖兌完熱態(tài)鋼渣的鐵水包繼續(xù)運(yùn)至熱態(tài)鋼渣回收預(yù)處理工位，測(cè)溫，降罩，降槍 吹氧，吹氧時(shí)間由鐵水溫度、殘鋼殘?jiān)闹亓考皽囟葋?lái)確定，吹氧結(jié)束后，第二次測(cè)溫，至 此，熱態(tài)鋼渣回收預(yù)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(tuán)有限公司已將本實(shí)用新型應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，經(jīng)實(shí)踐表明，采用 本實(shí)用新型后，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(shí)對(duì)下渣量的控制嚴(yán)格程度，鋼包容量越大則回收的殘鋼量越大，對(duì)下渣量的控制 越嚴(yán)(即滑動(dòng)水口關(guān)閉得越早)則回收的殘鋼量越大。以一生產(chǎn)實(shí)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。(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)，
6縮短了初期成渣所需時(shí)間，將脫磷反應(yīng)提前，最終實(shí)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，采用本實(shí)用新型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(shí)間約1900小時(shí)。(3)節(jié)約了大量能耗。液態(tài)殘鋼和殘?jiān)奈锢頍崛康玫搅嘶厥铡Ｈ绻疵刻焐?產(chǎn)33爐計(jì)算，每爐的殘鋼量500公斤，殘?jiān)?00公斤，則每年可回收熱值約2. 36xl07MJ, 或 6. 56xl06kWh。(4)降低了石灰的消耗量?；厥盏臒釕B(tài)殘?jiān)苯咏档土穗娀t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(jì)算，每爐500公斤殘?jiān)屑s含310 公斤純CaO。考慮到新鐵水中硅元素氧化導(dǎo)致渣中堿度的降低的影響，粗略設(shè)定殘?jiān)幸?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?jiān)呐欧帕俊．?dāng)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(diǎn)，并參考本實(shí)用 新型的工藝，從而設(shè)計(jì)出符合自身情況的相近或等同工藝。因此，上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí) 用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容 并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的 等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括可用于盛裝鐵水，并可供兌入澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣的鐵水包；可遮覆鐵水包包頂?shù)臒熣?，該煙罩與一抽風(fēng)除塵系統(tǒng)連通；以及，可向鐵水包內(nèi)吹氧的氧槍。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述氧槍設(shè) 置于鐵水包上方，其與一供氧系統(tǒng)連通，并由一可使氧槍作升降及旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的氧槍夾持系 統(tǒng)夾持。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述煙罩與 一至少可使煙罩作升降動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，且該煙罩上開設(shè)一可供氧槍穿過(guò)的通孔。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還 包括可對(duì)鐵水包中的鐵水進(jìn)行扒渣處理的扒渣機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵水包 底部安裝透氣磚。
6.如權(quán)利要求1所述的鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還 包括三個(gè)分別用于貯裝石灰、氧化鐵皮和螢石的輔料倉(cāng)，該三個(gè)輔料倉(cāng)并排裝設(shè)在一熱態(tài) 鋼渣回收預(yù)處理工位處的一操作平臺(tái)上，且各輔料倉(cāng)底部出料口連接可旋轉(zhuǎn)溜槽，向鐵水 包中加輔料時(shí)，可旋轉(zhuǎn)溜槽出口旋轉(zhuǎn)至鐵水包的上方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋼包澆余熱態(tài)鋼渣的回收利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括可用于盛裝鐵水，并可供兌入澆注后鋼包中的熱態(tài)鋼渣的鐵水包；可遮覆鐵水包包頂?shù)臒熣?，該煙罩與一抽風(fēng)除塵系統(tǒng)連通；以及，可向鐵水包內(nèi)吹氧的氧槍。利用本實(shí)用新型，可產(chǎn)生如下效果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?jiān)铀俸痛龠M(jìn)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(wù)；全部回收了澆注后鋼包中殘鋼殘?jiān)械奈锢盹@熱；降低煉鋼過(guò)程的排廢量及相應(yīng)處理成本。
文檔編號(hào)C21B3/06GK201762339SQ20102024935
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者劉儉, 夏奇, 曹斌, 陳少慧 申請(qǐng)人:江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司