一種煉鋼裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煉鋼裝置及方法，包括還原性氣體處理裝置和熔煉裝置，所述熔煉裝置包括依次連通的預還原區(qū)、軟熔區(qū)和熔融區(qū)，所述熔融區(qū)設有電極和熔劑噴槍，所述還原性氣體處理裝置設有進氣管和排氣管，所述進氣管與軟熔區(qū)連通，所述排氣管與預還原區(qū)連通。本發(fā)明采用還原性氣體對球團礦或燒結礦物料進行預還原，利用電極產生的電弧熱對預還原后的金屬化球團進行加熱熔化，利用過程中產生的高溫煙氣對金屬化球團進行深度預熱和還原，利用噴槍噴入的熔劑進行鋼水精煉。本發(fā)明縮短了鋼鐵冶煉工藝流程，減少了中間物料倒運環(huán)節(jié)，降低了投資和生產成本，降低了資源和能源的消耗，減少了有害氣體的排放，具有極高的經濟價值、環(huán)保性和社會效益。
【專利說明】一種煉鋼裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金【技術領域】，具體涉及一種煉鋼裝置及方法。
【背景技術】
[0002]目前煉鋼生產有兩種工藝流程，一是以鐵礦石為原料經高爐一轉爐工藝的長流程，另一種是以廢鋼、直接還原鐵為原料的電爐工藝短流程。長流程工藝經過了鐵礦石中金屬氧化物還原、再氧化的反復過程，即先將鐵礦石在高爐中以焦炭為還原劑還原出Fe、Mn、Si等合金元素并在此過程中滲入了碳，得到合格鐵水，再將鐵水轉運至煉鋼車間，在轉爐中通過吹氧進行脫碳升溫，從而冶煉成合格鋼水；該工藝流程存在投資高、占地大、能耗高、環(huán)境污染嚴重等種種問題。短流程工藝通過電爐熔化，不需要焦炭，投資和能耗相對較低，但是目前工業(yè)生產中并未有由鐵礦石直接煉鋼的短流程工藝出現(xiàn)。
[0003]專利號98100242.0的專利“鐵礦石一步煉鋼法”，該工藝過程以還原煤、氧為燃料提供還原氣體和能量輸入，存在過程滲碳量大、氧氣消耗量高、雜質含量高等問題。專利號99809948.1的專利“直接熔煉方法及設備”公開了一種直接熔煉含金屬原料的方法，用氧預處理煤而產生碳和可燃氣體，將含金屬的原料、碳和含氧氣體噴入直接熔煉容器，在直接熔煉容器中，用碳作能源及還原劑將含金屬的原料熔煉成金屬液；該方法的本質是在上述“鐵礦石一步煉鋼法”的基礎上，將煤經過預處理后的產物用于直接熔煉，但該方法僅用于鐵水的生產。
【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種煉鋼裝置及方法，其生產流程短、金屬收得率高、能耗低，達到了節(jié)能減排的目的。
[0005]本發(fā)明公開了一種煉鋼裝置，包括還原性氣體處理裝置和熔煉裝置，所述熔煉裝置包括依次連通的預還原區(qū)、軟熔區(qū)和熔融區(qū)，所述熔融區(qū)設有電極和熔劑噴槍，所述還原性氣體處理裝置設有進氣管和排氣管，所述進氣管與軟熔區(qū)連通，所述排氣管與預還原區(qū)連通。
[0006]進一步，所述排氣管與預還原區(qū)中下部連通。
[0007]進一步，所述軟熔區(qū)前端設有過渡區(qū)，所述過渡區(qū)入口端與預還原區(qū)出口端連通，所述進氣管與過渡區(qū)下部連通。
[0008]進一步，所述預還原區(qū)為豎爐。
[0009]進一步,所述電極數(shù)量為至少I個。
[0010]進一步，所述熔劑噴槍數(shù)量為至少I個。
[0011]進一步，所述預還原區(qū)設有輔助還原性氣體供氣管。
[0012]本發(fā)明還公開了一種煉鋼的方法，將燒結礦或球團礦物料裝入預還原區(qū)中，同時還原性氣體處理裝置從過渡區(qū)下部抽吸煙氣進行處理，將處理過后得到的還原性氣體通過排氣管吹入預還原區(qū)，與燒結礦或球團礦物料發(fā)生還原反應，將燒結礦或球團礦物料中的金屬氧化物初步還原成金屬化球團，金屬化球團排出至過渡區(qū)并在自身重力作用下下降進入軟熔區(qū)，在高溫煙氣和熔融鋼液的作用下金屬化球團軟熔并繼續(xù)下降進入熔融區(qū)，金屬化球團通過設置在熔融區(qū)的電極通電產生的電弧熱進行熔化，并通過設置在熔融區(qū)的熔劑噴槍噴入的熔劑進行脫碳和脫硫精煉，從而獲得合格鋼水。
[0013]進一步，所述熔劑為石灰、輕燒白云石、石灰石、螢石粉、合成造渣劑、鐵礦石粉中任意一種或任意幾種的組合。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明采用還原性氣體直接對燒結礦或球團礦物料進行預還原，利用電極產生的電弧熱對預還原后的金屬化球團進行加熱熔化，利用過程中產生的高溫煙氣對金屬化球團進行深度預熱和還原，利用噴槍噴入的熔劑進行鋼水精煉；與常規(guī)鋼鐵冶煉流程相比，縮短了鋼鐵冶煉工藝流程，減少了占地，減少了大量中間物料倒運環(huán)節(jié)，降低了投資和生產成本，降低了氧氣等資源和能源的消耗，減少了 CO2及有害氣體的排放，提高了金屬元素的收得率，降低了鋼鐵料的消耗，具有極高的經濟價值、環(huán)保性和社會效益。【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了使發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中:
[0016]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0018]如圖所示，本發(fā)明的一種煉鋼裝置，包括還原性氣體處理裝置7和熔煉裝置，所述熔煉裝置包括依次連通的預還原區(qū)1、軟熔區(qū)3和熔融區(qū)4，所述熔融區(qū)4設有電極5和熔劑噴槍6，所述還原性氣體處理裝置7設有進氣管8和排氣管9，所述進氣管8與軟熔區(qū)3連通，所述排氣管9與預還原區(qū)I連通。利用電極5產生的電弧對預還原后的金屬化球團進行加熱熔化，利用過程中產生的高溫煙氣對金屬化球團進行深度預熱和還原，利用熔劑噴槍6噴入的熔劑進行鋼水精煉。
[0019]本實施例中，所述排氣管9與預還原區(qū)I中下部連通，讓還原性氣體從下往上充分的對燒結礦或球團礦物料發(fā)生還原反應。
[0020]本實施例中，所述軟熔區(qū)3前端設有過渡區(qū)2，所述過渡區(qū)2入口端與預還原區(qū)I出口端連通，所述進氣管8與過渡區(qū)2下部連通。燒結礦或球團礦物料在過渡區(qū)2進行緩沖，逐步下降至軟熔區(qū)3。所述過渡區(qū)2與地面水平夾角α為O。~90°，所述軟熔區(qū)3與地面水平夾角β為0°~90°，所述α≥β。
[0021]本實施例中，所述預還原區(qū)I為豎爐。
[0022]本實施例中，所述電極5數(shù)量為至少I個，根據實際工況進行設置數(shù)量。
[0023]本實施例中，所述熔劑噴槍6數(shù)量為至少I個，根據實際工況進行設置數(shù)量，噴入熔劑的量來控制鋼水成分。
[0024]本實施例中，所述預還原區(qū)I設有輔助還原性氣體供氣管10，當還原性氣體處理裝置7從抽吸的煙氣中處理得到的還原性氣體無法滿足預還原區(qū)I燒結礦或球團礦物料發(fā)生還原反應的需求量時，開啟輔助還原性氣體供氣管10對預還原區(qū)I進行供氣，滿足還原反應的正常進行。
[0025]本發(fā)明一種使用上述煉鋼裝置煉鋼的方法，將燒結礦或球團礦物料裝入預還原區(qū)I中，同時還原性氣體處理裝置7從過渡區(qū)2下部抽吸煙氣進行處理，將處理過后得到的還原性氣體通過排氣管9吹入預還原區(qū)1，與燒結礦或球團礦物料發(fā)生還原反應，將燒結礦或球團礦物料中的金屬氧化物初步還原成金屬化球團，使金屬化球團具有85%以上的金屬化率和I~4%的碳含量，金屬化球團排出至過渡區(qū)2并在自身重力作用下下降進入軟熔區(qū)3，在高溫煙氣和熔融鋼液的作用下金屬化球團軟熔并繼續(xù)下降進入熔融區(qū)4，金屬化球團通過設置在熔融區(qū)4的電極5通電產生的電弧熱進行熔化，并通過設置在熔融區(qū)4的熔劑噴槍6噴入的熔劑進行脫碳和脫硫精煉，從而獲得合格鋼水。
[0026]本實施例中，所述熔劑為石灰、輕燒白云石、石灰石、螢石粉、合成造渣劑、鐵礦石粉中任意一種或任意幾種的組合。
[0027]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經對本發(fā)明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種煉鋼裝置，其特征在于:包括還原性氣體處理裝置和熔煉裝置，所述熔煉裝置包括依次連通的預還原區(qū)、軟熔區(qū)和熔融區(qū)，所述熔融區(qū)設有電極和熔劑噴槍，所述還原性氣體處理裝置設有進氣管和排氣管，所述進氣管與軟熔區(qū)連通，所述排氣管與預還原區(qū)連通。
2.根據權利要求1所述的一種煉鋼裝置，其特征在于:所述排氣管與預還原區(qū)中下部連通。
3.根據權利要求1所述的一種煉鋼裝置，其特征在于:所述軟熔區(qū)前端設有過渡區(qū)，所述過渡區(qū)入口端與預還原區(qū)出口端連通，所述進氣管與過渡區(qū)下部連通。
4.根據權利要求1所述的一種煉鋼裝置，其特征在于:所述預還原區(qū)為豎爐。
5.根據權利要求1所述的一種煉鋼裝置，其特征在于:所述電極數(shù)量為至少I個。
6.根據權利要求1所述的一種煉鋼裝置，其特征在于:所述熔劑噴槍數(shù)量為至少I個。
7.根據權利要求1所述的一種煉鋼裝置，其特征在于:所述預還原區(qū)設有輔助還原性氣體供氣管。
8.使用權利要求1至7任意一項所述的一種煉鋼裝置煉鋼的方法，其特征在于:將燒結礦或球團礦物料裝入預還原區(qū)中，同時還原性氣體處理裝置從過渡區(qū)下部抽吸煙氣進行處理，將處理過后得到的還原性氣體通過排氣管吹入預還原區(qū)，與燒結礦或球團礦物料發(fā)生還原反應，將燒結礦或球團礦物料中的金屬氧化物初步還原成金屬化球團，金屬化球團排出至過渡區(qū)并在自身重力作用下下降進入軟熔區(qū)，在高溫煙氣和熔融鋼液的作用下金屬化球團軟熔并繼續(xù)下 降進入熔融區(qū)，金屬化球團通過設置在熔融區(qū)的電極通電產生的電弧熱進行熔化，并通過設置在熔融區(qū)的熔劑噴槍噴入的熔劑進行脫碳和脫硫精煉，從而獲得合格鋼水。
9.根據權利要求8所述的一種煉鋼的方法，其特征在于:所述熔劑為石灰、輕燒白云石、石灰石、螢石粉、合成造渣劑、鐵礦石粉中任意一種或任意幾種的組合。
【文檔編號】C21B13/14GK103627836SQ201310711580
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】游香米, 劉向東, 楊寧川 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司