專利名稱：球團(tuán)海綿鐵電弧熔融煉鋼爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系屬于以球團(tuán)海棉鐵為原料的電冶金裝置。電弧爐煉鋼，自19世紀(jì)末問世以來，一直是主要產(chǎn)鋼國生產(chǎn)優(yōu)鋼的主要手段。一個世紀(jì)以來，電弧爐在自我完善和發(fā)展過程中，為滿足人類對優(yōu)鋼和高級合金鋼的需要作出了重大貢獻(xiàn)，但是，電弧爐以電為能源，以鋼鐵料為爐料，產(chǎn)量低、電耗大、冶煉時間長、生產(chǎn)成本高，是世人公認(rèn)的老大難問題。
近年來隨著優(yōu)鋼需求量的增長，鋼鐵料的短缺，重要的是社會廢鋼質(zhì)量低下，滿足不了生產(chǎn)優(yōu)鋼的需要，相比之下海棉鐵含碳低，化學(xué)成份穩(wěn)定，有害雜質(zhì)少，易熔化、噪聲小，有利于節(jié)電增產(chǎn)。因此，電弧爐用海棉鐵煉鋼，有所增長，但是由于傳統(tǒng)的海棉鐵生產(chǎn)方法，投資大，生產(chǎn)成本高，建一座迴轉(zhuǎn)窯前設(shè)鏈篦機(jī)的海棉鐵生產(chǎn)線，要投資上億元，甚致十幾億元人民幣。而且為了提高還原速度海棉鐵出窯粒徑較小，要經(jīng)過水淬、降溫、造塊后才能送電爐煉鋼，不僅生產(chǎn)方式普及率低，數(shù)量上滿足不了需要，而且價格比較高，通常比鋼鐵料高10％左右，低溫入爐耗電量在600kw/t以上，因而用海棉鐵煉鋼的優(yōu)勢未能體現(xiàn)出來。其原因除傳統(tǒng)海棉鐵生產(chǎn)方式有一定局限性而外，煉鋼技術(shù)工藝的不適應(yīng)也是個重要因素。
“立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐”問世，為廣泛利用低品位礦大規(guī)模生產(chǎn)廉價的球團(tuán)海棉鐵，提供了具有重大現(xiàn)實意義和實用價值的新工藝新技術(shù)新方法。剩下的是煉鋼如何改造的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種以球團(tuán)海棉鐵為爐料，以煉鋼余熱和電為能源的電弧熔融煉鋼裝置。
本發(fā)明是將球團(tuán)海棉鐵生產(chǎn)，電弧加熱熔融和電弧煉鋼等幾個主要部分，按著物質(zhì)轉(zhuǎn)換規(guī)律及其必不可少的寅化條件，組合在一起的統(tǒng)一體一“球團(tuán)海棉鐵電弧熔融煉鋼爐。”其各個組成部分，所處位置不同，使命各異，但彼此促進(jìn)互為補(bǔ)充無逆反作用，即可把球團(tuán)礦直接還原成低碳高強(qiáng)度球圃海棉鐵，又能將高溫球團(tuán)海棉鐵通過電加熱迅速熔融并冶煉成鋼，確實是個高產(chǎn)低耗，多功能的球團(tuán)礦直接還原煉鋼體系。
“球團(tuán)海棉鐵電弧熔融煉鋼爐”各主要組成部分及其技術(shù)特征是[1]電弧精煉爐除爐蓋圈下，短綱另一側(cè)上爐壁處有個長方形水冷框架排煙道與電弧熔融爐相通外，其它結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)備、冶煉操作等均與電弧爐同，為區(qū)別其在該系統(tǒng)中不化料，僅起精煉鋼水作用，故稱“電弧精煉爐”。電弧熔融爐是個改型的，兩端分別與電弧精煉爐和高溫?zé)煹懒蟼}相通的電爐，它在該系統(tǒng)中，主要擔(dān)負(fù)著化料，并向精煉爐輸送熔融液體鋼水和向外排渣的任務(wù)。電弧精煉爐前設(shè)置電弧熔融爐，完全為了整個系統(tǒng)生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，同時有利提高電弧精煉爐鋼水的純潔度，可大大縮短冶煉時間，提高產(chǎn)量，降低電耗，是球團(tuán)海棉鐵電弧熔融煉鋼必不可少的組成部分。高溫?zé)煹懒蟼}是個鋼殼帶襯，大斷面豎直余熱煙道，下部與“電弧熔融爐”連通，底部向上2米處通過料封進(jìn)料管與“球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐”下料管對接，進(jìn)料口向上有2米高的自由空間，自由空間上部有熱風(fēng)管向“立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐”“煅燒喉口”供高溫爐氣(1000℃左右)，自由空間向上，通過收縮段與余熱煙囪連接，余熱煙囪內(nèi)壁由預(yù)熱風(fēng)管帷成，冷風(fēng)在此預(yù)熱后，向“立式球圃海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐”加熱煤燃燒室強(qiáng)制供熱風(fēng)，提高供熱穿透性或燒透性，料倉底部有往復(fù)式推料機(jī)。這樣，由電弧精煉爐和電弧熔融爐引入的1500℃左右的高溫爐氣，穿過1.5～2M的料層，將高溫球團(tuán)海棉鐵再加熱，而后料層下部溫度最高的球圃海棉鐵，被往復(fù)推料機(jī)推入電弧熔融爐熔池，用2800℃左右的高溫電弧(電極附近溫度)迅速強(qiáng)化熔融。“立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐”由煅燒喉口、烙燒爐和煤浴爐三個部分組成，接規(guī)定成型的球圃礦，送入“立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐”后，經(jīng)過強(qiáng)化煅燒、高溫焙燒，形成高溫高強(qiáng)度球團(tuán)，經(jīng)過均熱段后迅速與還原煤混合被送入高溫煤浴爐，在煤浴爐上部繼續(xù)升溫加熱后，同還原煤和返回煤一起緩緩下移，并被后來者所掩埋，在煤浴爐由上而下1100℃～850℃的溫度場內(nèi)，緩緩運行長達(dá)24小時左右時間，近行大比面動態(tài)還原反應(yīng)，生產(chǎn)出高溫球團(tuán)海棉鐵，經(jīng)滾動篩分后，排出還原煤和粉煤灰，低碳高強(qiáng)球團(tuán)海棉鐵順下料管進(jìn)入料倉繼續(xù)升溫加熱。
總之，“球團(tuán)海棉鐵電弧熔融煉鋼爐”最突出的技術(shù)特征是由上述[1]、[2]、[3]、[4]幾個各具獨立使命和技術(shù)特征的重要組成部分所構(gòu)成，按要求成型的球團(tuán)礦，經(jīng)過“立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐”煅、焙燒和高溫煤浴還原之后，轉(zhuǎn)化成高溫高強(qiáng)度低碳球團(tuán)海棉鐵，經(jīng)篩分后通過下料管進(jìn)入高溫?zé)煹懒蟼}，殘余溫度800℃以上的球團(tuán)海棉鐵，在高溫?zé)煹懒蟼}內(nèi)經(jīng)受穿過料層的1500℃左右的高溫爐氣(入口溫度)繼續(xù)加熱，料倉底部溫度最高的料，陸續(xù)被往復(fù)推料機(jī)推入電弧熔融爐熔池，迅速強(qiáng)化熔融，熔融后的高溫液體金屬按需要靠自流放入電弧精煉爐，在較短的時間內(nèi)(90分鐘左右)，冶煉成優(yōu)鋼，煉鋼產(chǎn)生的高溫爐氣靠煙囪引射排煙機(jī)造成的負(fù)壓進(jìn)入電弧熔融爐、高溫?zé)煹懒蟼}，穿過料層后，一部分進(jìn)入“立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐”煅燒喉口，一部分從余熱煙囪排出。電弧熔融爐產(chǎn)生的酸性渣，作為水沖渣定期排出回收。由于技術(shù)上的重大突破，因而也獲得了異呼尋常的經(jīng)濟(jì)效果，與同等電弧爐煉鋼相比，煉鋼成本約減少了1/3；電耗降低了1/2以上；冶煉時間縮短了近2/3更重要的是，為廣泛利用低品位鐵礦，大規(guī)模生產(chǎn)球團(tuán)海棉鐵進(jìn)行快速、節(jié)能、低成本高效益，電弧熔融煉鋼，提供了極其有實用價值的工藝技術(shù)和方法。
“球團(tuán)海棉鐵電弧熔融煉鋼爐”各部位結(jié)構(gòu)、名稱[1]電弧精煉爐；[2]電弧熔融爐；[3]高溫?zé)煹懒蟼}；[4]立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐；(1)引風(fēng)煙道；(2)鼓風(fēng)機(jī)；(3)預(yù)熱風(fēng)管；(4)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；(5)余熱煙囪；(6)高溫爐氣上升管；(7)加熱煤燃燒室；(8)推料機(jī)；(9)石墨電極；(10)篩分煤封閉倉；
權(quán)利要求
1.一種球團(tuán)海棉鐵電弧熔融煉鋼爐，含有一個電弧精煉爐[1]一個電弧熔融爐[2]一個高溫?zé)煹懒蟼}[3]及立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐[4]有意義地連接在一起而構(gòu)成。其特征在于，所述立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐[4]通過高溫球圃海棉鐵下料管與所述高溫?zé)煹懒蟼}[3]連接，高溫?zé)煹懒蟼}下部出料口與所述電弧熔融爐[2]入料口貫通連接，電弧熔融爐與所述電弧精煉爐[1]兩爐壁上部相互貫通。按要求成型的球團(tuán)礦，通過所述立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐[4]，經(jīng)煅、焙燒及煤浴還原后轉(zhuǎn)化為高溫、高強(qiáng)度，低碳球團(tuán)海棉鐵，經(jīng)篩分除去還原煤后，通過下料管進(jìn)入所述高溫?zé)煹懒蟼}[3]，透過高溫爐氣加熱后，下層溫度最高的料被陸續(xù)推入所述高溫電弧熔融爐[2]，熔融后產(chǎn)生的酸性渣，作為水沖渣回收。所述電弧精煉爐[1]產(chǎn)生的高溫?zé)掍摕煔?，通過爐壁上部貫通煙道出口進(jìn)入所述電弧熔融爐[2]，而后透過所述高溫?zé)煹懒蟼}料層，一部分進(jìn)入所述立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐[4]煅燒喉口，強(qiáng)化煅燒球團(tuán)礦，一部分進(jìn)入余熱煙囪，預(yù)熱系統(tǒng)中燃煤所需要的熱風(fēng)，而后進(jìn)入總煙道引射排空。
2.根據(jù)權(quán)利要1所述的電弧精煉爐，是個短綱另一側(cè)爐壁上，有排煙道，適用熱裝鋼水煉鋼的電弧煉鋼爐。
3.根據(jù)權(quán)利要1所述的電弧熔融爐是個爐殼兩側(cè)分別與電弧精煉爐及高溫?zé)煹懒蟼}貫通的高溫電弧化料爐。
4.根據(jù)權(quán)利要1所述的高溫?zé)煹懒蟼}，是一立式的鋼殼帶襯的利用高溫?zé)煔庾鳠嵩?，呈上啟下的加熱爐，即加熱爐料亦加熱所需要的送風(fēng)風(fēng)溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式球團(tuán)海棉鐵連續(xù)生產(chǎn)爐，是引用“98102079.8”技術(shù)及其主題名稱而得名，所附加的特征有高溫余熱煙氣通過專用管綱返饋煅燒喉口及利用煙氣余熱，向燃燒室送熱風(fēng)強(qiáng)化加熱煤燃燒，以利提高球團(tuán)海棉鐵產(chǎn)量降低能耗。
全文摘要
一種球團(tuán)海綿鐵電弧熔融煉鋼爐,含有電弧精煉爐、電弧熔融爐、高溫?zé)煹懒蟼}及立式球團(tuán)海綿鐵連續(xù)生產(chǎn)爐相結(jié)合而構(gòu)成的互補(bǔ)性很強(qiáng)的統(tǒng)一體,為廣泛利用低品位礦,大規(guī)模生產(chǎn)球團(tuán)海綿鐵和利用球團(tuán)海綿鐵高溫余熱、煉鋼高溫?zé)煔?進(jìn)行低成本高效益快速節(jié)能電弧熔融煉鋼,取得了重大技術(shù)突破。
文檔編號C21B13/00GK1233663SQ9810274
公開日1999年11月3日 申請日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月29日
發(fā)明者劉恩琛 申請人:劉恩琛