一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其步驟為：含碳球團的裝入和預(yù)熱、含碳球團的還原、鋼浴熔池的形成和渣鐵熔分反應(yīng)。通過使用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)超短流程直接煉鋼，通過控制加入的含碳球團中的C/O摩爾比，實現(xiàn)了對鋼水中[C]含量的控制，且避免了傳統(tǒng)的爐渣泡沫化及含碳球團還原后金屬化率較低的問題，能量利用率高，生產(chǎn)效率高，實現(xiàn)了連續(xù)煉鋼，且基建成本和設(shè)備投資大幅節(jié)省。
【專利說明】
一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)長流程鋼鐵生產(chǎn)流程主要從焦?fàn)t煉焦、燒結(jié)(或球團)、高爐煉鐵到轉(zhuǎn)爐煉鋼，整個流程投資大、能耗高，且溫室氣體CO2的排放難以有效降低。高爐煉鐵離不開焦炭，隨著煉焦用焦煤的日益短缺和環(huán)保壓力的不斷增大，取消焦?fàn)t煉焦一燒結(jié)一高爐煉鐵等工藝，實現(xiàn)礦石、煤直接煉鋼，具有重大的戰(zhàn)略意義，是冶金工作者追求的目標(biāo)。
[0003]直接還原與熔融還原等非高爐煉鐵工藝的開發(fā)和發(fā)展有助于節(jié)能減排和環(huán)境友好。當(dāng)前世界上已開發(fā)出的直接還原工藝有20多種，分氣基與煤基直接還原，其中氣基的Midrex與HYL工藝應(yīng)用最成熟，但氣基還原煤氣制取成本高、消耗量大、能量利用程度較低，從而限制了氣基直接還原的發(fā)展。煤基直接還原有回轉(zhuǎn)窯法、轉(zhuǎn)底爐法和隧道窯法，其中轉(zhuǎn)底爐法的應(yīng)用最為廣泛。轉(zhuǎn)底爐法是采用燃燒碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生熱量，并以輻射方式傳遞給含碳球團，存在熱能利用率和工作效率低的弊端以及設(shè)備故障率較高的缺點。
[0004]目前，能直接生產(chǎn)鐵水且可商業(yè)運行的熔融還原工藝只有COREX及韓國浦項制鐵的FINEX工藝，但是這兩種工藝均還離不開焦炭，都是通過燃燒碳來提供工藝過程所需熱量，因此既不能取消焦?fàn)t也很難控制溫室氣體的排放。加上工藝較復(fù)雜、能耗高、設(shè)備故障率偏高等，總體運行結(jié)果不理想。因此，現(xiàn)有的直接還原與熔融還原等工藝均不能有效用于直接生產(chǎn)鋼水，亟需開發(fā)一種新的鐵礦石、煤直接煉鋼工藝。
[0005]經(jīng)檢索，關(guān)于直接煉鋼工藝已有相關(guān)公開。如:中國專利申請?zhí)朇N200810139695.6的發(fā)明專利公開了一種鐵礦石直接煉鋼工藝，該申請案中是預(yù)先在熔池中形成高溫的渣鐵液，當(dāng)含鐵物料進入熔池后，即被含碳物料還原，然后吹氧煉鋼，放渣出鋼。由于該方法在含鐵物料的還原過程中產(chǎn)生了大量CO氣體，使得爐渣泡沫化，破壞了反應(yīng)的動力學(xué)條件，爐內(nèi)透氣性差，溫度場不易控制，不利于渣鐵熔分，同時不利于出渣，生產(chǎn)效率低。專利申請?zhí)朇N200910018446.6公開的一種綜合利用能源的短流程轉(zhuǎn)底爐連續(xù)煉鋼方法同樣會出現(xiàn)泡沫渣問題，從而嚴(yán)重影響了鋼水的生產(chǎn)。
[0006]專利申請?zhí)朇N200910014710.9公開了一種一步法煉鐵煉鋼新工藝，在煉鐵煉鋼兩用爐內(nèi)先加入經(jīng)直接還原的球團、煤和渣料得到鐵水，然后向鐵水中吹氧熔煉得到鋼水，雖然在原理上是可行的，但是這種工藝要求投入的熱球團溫度達到1100°c，否則容易造成爐渣溫度降低，流動性差，增加了生產(chǎn)的難度，而且能量利用率和生產(chǎn)效率都比較低。
[0007]此外，能生產(chǎn)液態(tài)鐵水的高爐煉鐵與熔融還原等工藝，絕大部分的熱量與還原劑都來自碳，而消耗的碳最終將變?yōu)镃O2并排放進入大氣，因此鋼鐵工業(yè)減排的實質(zhì)必須降低入爐碳消耗。水電與核電工業(yè)的快速發(fā)展使鋼鐵工業(yè)采用電力供熱成為可能，如果直接煉鋼工藝的熱量由水電或核電提供，可大幅減少單位生鐵的CO2排放，對環(huán)保十分有利。因此，有必要繼續(xù)縮短工藝流程、最大限度降低工藝過程的碳消耗、真正實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保與低成本冶煉。美國密西根理工大學(xué)在文獻《WANG Yong-qing.Direct steelmaking throughmicrowave and electric arc heating[D].USA:Michigan Technological University,2005》中及陳津在文獻《微波加熱-電爐直接煉鋼新工藝探討[J].工業(yè)加熱，2003(4): 1-3))中都曾提出過“微波爐還原+電爐熔分”的直接煉鋼路線，但因其球團的還原使用石墨電極進行升溫而使熔池滲碳，要得到鋼水，就必須進行二次脫碳，工藝較復(fù)雜，難以在同一個裝置內(nèi)實現(xiàn)含鐵料從低溫固體到高溫熔融體的轉(zhuǎn)變。
[0008]綜上所述，現(xiàn)有的直接煉鋼技術(shù)均采用鐵礦石或普通球團配加焦炭或煤粉進行鐵水的冶煉，再通過吹煉脫氧、脫碳，以獲得最終的鋼水。雖然僅采用一個冶煉爐便可完成從含鐵物料到鋼水的冶煉過程，但其實質(zhì)是將轉(zhuǎn)爐或電爐作為冶煉爐，將含鐵物料作為鐵水或直接還原鐵的替代品，本質(zhì)上并沒有精簡傳統(tǒng)含鐵礦物一鐵水或直接還原鐵一鋼水的生產(chǎn)工序，生產(chǎn)效率并沒有得到真正提高，同時碳消耗產(chǎn)生了大量的CO2進入大氣。且現(xiàn)有直接煉鋼技術(shù)中由于加入的爐料與出鋼鋼液的溫差較大，以及吹煉的進行，需等到放渣出鋼后方可加入下一批爐料，冶煉周期較長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0010]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有直接煉鋼工藝中易發(fā)生爐渣泡沫化、爐內(nèi)透氣性差、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率和能源利用率低、環(huán)境污染大以及工藝流程復(fù)雜的不足，提供了一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法。通過采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可利用含碳球團直接連續(xù)冶煉出鋼水，能夠有效解決現(xiàn)有直接煉鋼工藝存在的上述問題，顯著降低了鋼鐵冶煉過程中CO2氣體的排放，生產(chǎn)效率較高，且所冶煉鋼水的質(zhì)量能夠完全滿足生產(chǎn)需求。
[0011]2.技術(shù)方案
[0012]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0013]本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其步驟為:
[0014]步驟一、含碳球團的裝入和預(yù)熱:
[0015]將含碳球團由微波還原爐頂部的布料口布入微波還原爐，含碳球團進入預(yù)熱區(qū)后進行預(yù)熱處理；
[0016]步驟二、含碳球團的還原:
[0017]經(jīng)預(yù)熱后的含碳球團進入還原區(qū)，通過微波加熱裝置進行加熱還原；
[0018]步驟三、鋼浴熔池的形成:
[0019]在冶煉第一爐鋼液前向感應(yīng)熔分爐中加入廢鋼，通過電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱，在感應(yīng)熔分爐內(nèi)預(yù)先形成鋼浴熔池；
[0020]步驟四、渣鐵熔分反應(yīng):
[0021]打開微波還原爐底部的排料閥，使還原后的含碳球團進入感應(yīng)熔分爐，在感應(yīng)熔分爐內(nèi)發(fā)生軟熔，并滴落進入渣鐵熔分區(qū)進行渣鐵熔分。
[0022]更進一步地，步驟二中含碳球團的還原溫度為1100_1250°C，還原時間為18-22分鐘;步驟四中渣鐵熔分反應(yīng)的溫度為1550-1600°C，時間為19-21min。
[0023]更進一步地，所述的微波還原爐位于感應(yīng)熔分爐的上方，且微波還原爐與感應(yīng)熔分爐之間通過排料閥相連通;通過微波還原爐對含碳球團進行加熱還原，通過感應(yīng)熔分爐進行渣鐵熔分反應(yīng);上述微波還原爐包括上部的預(yù)熱區(qū)和中下部的還原區(qū)，且預(yù)熱區(qū)和還原區(qū)對應(yīng)的爐體四周均設(shè)有微波加熱裝置。
[0024]更進一步地，所述的微波還原爐為一個或一個以上。
[0025]更進一步地，所述微波還原爐的頂部設(shè)有第一煤氣出口，所述感應(yīng)熔分爐的頂部設(shè)有第二煤氣出口，第一煤氣出口、第二煤氣出口均通過進氣管道與氣體分配器相連，所述的氣體分配器通過排氣管道與微波還原爐側(cè)壁底部的煤氣進口相連。
[0026]更進一步地，所述微波還原爐的內(nèi)部下側(cè)設(shè)有導(dǎo)氣管，所述的排氣管道與該導(dǎo)氣管相連。
[0027]更進一步地，所述微波還原爐的下部設(shè)計為圓臺狀結(jié)構(gòu)，且該圓臺狀結(jié)構(gòu)下底面的半徑小于其上底面的半徑。
[0028]更進一步地，所述預(yù)熱區(qū)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有上排微波加熱裝置，所述還原區(qū)對應(yīng)的爐體上部設(shè)有中排微波加熱裝置，該還原區(qū)對應(yīng)的爐體下部設(shè)有下排微波加熱裝置，且微波加熱裝置的加熱頻率為2400-2500MHZ、輸出功率為12-15kW。
[0029]更進一步地，所述的感應(yīng)熔分爐包括固相區(qū)、軟熔區(qū)和渣鐵熔分區(qū)，其中，固相區(qū)和軟熔區(qū)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有上排電磁感應(yīng)加熱裝置，渣鐵熔分區(qū)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有下排電磁感應(yīng)加熱裝置。
[0030]更進一步地，所述的電磁感應(yīng)加熱裝置選用中頻加熱裝置，其加熱頻率為200-500Hz、輸出功率2800-3200kW。
[0031]3.有益效果
[0032]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0033](I)本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其煉鋼爐本體包括上部的微波還原爐和下部的感應(yīng)熔分爐，微波還原爐用于對含碳球團進行加熱還原，感應(yīng)熔分爐用于進行渣鐵熔分反應(yīng)，且微波還原爐與感應(yīng)熔分爐之間通過排料閥相連通，通過控制排料閥的開關(guān)便于控制含碳球團的還原時間，保證含碳球團的充分還原，從而使含碳球團還原后的金屬化率得到明顯提高，保證后續(xù)所得鋼水的質(zhì)量符合要求，且能夠?qū)崿F(xiàn)微波還原爐的連續(xù)或間歇裝、排料。同時，本發(fā)明通過微波還原爐與感應(yīng)熔分爐的分隔實現(xiàn)了含碳球團還原與渣鐵熔分反應(yīng)的完全隔離，感應(yīng)熔分爐中基本不發(fā)生還原反應(yīng)，從而能夠防止含碳球團還原產(chǎn)生的CO氣體對爐渣產(chǎn)生影響，避免了含碳球團在熔池中還原時產(chǎn)生大量氣泡，提高了爐內(nèi)的透氣性，能夠有效解決爐渣泡沫化的難題，利于渣鐵熔分。本發(fā)明通過控制含碳球團在微波還原爐內(nèi)的充分還原，從而能夠減少含碳球團在感應(yīng)熔分爐內(nèi)的還原，進一步降低了感應(yīng)熔分爐內(nèi)的CO量。
[0034](2)本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其微波還原爐為I個或I個以上，具體可根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行設(shè)置，當(dāng)設(shè)置多個微波還原爐時能夠顯著提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能，克服了當(dāng)設(shè)置一個微波還原爐時，生產(chǎn)進度受微波還原爐工作狀態(tài)波動的影響較大，且微波還原爐中部的含碳球團易發(fā)生還原不充分現(xiàn)象的不足。
[0035](3)本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，正常工作狀態(tài)下微波還原爐和感應(yīng)熔分爐之間相互隔絕，上部還原好的高溫含碳球團下降到下部感應(yīng)熔分爐時，還會被下部熔池的輻射傳熱所加熱并繼續(xù)進行自還原，到達熔池前能夠基本實現(xiàn)鐵的全部還原且溫度可達到1400°C以上，故對下部渣溫不會造成較大影響，解決了傳統(tǒng)感應(yīng)爐或電爐加熱廢鋼等含鐵爐料時爐渣外表面處于空氣中，渣表面向外散熱大，容易引起渣涼的問題，本發(fā)明中渣涼問題不復(fù)存在。
[0036](4)本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其微波還原爐的頂部設(shè)有第一煤氣出口，所述感應(yīng)熔分爐的頂部設(shè)有第二煤氣出口，第一煤氣出口、第二煤氣出口均通過進氣管道與氣體分配器相連，通過上述第一煤氣出口與第二煤氣出口分別使微波還原爐及感應(yīng)熔分爐內(nèi)的CO及時排出，從而進一步避免了爐渣泡沫化的問題，且通過氣體分配器能夠?qū)崿F(xiàn)高純煤氣資源的回收利用，從而防止CO氣體直接排放至空氣中造成環(huán)境污染。本發(fā)明中氣體分配器通過排氣管道與微波還原爐側(cè)壁底部的煤氣進口相連，一方面實現(xiàn)了 CO氣體的循環(huán)回收利用，另一方面通過還原產(chǎn)生的高溫CO氣體能夠?qū)M入微波還原爐的含碳球團進行預(yù)熱，有利于節(jié)約能源和生產(chǎn)成本。
[0037](5)本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其微波還原爐的內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)氣管，所述的排氣管道與該導(dǎo)氣管相連，通過導(dǎo)氣管對高溫CO氣體進行導(dǎo)向，使熱量伴隨CO氣體沿微波還原爐的中心向上運動，從而對微波還原爐中部的含碳球團進行加熱，避免了由于受微波加熱深度的限制，微波還原爐中部的含碳球團易還原不充分的問題，保證了整個微波還原爐內(nèi)部含碳球團的完全、充分還原，進一步提高了含碳球團還原后的金屬化率，其金屬化率可達到85 %以上，從而保證了所得鋼水的質(zhì)量。
[0038](6)本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，所述微波還原爐的下部設(shè)計為圓臺狀結(jié)構(gòu)，該圓臺狀結(jié)構(gòu)下底面的半徑小于其上底面的半徑，從而便于微波還原爐下部氣流的分散，進一步保證了含碳球團的充分加熱還原，有利于提高球團還原的金屬化率，且有助于球團下降到排料閥的控制，保證了球團的正常下料。
[0039](7)本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其感應(yīng)熔分爐包括固相區(qū)、軟熔區(qū)和渣鐵熔分區(qū)，其中，固相區(qū)和軟熔區(qū)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有上排電磁感應(yīng)加熱裝置，渣鐵熔分區(qū)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有下排電磁感應(yīng)加熱裝置。正常生產(chǎn)過程中僅使用下排電磁感應(yīng)加熱裝置，通過下排電磁感應(yīng)加熱裝置加熱進行渣鐵熔分反應(yīng)，而上排電磁感應(yīng)加熱裝置的設(shè)置主要是用于感應(yīng)熔分爐上部爐墻的清理，通過上排電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱能夠?qū)Ω袘?yīng)熔分爐上部爐墻聚積的粘接物進行熔化清理，克服了現(xiàn)有技術(shù)中需停止生產(chǎn)對爐墻進行人工清理的不足，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。
[0040](8)本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，可由含鐵礦物直接生產(chǎn)出鋼水，與現(xiàn)有流程相比，本發(fā)明占地面積少，基建投資和設(shè)備投資大幅節(jié)省，減少了冶煉、運輸過程中的能量損失，能量利用率高，且實現(xiàn)了煉鋼的連續(xù)生產(chǎn)，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，是未來鋼鐵冶煉發(fā)展的重要方向。
【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法的工藝流程簡圖。
[0043]其中:1、布料裝置;2、微波還原爐；201、預(yù)熱區(qū)；202、還原區(qū)；203、第一煤氣出口；301、上排微波加熱裝置;302、中排微波加熱裝置;303、下排微波加熱裝置;4、導(dǎo)氣管；5、氣體分配器;501、進氣管道;502、排氣管道;6、排料閥；7、感應(yīng)熔分爐；701、固相區(qū)；702、軟熔區(qū)；703、爐渣區(qū)；704、鋼液區(qū)；705、第二煤氣出口；801、上排電磁感應(yīng)加熱裝置;802、下排電磁感應(yīng)加熱裝置;9、出渣口； 10、出鋼口。
【具體實施方式】
[0044]為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0045]實施例1
[0046]如圖1所示，本實施例的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水裝置，包括煉鋼爐本體，所述的煉鋼爐本體包括上部的微波還原爐2和下部的感應(yīng)熔分爐7，微波還原爐2用于對含碳球團進行加熱還原，感應(yīng)熔分爐7用于進行渣鐵熔分反應(yīng)，且微波還原爐2與感應(yīng)熔分爐7之間通過排料閥6相連通，實現(xiàn)了含碳球團還原與渣鐵熔分反應(yīng)的完全隔離，感應(yīng)熔分爐7中基本不發(fā)生還原反應(yīng)，從而能夠防止含碳球團還原產(chǎn)生的⑶氣體對爐渣產(chǎn)生影響，避免了含碳球團在熔池中還原時產(chǎn)生大量氣泡，提高了爐內(nèi)的透氣性，能夠有效解決爐渣泡沫化的難題，利于渣鐵熔分。本實施例中通過控制排料閥6的開關(guān)便于控制含碳球團的還原時間，保證含碳球團的充分還原，從而使含碳球團還原后的金屬化率得到明顯提高，保證后續(xù)所得鋼水的質(zhì)量符合要求，且能夠?qū)崿F(xiàn)微波還原爐2的連續(xù)或間歇裝、排料。本實施例的排料閥6選用螺旋排料閥，通常處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在連續(xù)或間歇排料時開放。
[0047]本實施例中由于正常工作狀態(tài)下微波還原爐2和感應(yīng)熔分爐7之間相互隔絕，上部還原好的高溫含碳球團下降到下部感應(yīng)熔分爐7時，還會被下部熔池的輻射傳熱所加熱并繼續(xù)進行自還原，到達熔池前能夠基本實現(xiàn)鐵的全部還原且溫度可達到1400 °C以上，故對下部渣溫不會造成較大影響，解決了由于傳統(tǒng)感應(yīng)爐或電爐加熱廢鋼等含鐵爐料時爐渣外表面處于空氣中或爐渣上部空間較大，渣表面向外散熱大，容易引起渣涼的問題，本發(fā)明中渣涼問題不復(fù)存在。
[0048]本實施例的微波還原爐2的頂部設(shè)有布料口，布料口與布料裝置I相連，且該布料裝置I與爐體外部皮帶上料機相連。上述微波還原爐2包括上部的預(yù)熱區(qū)201和中下部的還原區(qū)202，預(yù)熱區(qū)201和還原區(qū)202對應(yīng)的爐體四周均設(shè)有微波加熱裝置，微波加熱裝置的數(shù)量具體可根據(jù)爐體高度等實際情況進行確定，通過預(yù)熱區(qū)201對進入微波還原爐2的含碳球團進行預(yù)熱，通過還原區(qū)202對含碳球團進行加熱還原，且微波加熱裝置的加熱頻率為2400MHz、輸出功率為15kW。
[0049]所述微波還原爐2為I個或I個以上，具體可根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行設(shè)置，本實施例中微波還原爐2的個數(shù)為I個。上述微波還原爐2的頂部設(shè)有第一煤氣出口 203，感應(yīng)熔分爐7的頂部設(shè)有第二煤氣出口 705，第一煤氣出口 203、第二煤氣出口 705均通過進氣管道501與氣體分配器5相連，通過上述第一煤氣出口 203與第二煤氣出口 705分別使微波還原爐2及感應(yīng)熔分爐7內(nèi)的CO及時排出，從而進一步避免了爐渣泡沫化的問題，且通過氣體分配器5能夠?qū)崿F(xiàn)高純煤氣資源的回收利用，從而防止CO氣體直接排放至空氣中造成環(huán)境污染。本實施例中氣體分配器5通過排氣管道502與微波還原爐2側(cè)壁底部的煤氣進口相連，從而一方面實現(xiàn)了對CO氣體的循環(huán)回收利用，另一方面通過還原產(chǎn)生的高溫CO氣體能夠?qū)M入微波還原爐的含碳球團進行預(yù)熱，有利于節(jié)約能源和生產(chǎn)成本。
[0050]本實施例中微波還原爐2的內(nèi)部設(shè)有沿其中心豎向分布的導(dǎo)氣管4，所述的排氣管道502與該導(dǎo)氣管4相連。通過上述導(dǎo)氣管4對高溫CO氣體進行導(dǎo)向，使熱量伴隨CO氣體沿微波還原爐2的中心向上運動，從而對含碳球團內(nèi)部進行加熱，避免了由于受微波加熱深度的限制，微波還原爐2中部的含碳球團易還原不充分，掉落進入渣中影響鋼水質(zhì)量的問題，保證了整個微波還原爐2內(nèi)部含碳球團的完全、充分還原，進一步提高了含碳球團還原后的金屬化率，保證了所得鋼水的質(zhì)量。
[0051]值得說明的是，發(fā)明人多年來一直致力于直接煉鋼裝置和工藝的研究，發(fā)明人通過大量實驗研究出一種連續(xù)直接煉鋼裝置，具體見申請日為2015年07月29日，申請?zhí)枮?01510465009.4的中國專利，該申請案通過控制配加的鐵礦粉和煤粉的質(zhì)量來控制加入的含碳球團的C/0摩爾比，從而實現(xiàn)了對鋼水中[C]含量的控制，熔池中的渣鐵不需再進行吹煉便可直接得到鋼水，打破了現(xiàn)有技術(shù)中冶煉鋼水須進行吹煉的技術(shù)認(rèn)知，使含碳球團能夠一步直接生產(chǎn)出液態(tài)鋼水，精簡了傳統(tǒng)的含鐵礦物-鐵水或直接還原鐵-鋼水的工藝。該申請案還通過使還原過程中產(chǎn)生的CO氣體排至煉鋼爐外，從而在一定程度上能夠減緩煉鋼爐內(nèi)爐渣泡沫化的問題，但發(fā)明人在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，該申請案中煉鋼爐內(nèi)爐渣泡沫化的問題仍較嚴(yán)重，且由于受微波加熱深度的限制，微波加熱深度通常只有200-300m，在保證產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，含碳球團，尤其是煉鋼爐內(nèi)部中間的含碳球團易還原不充分，從而導(dǎo)致含碳球團還原后的金屬化率較低，最終所得鋼水的質(zhì)量難以滿足高質(zhì)量產(chǎn)品的要求。上述問題是困擾發(fā)明人的最大問題，也是鋼鐵冶煉行業(yè)中亟需解決的重要問題。
[0052]發(fā)明人針對上述申請案存在的問題，在接下來的一年時間里又進行了大量實驗研究，終于得出了本發(fā)明的技術(shù)方案，通過將上部微波還原爐2與感應(yīng)熔分爐7完全隔開，并在微波還原爐2與感應(yīng)熔分爐7的頂部設(shè)置煤氣出口，從而可以有效解決爐渣泡沫化的難題，顯著提高了爐內(nèi)的透氣性，保證了冶煉的質(zhì)量。本發(fā)明通過將上部微波還原爐2與感應(yīng)熔分爐7完全隔開，還可以對含碳球團的還原時間及還原率進行有效控制，保證含碳球團的充分還原;通過導(dǎo)氣管4的設(shè)置一方面實現(xiàn)了 CO氣體的循環(huán)回收利用，另一方面利用高溫CO氣體的熱量能夠?qū)记驁F內(nèi)部進行有效加熱，從而克服了微波還原爐2內(nèi)部中間的含碳球團還原不充分的不足，進一步保證了含碳球團的充分、完全還原，含碳球團的還原率可達到85%以上。
[0053]本實施例的感應(yīng)熔分爐7包括固相區(qū)701、軟熔區(qū)702和渣鐵熔分區(qū)，其中，所述的渣鐵熔分區(qū)包括爐渣區(qū)703和鋼液區(qū)704，爐渣區(qū)703對應(yīng)的爐體一側(cè)爐墻上設(shè)有出渣口9，在鋼液區(qū)704對應(yīng)的爐體另一側(cè)爐墻上設(shè)有出鋼口 10。通過感應(yīng)熔分爐7爐體周圍設(shè)置的電磁感應(yīng)加熱裝置對還原后的含碳球團進行深度加熱并軟熔，含碳球團在熔池中發(fā)生渣鐵熔融分離，同時電磁加熱對熔池進行強烈的電磁攪拌，保證了熔池中爐渣良好的流動性，避免了爐渣遇冷使得流動性變差的難題，為放渣出鋼做好了鋪墊作用。此外，采用電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱，加熱速度較快，還可以避免傳統(tǒng)中使用石墨電極加熱帶來的鐵水滲碳問題，由于通過控制含碳球團中的C/0摩爾比即可直接控制出鋼鋼水的[C]含量，因此不需再進行吹煉脫氧、二次脫碳處理，使直接煉鋼裝置得到了進一步簡化。最后將獲得的液態(tài)鋼水和爐渣分別直接從出鋼口 10和出渣口 9排出，經(jīng)放渣出鋼后，感應(yīng)熔分爐7的料柱就會下降，上部微波還原爐2定期補充新的還原球團礦，從而完成連續(xù)加料、放渣、出鋼的作業(yè)，真正實現(xiàn)超短流程的直接煉鋼或一步煉鋼。本實施例的電磁感應(yīng)加熱裝置選用中頻加熱裝置，其加熱頻率為300Hz、輸出功率2900kW。
[0054]應(yīng)用上述微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水裝置，本實施例的微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其工藝流程簡圖如圖2所示，其具體步驟為:
[0055]步驟一、含碳球團的裝入和預(yù)熱:
[0056]通過爐體外部皮帶上料機將含碳球團輸送至布料裝置I，通過布料裝置I將含碳球團由微波還原爐2頂部的布料口布入微波還原爐2，含碳球團進入預(yù)熱區(qū)201后，通過微波加熱裝置及上升的CO氣流對含碳球團進行預(yù)熱處理，為后續(xù)還原反應(yīng)做準(zhǔn)備。
[0057]所述的含碳球團由如下質(zhì)量百分比的組分組成:鐵精粉80-85%、煤粉12%_18%和粘結(jié)劑2%_3%，且含碳球團的堿度為1.0-1.2，碳氧摩爾比為0.7-1.0，粒徑為12-15111111。本實施例的含碳球團由如下質(zhì)量百分比含量的組分組成:鐵精粉85 %、煤粉12 %和粘結(jié)劑3 %，其中，鐵精粉中TFe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為73 %，S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.8%、P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8 %。所用煤粉的固定碳含量為83%，粘結(jié)劑選用膨潤土。上述含碳球團的具體制備方法為:將鐵精粉、煤粉和粘結(jié)劑按上述質(zhì)量百分比含量稱量后進行混合并磨細(xì)至-200目，然后制成含碳球團并篩分，最后所得含碳球團的堿度為I.0，碳氧摩爾比為0.7，粒度為14mm。
[0058]步驟二、含碳球團的還原:
[0059]經(jīng)預(yù)熱后的含碳球團進入還原區(qū)202，通過微波加熱裝置將含碳球團持續(xù)加熱至1100°C，使其發(fā)生還原反應(yīng)，鐵精粉中鐵的氧化物被煤粉中的碳直接還原，產(chǎn)生的CO通過微波還原爐2頂部的第一煤氣出口 203排出裝置，經(jīng)氣體分配器5收集處理后通過排氣管道502通入微波還原爐2內(nèi)部，從而一方面實現(xiàn)了CO的循環(huán)回收利用，有利于節(jié)約能源，減少環(huán)境污染;另一方面通過高溫CO氣體對進入微波還原爐2的含碳球團進行預(yù)熱，有利于節(jié)約能源和生產(chǎn)成本。本實施例中通過導(dǎo)氣管4的設(shè)置能夠?qū)Ω邷谻O氣體進行導(dǎo)向，使熱量伴隨CO氣體沿微波還原爐2的中心向上運動，從而能夠?qū)€原區(qū)202中心的含碳球團內(nèi)部進行加熱，保證含碳球團的充分還原。本實施例中預(yù)還原反應(yīng)的時間為22分鐘，含碳球團經(jīng)預(yù)還原后的金屬化率為85%，且該微波加熱裝置的加熱頻率為2400MHz、輸出功率為15kW。
[0060]步驟三、鋼浴熔池的形成:
[0061]在冶煉第一爐鋼液前向感應(yīng)熔分爐7中加入廢鋼，通過電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱，在感應(yīng)熔分爐7內(nèi)預(yù)先形成鋼浴熔池；
[0062]步驟四、渣鐵熔分反應(yīng):
[0063]打開排料閥6，使還原后的含碳球團進入感應(yīng)熔分爐7，通過電磁感應(yīng)加熱裝置對還原后的含碳球團進行深度加熱并軟熔，含碳球團在熔池中發(fā)生渣鐵熔融分離，同時電磁加熱對熔池進行強烈的電磁攪拌，保證了熔池中爐渣良好的流動性，避免了爐渣遇冷使得流動性變差的難題，為放渣出鋼做好了鋪墊作用。本實施例中渣鐵熔分反應(yīng)的溫度為1550°C，時間為21min。此外，采用電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱，加熱速度較快，還可以避免傳統(tǒng)中使用石墨電極加熱帶來的鐵水滲碳問題，由于通過控制含碳球團中的C/0摩爾比即可直接控制出鋼鋼水的[C]含量，因此不需再進行吹煉脫氧、二次脫碳處理，使直接煉鋼裝置得到了進一步簡化。
[0064]最后將獲得的液態(tài)鋼水和爐渣分別直接從出鋼口10和出渣口9排出，經(jīng)放渣出鋼后，感應(yīng)熔分爐7的料柱就會下降，上部微波還原爐2定期補充新的還原球團礦，從而完成連續(xù)加料、放渣、出鋼的作業(yè)，真正實現(xiàn)超短流程的直接煉鋼或一步煉鋼，上述感應(yīng)熔分爐7中含碳球團進一步還原產(chǎn)生的CO氣體通過第二煤氣出口 705及時排出，從而有效防止了爐內(nèi)透氣性惡化、破壞高溫還原的溫度場和反應(yīng)的動力學(xué)條件，有利于渣鐵熔分和出鋼。
[0065]本實施例中電磁感應(yīng)加熱裝置702選用中頻加熱裝置，其加熱頻率為300Hz、輸出功率2900鼎，最后得到的鋼水成分為[(:]0.027%、[5丨]0.011%、[]\111]0.015%、[5]0.16%、[P]0.15%。由于本實施例中通過控制配加的鐵礦粉和煤粉的質(zhì)量來控制加入的含碳球團的C/0摩爾比，從而實現(xiàn)了對鋼水中[C]含量的控制，熔池中的渣鐵不需再進行吹煉便可直接得到鋼水，打破了現(xiàn)有技術(shù)中冶煉鋼水須進行吹煉的技術(shù)認(rèn)知，使含碳球團能夠一步直接生產(chǎn)出液態(tài)鋼水，精簡了傳統(tǒng)的含鐵礦物一鐵水或直接還原鐵一鋼水的工藝，生產(chǎn)效率高，且得到的鋼水成分完全符合要求。
[0066]實施例2
[0067]本實施例的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水裝置基本同實施例1，其區(qū)別在于以下幾個方面:本實施例中微波還原爐2的個數(shù)為3個，從而能夠顯著提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能，克服了僅設(shè)置一個微波還原爐2時，生產(chǎn)進度受微波還原爐2工作狀態(tài)波動的影響較大的不足，且當(dāng)含碳球團的投入量相同時，通過設(shè)置多個微波還原爐2，能夠進一步保證含碳球團內(nèi)部進行充分還原，有利于提高含碳球團的還原率和還原效率。
[0068]本實施例的微波加熱裝置為3排，預(yù)熱區(qū)201對應(yīng)的爐體四周設(shè)有上排微波加熱裝置301，用于預(yù)熱含碳球團料柱，還原區(qū)202對應(yīng)的爐體上部設(shè)有中排微波加熱裝置302，該還原區(qū)202對應(yīng)的爐體下部設(shè)有下排微波加熱裝置303，為含碳球團的升溫和還原提供熱量。所述微波還原爐2的下部設(shè)計為圓臺狀結(jié)構(gòu)，即在該圓臺狀結(jié)構(gòu)對應(yīng)的爐體四周設(shè)置下排微波加熱裝置303，且該圓臺狀結(jié)構(gòu)下底面的半徑小于其上底面的半徑，從而便于微波還原爐2下部氣流的分散，進一步保證了含碳球團的充分加熱還原，有利于提高球團還原的金屬化率，且有助于球團下降到排料閥6的控制，保證了球團的正常下料。
[0069]本實施例的電磁感應(yīng)加熱裝置為兩排，固相區(qū)701和軟熔區(qū)702對應(yīng)的爐體四周設(shè)有上排電磁感應(yīng)加熱裝置801，渣鐵熔分區(qū)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有下排電磁感應(yīng)加熱裝置802，通常日常生產(chǎn)僅使用下排感應(yīng)加熱裝置802，上排感應(yīng)加熱裝置801只在清理上部爐墻和需要強化生產(chǎn)時才開啟。還需要值得注意的是，冶煉爐爐膛內(nèi)壁的粘接也一直是鋼鐵冶煉領(lǐng)域中存在的難題，目前仍沒有很好的解決辦法，現(xiàn)有技術(shù)中通過需要停止生產(chǎn)對爐墻進行人工清理，從而嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。本實施例僅通過啟動上排電磁感應(yīng)加熱裝置801進行間歇加熱，即能夠?qū)Ω袘?yīng)熔分爐7上部爐墻聚積的粘接物進行有效清理，克服了現(xiàn)有技術(shù)中需停止生產(chǎn)對爐墻進行人工清理的不足，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了生產(chǎn)效率。
[0070]本實施例的微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其步驟為:
[0071]步驟一、含碳球團的裝入和預(yù)熱:
[0072]通過爐體外部皮帶上料機將含碳球團輸送至布料裝置I，通過布料裝置I將含碳球團由微波還原爐2頂部的布料口布入微波還原爐2，含碳球團進入預(yù)熱區(qū)201后，通過上排微波加熱裝置301及上升的CO氣流對含碳球團進行預(yù)熱處理，為后續(xù)還原反應(yīng)做準(zhǔn)備。
[0073]本實施例中的含碳球團由如下質(zhì)量百分比含量的組分組成:鐵精粉83.5%、煤粉14%和粘結(jié)劑2.5 %，其中，鐵精粉中TFe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70 %，S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0 %，P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%;所用煤粉的固定碳含量為82%，粘結(jié)劑選用膨潤土。含碳球團的具體制備方法為:將鐵精粉、煤粉和粘結(jié)劑按上述質(zhì)量百分比含量稱量后進行混合并磨細(xì)至-200目，然后制成含碳球團并篩分，最后所得含碳球團的堿度為I.I，碳氧摩爾比為0.9，粒度為12mm。
[0074]步驟二、含碳球團的還原:
[0075]經(jīng)預(yù)熱后的含碳球團進入還原區(qū)202，通過中排微波加熱裝置302及下排微波加熱裝置303將含碳球團持續(xù)加熱至1200°C，使其發(fā)生還原反應(yīng)，鐵精粉中鐵的氧化物被煤粉中的碳直接還原，產(chǎn)生的CO通過微波還原爐2頂部的第一煤氣出口 203排出裝置，經(jīng)氣體分配器5收集處理后通過排氣管道502通入微波還原爐2內(nèi)部。本實施例中通過導(dǎo)氣管4的設(shè)置能夠?qū)Ω邷谻O氣體進行導(dǎo)向，使熱量伴隨CO氣體沿微波還原爐2的中心向上運動，從而能夠?qū)€原區(qū)202中心的含碳球團內(nèi)部進行加熱，保證含碳球團的充分還原。本實施例中預(yù)還原反應(yīng)的時間為20分鐘，含碳球團經(jīng)預(yù)還原后的金屬化率為87%，且該微波加熱裝置的加熱頻率為2500MHz，輸出功率為12kW。
[0076]步驟三、鋼浴熔池的形成:
[0077]在冶煉第一爐鋼液前向感應(yīng)熔分爐7中加入廢鋼，通過電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱，在感應(yīng)熔分爐7內(nèi)預(yù)先形成鋼浴熔池。
[0078]步驟四、渣鐵熔分反應(yīng):
[0079]打開排料閥6，使還原后的含碳球團進入感應(yīng)熔分爐7，通過下排電磁感應(yīng)加熱裝置802對還原后的含碳球團進行深度加熱并軟熔，含碳球團在熔池中發(fā)生渣鐵熔融分離。本實施例中渣鐵熔分反應(yīng)的溫度為1570°C，時間為19min。
[0080]最后將獲得的液態(tài)鋼水和爐渣分別直接從出鋼口10和出渣口9排出，經(jīng)放渣出鋼后，感應(yīng)熔分爐7的料柱就會下降，上部微波還原爐2定期補充新的還原球團礦，從而完成連續(xù)加料、放渣、出鋼的作業(yè)，真正實現(xiàn)超短流程的直接煉鋼或一步煉鋼，上述感應(yīng)熔分爐7中含碳球團進一步還原產(chǎn)生的CO氣體通過第二煤氣出口 705及時排出。本實施例中電磁感應(yīng)加熱裝置702選用中頻加熱裝置，其加熱頻率為200Hz、輸出功率3200kW，最后得到的鋼水成*S[C]0.87%、[Si]0.022%、[Mn]0.029%，[S]0.17%、[P]0.11%。
[0081]當(dāng)感應(yīng)熔分爐7上部爐墻發(fā)生粘接時，開啟上排電磁感應(yīng)加熱裝置801進行加熱，從而能夠?qū)t墻進行清理，克服了現(xiàn)有技術(shù)中需停止生產(chǎn)對爐墻進行人工清理的不足，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。
[0082]實施例3
[0083]本實施例的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水裝置基本同實施例2，其區(qū)別在于以下幾個方面:本實施例中微波還原爐2的個數(shù)為2個;所述的導(dǎo)氣管4為多個，均沿平行于微波還原爐2的軸向均勻分布，從而能夠進一步保證對含碳球團內(nèi)部進行均勻加熱，保證還原充分、完全進行。
[0084]本實施例的微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其步驟為:
[0085]步驟一、含碳球團的裝入和預(yù)熱:
[0086]通過爐體外部皮帶上料機將含碳球團輸送至布料裝置I，通過布料裝置I將含碳球團由微波還原爐2頂部的布料口布入微波還原爐2，含碳球團進入預(yù)熱區(qū)201后，通過上排微波加熱裝置301及上升的CO氣流對含碳球團進行預(yù)熱處理，為后續(xù)還原反應(yīng)做準(zhǔn)備。
[0087]本實施例中的含碳球團由如下質(zhì)量百分比含量的組分組成:鐵精粉81.5%、煤粉16%和粘結(jié)劑2.5%，其中，鐵精粉中TFe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67%、S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%;所用煤粉的固定碳含量為85%，粘結(jié)劑選用膨潤土。含碳球團的具體制備方法為:將鐵精粉、煤粉和粘結(jié)劑按上述質(zhì)量百分比含量稱量后進行混合并磨細(xì)至-200目，然后制成含碳球團并篩分，最后所得含碳球團的堿度為I.2，碳氧摩爾比為0.9，粒度為12mm。
[0088]步驟二、含碳球團的還原:
[0089]經(jīng)預(yù)熱后的含碳球團進入還原區(qū)202，通過中排微波加熱裝置302及下排微波加熱裝置303將含碳球團持續(xù)加熱至1250°C，使其發(fā)生還原反應(yīng)。本實施例中通過多個導(dǎo)氣管4的設(shè)置對高溫CO氣體進行導(dǎo)向，能夠使CO氣體沿微波還原爐2的軸向均勻向上運動，從而能夠?qū)€原區(qū)202內(nèi)部的含碳球團進行均勻加熱，進一步保證了保證含碳球團的充分還原。本實施例中預(yù)還原反應(yīng)的時間為22分鐘，含碳球團經(jīng)預(yù)還原后的金屬化率為89%，且該微波加熱裝置的加熱頻率為2450MHz，輸出功率為14kW。
[0090]步驟三、鋼浴熔池的形成:
[0091]在冶煉第一爐鋼液前向感應(yīng)熔分爐7中加入廢鋼，通過電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱，在感應(yīng)熔分爐7內(nèi)預(yù)先形成鋼浴熔池。
[0092]步驟四、渣鐵熔分反應(yīng):
[0093]打開排料閥6，使還原后的含碳球團進入感應(yīng)熔分爐7，通過下排電磁感應(yīng)加熱裝置802對還原后的含碳球團進行深度加熱并軟熔，含碳球團在熔池中發(fā)生渣鐵熔融分離，最后將獲得的液態(tài)鋼水和爐渣分別直接從出鋼口 1和出渣口 9排出。本實施例中渣鐵熔分反應(yīng)的溫度為1580°C，時間為20min，電磁感應(yīng)加熱裝置的加熱頻率為500Hz、輸出功率2800kW。本實施例最終得到的鋼水成分為[C]0.56%，[Si]0.043%、[Mn]0.035%，[S]0.13%、[Ρ]0.13%ο
[0094]實施例4
[0095]本實施例的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水裝置同實施例3。
[0096]本實施例的微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其步驟為:
[0097]步驟一、含碳球團的裝入和預(yù)熱:
[0098]通過爐體外部皮帶上料機將含碳球團輸送至布料裝置I，通過布料裝置I將含碳球團由微波還原爐2頂部的布料口布入微波還原爐2，含碳球團進入預(yù)熱區(qū)201后，通過上排微波加熱裝置301及上升的CO氣流對含碳球團進行預(yù)熱處理，為后續(xù)還原反應(yīng)做準(zhǔn)備。
[0099]本實施例中的含碳球團由如下質(zhì)量百分比含量的組分組成:鐵精粉80%、煤粉18 %和粘結(jié)劑2 %，其中，鐵精粉中TFe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65 %、S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6 %、P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%;所用煤粉的固定碳含量為83%，粘結(jié)劑選用膨潤土。含碳球團的具體制備方法為:將鐵精粉、煤粉和粘結(jié)劑按上述質(zhì)量百分比含量稱量后進行混合并磨細(xì)至-200目，然后制成含碳球團并篩分，最后所得含碳球團的堿度為I.2，碳氧摩爾比為1.0，粒度為15mm。
[0100]步驟二、含碳球團的還原:
[0101]經(jīng)預(yù)熱后的含碳球團進入還原區(qū)202，通過中排微波加熱裝置302及下排微波加熱裝置303將含碳球團持續(xù)加熱至1150°C，使其發(fā)生還原反應(yīng)。本實施例中通過多個導(dǎo)氣管4的設(shè)置對高溫CO氣體進行導(dǎo)向，能夠使CO氣體沿微波還原爐2的軸向均勻向上運動，從而能夠?qū)€原區(qū)202內(nèi)部的含碳球團進行均勻加熱，進一步保證了保證含碳球團的充分還原。本實施例中預(yù)還原反應(yīng)的時間為20分鐘，含碳球團經(jīng)預(yù)還原后的金屬化率為92%，且該微波加熱裝置的加熱頻率為2500MHz，輸出功率為13kW。
[0102]步驟三、鋼浴熔池的形成:
[0103]在冶煉第一爐鋼液前向感應(yīng)熔分爐7中加入廢鋼，通過電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱，在感應(yīng)熔分爐7內(nèi)預(yù)先形成鋼浴熔池。
[0104]步驟四、渣鐵熔分反應(yīng):
[0105]打開排料閥6，使還原后的含碳球團進入感應(yīng)熔分爐7，通過下排電磁感應(yīng)加熱裝置802對還原后的含碳球團進行深度加熱并軟熔，含碳球團在熔池中發(fā)生渣鐵熔融分離，最后將獲得的液態(tài)鋼水和爐渣分別直接從出鋼口 1和出渣口 9排出。本實施例中渣鐵熔分反應(yīng)的溫度為1575°C，時間為20min，電磁感應(yīng)加熱裝置的加熱頻率為400Hz、輸出功率31001^。本實施例中最終得到的鋼水成分為[(:]1.26%、[3丨]0.061%、[]\111]0.068%、[3]0.13%、[Ρ]0.14%ο
【主權(quán)項】
1.一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:其步驟為: 步驟一、含碳球團的裝入和預(yù)熱: 將含碳球團由微波還原爐(2)頂部的布料口布入微波還原爐(2)，含碳球團進入預(yù)熱區(qū)(201)后進行預(yù)熱處理； 步驟二、含碳球團的還原: 經(jīng)預(yù)熱后的含碳球團進入還原區(qū)(202)，通過微波加熱裝置進行加熱還原； 步驟三、鋼浴熔池的形成: 在冶煉第一爐鋼液前向感應(yīng)熔分爐(7)中加入廢鋼，通過電磁感應(yīng)加熱裝置進行加熱，在感應(yīng)熔分爐(7)內(nèi)預(yù)先形成鋼浴熔池。 步驟四、渣鐵熔分反應(yīng): 打開微波還原爐(2)底部的排料閥(6)，使還原后的含碳球團進入感應(yīng)熔分爐(7)，在感應(yīng)熔分爐(7)內(nèi)發(fā)生軟熔，并滴落進入渣鐵熔分區(qū)進行渣鐵熔分。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:步驟二中含碳球團的還原溫度為1100-1250 °C，還原時間為18-22分鐘;步驟四中渣鐵熔分反應(yīng)的溫度為1550-1600°C，時間為19-21min。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:所述的微波還原爐(2)位于感應(yīng)熔分爐(7)的上方，且微波還原爐(2)與感應(yīng)熔分爐(7)之間通過排料閥(6)相連通;通過微波還原爐(2)對含碳球團進行加熱還原，通過感應(yīng)熔分爐(7)進行渣鐵熔分反應(yīng);上述微波還原爐(2)包括上部的預(yù)熱區(qū)(201)和中下部的還原區(qū)(202)，且預(yù)熱區(qū)(201)和還原區(qū)(202)對應(yīng)的爐體四周均設(shè)有微波加熱裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:所述的微波還原爐(2)為一個或一個以上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:所述微波還原爐(2)的頂部設(shè)有第一煤氣出口(203)，所述感應(yīng)熔分爐(7)的頂部設(shè)有第二煤氣出口(705)，第一煤氣出口(203)、第二煤氣出口(705)均通過進氣管道(501)與氣體分配器(5)相連，所述的氣體分配器(5)通過排氣管道(502)與微波還原爐(2)側(cè)壁底部的煤氣進口相連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:所述微波還原爐(2)的內(nèi)部下側(cè)設(shè)有導(dǎo)氣管(4)，所述的排氣管道(502)與該導(dǎo)氣管(4)相連。7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:所述微波還原爐(2)的下部設(shè)計為圓臺狀結(jié)構(gòu)，且該圓臺狀結(jié)構(gòu)下底面的半徑小于其上底面的半徑。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:所述預(yù)熱區(qū)(201)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有上排微波加熱裝置(301)，所述還原區(qū)(202)對應(yīng)的爐體上部設(shè)有中排微波加熱裝置(302)，該還原區(qū)(202)對應(yīng)的爐體下部設(shè)有下排微波加熱裝置(303)，且微波加熱裝置的加熱頻率為2400-2500MHZ、輸出功率為12-15kW。9.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:所述的感應(yīng)熔分爐(7)包括固相區(qū)(701)、軟熔區(qū)(702)和渣鐵熔分區(qū)，其中，固相區(qū)(701)和軟熔區(qū)(702)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有上排電磁感應(yīng)加熱裝置(801)，渣鐵熔分區(qū)對應(yīng)的爐體四周設(shè)有下排電磁感應(yīng)加熱裝置(802)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種微波與感應(yīng)加熱含碳球團連續(xù)生產(chǎn)鋼水方法，其特征在于:所述的電磁感應(yīng)加熱裝置選用中頻加熱裝置，其加熱頻率為200-500HZ、輸出功率2800-3200kWo
【文檔編號】C21B13/00GK105950810SQ201610305595
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】楊佳龍, 李家新, 郭其飛, 楊建 , 張春雷, 陳小龍, 相冬文, 賈曉穎, 楊樂彪, 佘文文, 孟慶民, 狄瞻霞
【申請人】安徽工業(yè)大學(xué)