一種煉鋼裝置及方法
【專利摘要】本發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、軟熔區和熔融區，所述熔融區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連通，所述排氣管與預還原區連通。本發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。本發明縮短了鋼鐵冶煉工藝流程，減少了中間物料倒運環節，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，但是目前工業生產中并未有由鐵礦石直接煉鋼的短流程工藝出現。
[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。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發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，達到了節能減排的目的。
[0005]本發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、軟熔區和熔融區，所述熔融區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連通，所述排氣管與預還原區連通。
[0006]進一步，所述排氣管與預還原區中下部連通。
[0007]進一步，所述軟熔區前端設有過渡區，所述過渡區入口端與預還原區出口端連通，所述進氣管與過渡區下部連通。
[0008]進一步，所述預還原區為豎爐。
[0009]進一步,所述電極數量為至少I個。
[0010]進一步，所述熔劑噴槍數量為至少I個。
[0011]進一步，所述預還原區設有輔助還原性氣體供氣管。
[0012]本發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中，同時還原性氣體處理裝置從過渡區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，與燒結礦或球團礦物料發生還原反應，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并在自身重力作用下下降進入軟熔區，在高溫煙氣和熔融鋼液的作用下金屬化球團軟熔并繼續下降進入熔融區，金屬化球團通過設置在熔融區的電極通電產生的電弧熱進行熔化，并通過設置在熔融區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]本發明的有益效果在于:本發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節，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、環保性和社會效益。【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了使發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中:
[0016]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0018]如圖所示，本發明的一種煉鋼裝置，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1、軟熔區3和熔融區4，所述熔融區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3連通，所述排氣管9與預還原區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生還原反應。
[0020]本實施例中，所述軟熔區3前端設有過渡區2，所述過渡區2入口端與預還原區I出口端連通，所述進氣管8與過渡區2下部連通。燒結礦或球團礦物料在過渡區2進行緩沖，逐步下降至軟熔區3。所述過渡區2與地面水平夾角α為O。~90°，所述軟熔區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I為豎爐。
[0022]本實施例中，所述電極5數量為至少I個，根據實際工況進行設置數量。
[0023]本實施例中，所述熔劑噴槍6數量為至少I個，根據實際工況進行設置數量，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I燒結礦或球團礦物料發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I進行供氣，滿足還原反應的正常進行。
[0025]本發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I中，同時還原性氣體處理裝置7從過渡區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1，與燒結礦或球團礦物料發生還原反應，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2并在自身重力作用下下降進入軟熔區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下降進入熔融區4，金屬化球團通過設置在熔融區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明的技術方案而非限制，盡管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，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、軟熔區和熔融區，所述熔融區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連通，所述排氣管與預還原區連通。
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:所述軟熔區前端設有過渡區，所述過渡區入口端與預還原區出口端連通，所述進氣管與過渡區下部連通。
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中，同時還原性氣體處理裝置從過渡區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，與燒結礦或球團礦物料發生還原反應，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并在自身重力作用下下降進入軟熔區，在高溫煙氣和熔融鋼液的作用下金屬化球團軟熔并繼續下 降進入熔融區，金屬化球團通過設置在熔融區的電極通電產生的電弧熱進行熔化，并通過設置在熔融區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 優先權日:2013年12月20日
【發明者】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