專利名稱：球團海綿鐵電弧熔融煉鋼爐的制作方法
技術領域：
本發明系屬于以球團海棉鐵為原料的電冶金裝置。電弧爐煉鋼，自19世紀末問世以來，一直是主要產鋼國生產優鋼的主要手段。一個世紀以來，電弧爐在自我完善和發展過程中，為滿足人類對優鋼和高級合金鋼的需要作出了重大貢獻，但是，電弧爐以電為能源，以鋼鐵料為爐料，產量低、電耗大、冶煉時間長、生產成本高，是世人公認的老大難問題。
近年來隨著優鋼需求量的增長，鋼鐵料的短缺，重要的是社會廢鋼質量低下，滿足不了生產優鋼的需要，相比之下海棉鐵含碳低，化學成份穩定，有害雜質少，易熔化、噪聲小，有利于節電增產。因此，電弧爐用海棉鐵煉鋼，有所增長，但是由于傳統的海棉鐵生產方法，投資大，生產成本高，建一座迴轉窯前設鏈篦機的海棉鐵生產線，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，要經過水淬、降溫、造塊后才能送電爐煉鋼，不僅生產方式普及率低，數量上滿足不了需要，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勢未能體現出來。其原因除傳統海棉鐵生產方式有一定局限性而外，煉鋼技術工藝的不適應也是個重要因素。
“立式球團海棉鐵連續生產爐”問世，為廣泛利用低品位礦大規模生產廉價的球團海棉鐵，提供了具有重大現實意義和實用價值的新工藝新技術新方法。剩下的是煉鋼如何改造的問題。
本發明的目的是提供一種以球團海棉鐵為爐料，以煉鋼余熱和電為能源的電弧熔融煉鋼裝置。
本發明是將球團海棉鐵生產，電弧加熱熔融和電弧煉鋼等幾個主要部分，按著物質轉換規律及其必不可少的寅化條件，組合在一起的統一體一“球團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，但彼此促進互為補充無逆反作用，即可把球團礦直接還原成低碳高強度球圃海棉鐵，又能將高溫球團海棉鐵通過電加熱迅速熔融并冶煉成鋼，確實是個高產低耗，多功能的球團礦直接還原煉鋼體系。
“球團海棉鐵電弧熔融煉鋼爐”各主要組成部分及其技術特征是[1]電弧精煉爐除爐蓋圈下，短綱另一側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，其它結構、工藝設備、冶煉操作等均與電弧爐同，為區別其在該系統中不化料，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煙道料倉相通的電爐，它在該系統中，主要擔負著化料，并向精煉爐輸送熔融液體鋼水和向外排渣的任務。電弧精煉爐前設置電弧熔融爐，完全為了整個系統生產的連續性和穩定性，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，提高產量，降低電耗，是球團海棉鐵電弧熔融煉鋼必不可少的組成部分。高溫煙道料倉是個鋼殼帶襯，大斷面豎直余熱煙道，下部與“電弧熔融爐”連通，底部向上2米處通過料封進料管與“球團海棉鐵連續生產爐”下料管對接，進料口向上有2米高的自由空間，自由空間上部有熱風管向“立式球團海棉鐵連續生產爐”“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，余熱煙囪內壁由預熱風管帷成，冷風在此預熱后，向“立式球圃海棉鐵連續生產爐”加熱煤燃燒室強制供熱風，提高供熱穿透性或燒透性，料倉底部有往復式推料機。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，被往復推料機推入電弧熔融爐熔池，用2800℃左右的高溫電弧(電極附近溫度)迅速強化熔融。“立式球團海棉鐵連續生產爐”由煅燒喉口、烙燒爐和煤浴爐三個部分組成，接規定成型的球圃礦，送入“立式球團海棉鐵連續生產爐”后，經過強化煅燒、高溫焙燒，形成高溫高強度球團，經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，緩緩運行長達24小時左右時間，近行大比面動態還原反應，生產出高溫球團海棉鐵，經滾動篩分后，排出還原煤和粉煤灰，低碳高強球團海棉鐵順下料管進入料倉繼續升溫加熱。
總之，“球團海棉鐵電弧熔融煉鋼爐”最突出的技術特征是由上述[1]、[2]、[3]、[4]幾個各具獨立使命和技術特征的重要組成部分所構成，按要求成型的球團礦，經過“立式球團海棉鐵連續生產爐”煅、焙燒和高溫煤浴還原之后，轉化成高溫高強度低碳球團海棉鐵，經篩分后通過下料管進入高溫煙道料倉，殘余溫度800℃以上的球團海棉鐵，在高溫煙道料倉內經受穿過料層的1500℃左右的高溫爐氣(入口溫度)繼續加熱，料倉底部溫度最高的料，陸續被往復推料機推入電弧熔融爐熔池，迅速強化熔融，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(90分鐘左右)，冶煉成優鋼，煉鋼產生的高溫爐氣靠煙囪引射排煙機造成的負壓進入電弧熔融爐、高溫煙道料倉，穿過料層后，一部分進入“立式球團海棉鐵連續生產爐”煅燒喉口，一部分從余熱煙囪排出。電弧熔融爐產生的酸性渣，作為水沖渣定期排出回收。由于技術上的重大突破，因而也獲得了異呼尋常的經濟效果，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，大規模生產球團海棉鐵進行快速、節能、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和方法。
“球團海棉鐵電弧熔融煉鋼爐”各部位結構、名稱[1]電弧精煉爐；[2]電弧熔融爐；[3]高溫煙道料倉；[4]立式球團海棉鐵連續生產爐；(1)引風煙道；(2)鼓風機；(3)預熱風管；(4)風量調節閥；(5)余熱煙囪；(6)高溫爐氣上升管；(7)加熱煤燃燒室；(8)推料機；(9)石墨電極；(10)篩分煤封閉倉；
權利要求
1.一種球團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]一個高溫煙道料倉[3]及立式球團海棉鐵連續生產爐[4]有意義地連接在一起而構成。其特征在于，所述立式球團海棉鐵連續生產爐[4]通過高溫球圃海棉鐵下料管與所述高溫煙道料倉[3]連接，高溫煙道料倉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。按要求成型的球團礦，通過所述立式球團海棉鐵連續生產爐[4]，經煅、焙燒及煤浴還原后轉化為高溫、高強度，低碳球團海棉鐵，經篩分除去還原煤后，通過下料管進入所述高溫煙道料倉[3]，透過高溫爐氣加熱后，下層溫度最高的料被陸續推入所述高溫電弧熔融爐[2]，熔融后產生的酸性渣，作為水沖渣回收。所述電弧精煉爐[1]產生的高溫煉鋼煙氣，通過爐壁上部貫通煙道出口進入所述電弧熔融爐[2]，而后透過所述高溫煙道料倉料層，一部分進入所述立式球團海棉鐵連續生產爐[4]煅燒喉口，強化煅燒球團礦，一部分進入余熱煙囪，預熱系統中燃煤所需要的熱風，而后進入總煙道引射排空。
2.根據權利要1所述的電弧精煉爐，是個短綱另一側爐壁上，有排煙道，適用熱裝鋼水煉鋼的電弧煉鋼爐。
3.根據權利要1所述的電弧熔融爐是個爐殼兩側分別與電弧精煉爐及高溫煙道料倉貫通的高溫電弧化料爐。
4.根據權利要1所述的高溫煙道料倉，是一立式的鋼殼帶襯的利用高溫煙氣作熱源，呈上啟下的加熱爐，即加熱爐料亦加熱所需要的送風風溫。
5.根據權利要求1所述的立式球團海棉鐵連續生產爐，是引用“98102079.8”技術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，向燃燒室送熱風強化加熱煤燃燒，以利提高球團海棉鐵產量降低能耗。
全文摘要
一種球團海綿鐵電弧熔融煉鋼爐,含有電弧精煉爐、電弧熔融爐、高溫煙道料倉及立式球團海綿鐵連續生產爐相結合而構成的互補性很強的統一體,為廣泛利用低品位礦,大規模生產球團海綿鐵和利用球團海綿鐵高溫余熱、煉鋼高溫煙氣,進行低成本高效益快速節能電弧熔融煉鋼,取得了重大技術突破。
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 優先權日1998年6月29日
發明者劉恩琛 申請人:劉恩琛