一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备，包括磨粉矿设备、粉矿提升设备、多级旋风预热器、预还原循环流化床、终还原循环流化床、直接炼钢炉、粉矿喷吹设备、底吹或侧吹煤氧枪、第一气体换热器、第二气体换热器、第三气体换热器、第四气体换热器、气体增压设备、气体净化设备以及气体脱除CO2和H2O设备；磨粉矿设备的出料口与粉矿提升设备的进料口连接，粉矿提升设备的出料口则连接到多级旋风预热器的进料口；多级旋风预热器的出料口与预还原循环流化床的进料口相连，而预还原循环流化床的出料口则与终还原循环流化床的进料口连接；终还原循环流化床通过粉矿喷吹设备与直接炼钢炉相连；底吹或侧吹煤氧枪安插到所述直接炼钢炉的底部或侧部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炼钢
，特别涉及一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备。
技术介绍
当前最重要也最为常见的钢铁生产流程也被称为长流程，在该流程中，要从铁矿石得到钢水需经烧结(或球团)、炼焦、高炉炼铁、转炉炼钢四个主要的工艺环节，此外还有众多的辅助工艺环节。高炉炼铁中铁矿石的还原70%以上是间接还原，属气固反应，要求高炉保持良好的透气性，因此贫矿选矿后获得的铁精粉矿和富矿块粉矿末都必须经过造块才能供高炉使用，即必需经过烧结(或球团)工艺过程。烧结(或球团)的物料处理量约占钢铁联合企业的第二位(仅次于炼铁生产)，能耗仅次于炼铁和轧钢而居第三位。焦炭在高炉内的用途，一方面是作为提供冶炼所需热量的燃料和铁氧化物还原剂，现在这个作用已部分被喷煤取代，焦炭更重要的作用是在矿石软化熔融后，作为支撑高达数十米的料柱的骨架，同时又是煤气通路。焦煤在原煤中的比例较少，储量有限，这势必给依赖炼焦煤的长流程的发展带来危机。传统长流程已发展到顶峰，但高炉炼铁的特点，决定了传统长流程规模庞大，投资高，生产周期长，吨钢能耗高，环境污染严重。直接还原一电炉流程也可以从铁矿石得到钢水，不需要焦炭，但直接还原铁大部分用竖炉生产，仍然需要铁粉矿造块工序，而且需要丰富的天然气资源，与直接还原一电炉流程相关的方法中，煤基回转窑法生产效率低，转底炉法由于料层较薄规模难以扩大。因此直接还原一电炉流程仍难以和传统长流程方法竞争，在全世界范围内的钢产量份额仅占5%，在我国也很少。熔融还原一转炉流程改变了传统长流程对焦炭的依赖程度，例如，COREX熔融还原炼铁-转炉流程仅需要少量的焦炭，原理上它仅将高炉的功能一分为二，先气态间接还原后熔化分离，但它的缺点 也是显而易见的耗氧量大(500m3/t)，投资比传统长流程高10% 20%，发展速度缓慢。熔融还原一转炉流程只是对传统长流程铁前工序的变革。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有炼钢设备的不足，从而提供一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备，包括磨粉矿设备1、粉矿提升设备2、多级旋风预热器3、预还原循环流化床4、终还原循环流化床5、直接炼钢炉6、粉矿喷吹设备7、底吹或侧吹煤氧枪8、第一气体换热器11、第二气体换热器13、第三气体换热器14、第四气体换热器16、气体增压设备12、气体净化设备15以及气体脱除CO2和H2O设备17 ;其中，所述磨粉矿设备I的出料口与所述粉矿提升设备2的进料口连接，而所述粉矿提升设备2的出料口则连接到所述多级旋风预热器3的进料口 ；所述多级旋风预热器3的出料口与所述预还原循环流化床4的进料口相连,而所述预还原循环流化床4的出料口则与所述终还原循环流化床5的进料口连接；所述终还原循环流化床5通过所述粉矿喷吹设备7与所述直接炼钢炉6相连；所述底吹或侧吹煤氧枪8安插到所述直接炼钢炉6的底部或侧部;所述直接炼钢炉6的出气口连接到所述第一气体换热器11，所述第一气体换热器11则与所述气体增压设备12相连，所述气体增压设备12连接到所述终还原循环流化床5的进气口，而所述终还原循环流化床5的出气口连接到第二气体换热器13 ;所述第二气体换热器13再连接到所述预还原循环流化床4的进气口，所述预还原循环流化床4的出气口连接到所述第三气体换热器14，所述第三气体换热器14还与所述多级旋风预热器3的进气口连接；所述多级旋风预热器3的出气口连接到所述气体净化设备15，所述气体净化设备15通过所述第四气体换热器16与所述气体脱除CO2和H2O设备17相连，所述气体脱除CO2和H2O设备17的出气口连接到所述第一换热器11与所述气体增压设备12之间的管路上。上述技术方案中，所述直接炼钢炉6为桶形炉子，其内部包括渣区、钢水区和气相区，其中气相区位于所述直接炼钢炉6的顶部，钢水区位于所述直接炼钢炉6的底部，而渣区则在气相区与钢水区之间。上述技术方案中，所述粉矿喷吹设备7与所述直接炼钢炉6相连时，插入到所述直接炼钢炉6的钢水区的钢水熔池中。上述技术方案中，所述底吹或侧吹煤氧枪8插入到所述直接炼钢炉6的底部或侧面的钢水熔池中。上述技术方案中，所述直接炼钢炉6上还开有直接炼钢炉出钢口 9和直接炼钢炉出渣口 10，其中的直接炼钢炉出钢口 9位于所述直接炼钢炉6外侧的炉墙上，而所述直接炼钢炉出渣口 10则位于所述直接炼钢炉6外侧炉墙的中部。 上述技术方案中，所述直接炼钢炉出钢口 9为虹吸出钢口。上述技术方案中，所述直接炼钢炉6还设有耐材系统，水冷系统，废气净化处理和余热回收系统。本专利技术的优点在于(I)本专利技术用煤粉和氧气吹入高温熔体造还原气体，利用细粒铁粉矿气相悬浮预热和气相还原速度快、效率高的优势，在旋风预热器和循环流化床中分别将铁粉矿预热、还原，将得到的90%以上金属化率的预还原铁粉矿吹入高温熔体中得到钢水。由于在较低的温度下还原(与高炉炼铁直接还原相比)，生成的预还原铁粉渗碳少，得到成品钢液时脱碳少；现有主流的生产粗钢的高炉一转炉工艺，遵循从铁矿石一铁水一钢水的工艺路线，是一个先增碳后脱碳的过程。本专利技术使炼钢生产流程得到本质上的简化。(2)本专利技术实现了从粉矿、煤、氧直接生产钢水，不用粉矿造块、炼焦，也不用转炉脱碳，与现有的炼钢流程相比，设备和基建投资大量节省，保守的计算，可以节省30%以上的设备和基建投资；物流得到充分简化，在传统的钢铁厂，各个工艺环节的物流非常繁忙，含铁物流历经数次的升温降温，损失大量的物理热，新的直接炼钢工艺非常紧凑，物流简单有序，而且避免了铁水在运输过程中的温度损失，易于实现生产的直接化和自动控制，是新一代智能钢铁厂，采用本专利技术后，钢铁厂的面貌发生重大改变。附图说明图1是本专利技术的装置简示流程图。图面说明I 磨粉矿设备2粉矿提升设备3多级旋风预热器4 预还原循环流化床5终还原循环流化床6直接炼钢炉7 粉矿喷吹设备 8底吹煤氧枪9直接炼钢炉出钢口10直接炼钢炉出渣口 11第一气体换热器12气体增压设备13第二气体换热器 14第三气体换热器15气体净化设备16第四气体换热器 17气体脱除CO2和H2O设备。具体实施例方式现结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1所示，在一个实施例中，本专利技术的直接炼钢设备包括磨粉矿设备1、粉矿提升设备2、多级旋风预热器3、预还原循环流化床4、终还原循环流化床5、直接炼钢炉6、粉矿喷吹设备7、底吹或侧吹煤氧枪8、第一气体换热器11、第二气体换热器13、第三气体换热器14、第四气体换热器16、气体增压设备12、气体净化设备15以及气体脱除CO2和H2O设备17。其中，所述磨粉矿设 备I的出料口与粉矿提升设备2的进料口连接，而粉矿提升设备2的出料口则连接到所述多级旋风预热器3的进料口 ；多级旋风预热器3的出料口与预还原循环流化床4的进料口相连,而所述预还原循环流化床4的出料口则与终还原循环流化床5的进料口连接；终还原循环流化床5通过粉矿喷吹设备7与直接炼钢炉6相连；底吹或侧吹煤氧枪8安插到直接炼钢炉6的底部或侧部；直接炼钢炉6的出气口连接到第一气体换热器11，第一气体换热器11则与气体增压设备12相连，气体增压设备12连接到终还原循环流化床5的进气口，而终还原循环流化床5的出气口连接到第二气体换热器13 ;第二气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备，其特征在于，包括磨粉矿设备（1）、粉矿提升设备（2）、多级旋风预热器（3）、预还原循环流化床（4）、终还原循环流化床（5）、直接炼钢炉（6）、粉矿喷吹设备（7）、底吹或侧吹煤氧枪（8）、第一气体换热器（11）、第二气体换热器（13）、第三气体换热器（14）、第四气体换热器（16）、气体增压设备（12）、气体净化设备（15）以及气体脱除CO2和H2O设备（17）；其中，所述磨粉矿设备（1）的出料口与所述粉矿提升设备（2）的进料口连接，而所述粉矿提升设备（2）的出料口则连接到所述多级旋风预热器（3）的进料口；所述多级旋风预热器（3）的出料口与所述预还原循环流化床（4）的进料口相连，而所述预还原循环流化床（4）的出料口则与所述终还原循环流化床（5）的进料口连接；所述终还原循环流化床（5）通过所述粉矿喷吹设备（7）与所述直接炼钢炉（6）相连；所述底吹或侧吹煤氧枪（8）安插到所述直接炼钢炉（6）的底部或侧部；所述直接炼钢炉（6）的出气口连接到所述第一气体换热器（11），所述第一气体换热器（11）则与所述气体增压设备（12）相连，所述气体增压设备（12）连接到所述终还原循环流化床（5）的进气口，而所述终还原循环流化床（5）的出气口连接到第二气体换热器（13）；所述第二气体换热器（13）再连接到所述预还原循环流化床（4）的进气口，所述预还原循环流化床（4）的出气口连接到所述第三气体换热器（14），所述第三气体换热器（14）还与所述多级旋风预热器（3）的进气口连接；所述多级旋风预热器（3）的出气口连接到所述气体净化设备（15），所述气体净化设备（15）通过所述第四气体换热器（16）与所述气体脱除CO2和H2O设备（17）相连，所述气体脱除CO2和H2O设备（17）的出气口连接到所述第一换热器（11）与所述气体增压设备（12）之间的管路上。...

【技术特征摘要】
1.一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备，其特征在于，包括磨粉矿设备(I)、粉矿提升设备(2)、多级旋风预热器(3)、预还原循环流化床(4)、终还原循环流化床(5)、直接炼钢炉(6 )、粉矿喷吹设备(7 )、底吹或侧吹煤氧枪(8 )、第一气体换热器(11)、第二气体换热器(13)、第三气体换热器(14)、第四气体换热器(16)、气体增压设备(12)、气体净化设备(15)以及气体脱除CO2和H2O设备(17);其中， 所述磨粉矿设备(I)的出料口与所述粉矿提升设备(2)的进料口连接，而所述粉矿提升设备(2)的出料口则连接到所述多级旋风预热器(3)的进料口 ；所述多级旋风预热器(3)的出料口与所述预还原循环流化床(4)的进料口相连，而所述预还原循环流化床(4)的出料口则与所述终还原循环流化床(5)的进料口连接；所述终还原循环流化床(5)通过所述粉矿喷吹设备(7)与所述直接炼钢炉(6)相连；所述底吹或侧吹煤氧枪(8)安插到所述直接炼钢炉(6)的底部或侧部； 所述直接炼钢炉(6)的出气口连接到所述第一气体换热器(11)，所述第一气体换热器(11)则与所述气体增压设备(12)相连，所述气体增压设备(12)连接到所述终还原循环流化床(5)的进气口，而所述终还原循环流化床(5)的出气口连接到第二气体换热器(13);所述第二气体换热器(13)再连接到所述预还原循环流化床(4)的进气口，所述预还原循环流化床(4)的出气口连接到所述第三气体换热器(14)，所述第三气体换热器(14)还与所述多级旋风预热器(3)的进气口连接；所述多级旋风...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，管山吉，张炯，杨立威，毕永杰，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：