一种短流程电弧炉钢厂制造技术

一种短流程电炉炼钢厂，设置炼铁高炉，所产铁水热装入电炉替代部分废钢。所设高炉用块矿、球团矿、焦炭、煤和熔剂为原料，采用高风温热风炉、富氧喷煤、计算机监控高炉操作、无废弃物排放。高炉容积与电炉容量比为２．３－５．０ｍ↑［３］／ｔ，最佳热装铁水替代废钢的比例为３０－５０％。钢厂不设置炼焦和烧结，消除了一般钢铁厂的主要污染源，降低了投资额、占地面积和缩短了建设期。本发明专利技术不但可有效地解决电炉钢厂所遇纯净废钢短缺问题，而且投资效益很高。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢厂，具体说就是一种设置高炉，产出铁水替代部分废钢，热装入电弧炉的新型短流程电弧炉钢厂。现代钢厂，基本上可分为两种。一种是由高炉-转炉-连铸-轧制构成的长流程钢铁厂(亦称钢铁联合企业)。它一直是钢铁生产的主力。但由于投资大、建设周期长及环保等问题，已很少新建。另一种是由超高功率电弧炉-炉外精炼-连铸-轧制构成的短流程电弧炉钢厂。它由于电弧炉的技术进步，诸如复合供热、强化吹氧、造泡沫渣等以及近终形连铸技术的开发，明显地增强了其生命力和竞争力。近二十年来，世界范围短流程电弧炉钢厂发展很快，电弧炉钢年产量现已占世界钢的总产量的30％以上。然而短流程电弧炉钢厂的发展，所遇到的最大问题，就是废钢资源短缺，特别是含有害元素低的优质废钢的短缺问题。这个问题的解决，以往主要寄托于用直接还原法生产海绵铁或热压铁块。但直接还原法的发展，受限于当地可利用的资源、能源和产品价格。其他废钢替代品还有碳化铁和生铁块。碳化铁的工业化生产，在技术上还不完全成熟。电弧炉大量加入生铁块，除要考虑价格因素外，还要考虑由于熔化和脱碳过程，冶炼周期延长、电耗升高、炉子生产率降低和导致电弧炉-精炼炉-连铸不协调、脱节，影响工艺流程的顺行。近年在电弧炉生产中，热装铁水替代部分废钢技术的开发成功，给人以新的启示。铁水替代部分废钢，可稀释电弧炉炉料中有害元素的含量，并有利于去除钢水中的氮含量。实践证明铁水的脱氮效果，优于海绵铁和热压铁块。铁水带有大量的物理显热和化学潜热。这些热量进入电弧炉，可节约电能、降低电极消耗、缩短冶炼周期。如用铁水替代30％废钢，电弧炉吨钢电耗可降低100kWh/t以上，电弧炉生产率提高20％。对一些国家的电弧炉炼钢生产，铁水是最好的废钢替代品。短流程电弧炉钢厂，铁水供应可以有几种选择。一种是设置化铁炉，二次化铁，这样将增加钢的生产成本，显然依靠二次化铁是不合理的。另一种是靠熔融还原工艺，采用COREX去为电弧炉提供铁水。主要问题是COREX装置在一些国家要比高炉系统贵得多。相对投资大，成为应用该技术的困难。还有一种是在短流程电弧炉钢厂内建设传统的包括高炉、烧结、焦化、原料的庞大、复杂的炼铁系统。由于投资大、占地面积大、建设周期长、还有环保问题等，短流程电炉钢厂是难以考虑采用的。因此经济合理地解决铁水的供应，在一定条件下，已成为短流程电炉钢厂发展的限制环节。本专利技术的目的在于提供一种新型的短流程电弧炉钢厂。其特征是在短流程电弧炉钢厂内不设置焦化系统和烧结系统，只设高炉系统，专为电弧炉供应替代部分废钢的热装铁水。本专利技术技术方案和
技术实现思路
本专利技术的短流程电弧炉钢厂包括高炉、电弧炉、精炼炉、连铸机和轧制装置。本专利技术中所述高炉包括高炉本体、储料和上料设备、出铁场、热风炉、煤气净化系统、水冲渣系统、高炉水冷系统、煤粉制备和喷吹、富氧喷吹系统及仪表自动化系统。本专利技术中所述高炉，原料采用铁矿石块矿、球团矿、焦炭、煤和熔剂，全部原料外购。本专利技术中所述高炉采用无钟炉顶，以适应高炉原料为铁矿石块矿、球团矿和大喷煤量的要求。本专利技术中所述高炉系统采用高风温热风炉技术，喷煤或富氧喷煤技术，液压泥炮，电动开口机，计算机监测控制高炉上料、热风炉和高炉操作。本专利技术中所述高炉采用干法除尘，水力冲渣，冷却水闭路循环，出铁场、供料和上料系统的除尘，降低噪音，无废弃物排放等技术。本专利技术中高炉容积与电弧炉容量之比为2.3～5.0m3/t，铁水替代废钢的比例为20～60％，最佳比例为30～50％。电弧炉容量为30～200吨，与之匹配的高炉容积为100～1000m3。随着电弧炉容量的增大和铁水替代废钢比例的加大，相应选择上述高炉和电弧炉容积与容量比的上限，相反则选择其比例的下限。高炉的配置可选择一座电弧炉配置一座高炉或两座高炉，或两座电弧炉配置一座高炉。本专利技术中所述电弧炉为超高功率电弧炉或高功率电弧炉。本专利技术中所述电弧炉设兑铁槽和铁水包倾翻装置，向电弧炉内兑铁水。本专利技术中所述电弧炉采用偏心炉底出钢、留钢操作、吹氧助熔、强化脱碳、喷焦炭粒造泡沫渣等技术。脱碳速度≥0.12％/min.，供氧强度20～55Nm3/t。本专利技术的短流程电弧炉钢厂，其生产线为高炉-电弧炉-精炼炉-连铸-轧制。只设高炉系统是本专利技术的短流程电弧炉钢厂的重要环节。本专利技术中所述的高炉原料铁矿石块矿、球团矿、焦炭全部外购，从而在短流程电弧炉钢厂内，可不必设焦化系统和烧结系统，大大简化了传统的庞大的和复杂的炼铁系统。本专利技术中所述的高炉系统，占地少、电弧炉与高炉的距离近、环保条件改善、投资少、资金回收快、易于生产和管理，适于短流程电弧炉钢厂。它保持和发扬了短流程钢厂投资小、劳动生产率高、能耗少、生产成本低的优势，因而是一种新型的短流程电弧炉钢厂。本专利技术的短流程电弧炉钢厂在一定范围内，优于长流程钢铁联合企业之处在于后者的炼铁系统复杂、装置多、投资大、占地面积大、总图运输复杂，难与短流程电弧炉钢厂匹配，同时投入产出比过大，经济效益必成问题，这也是短流程电弧炉钢厂难以承受的。当然，如果是钢铁联合企业已有高炉，有条件由高炉向已有或新建电弧炉供应铁水，则另当别论，不过那已不属短流程电弧炉钢厂范围了。本专利技术的短流程电弧炉钢厂，设置高炉系统向电弧炉供应铁水，替代部分废钢，与传统的短流程电弧炉钢厂相比，其优越性在于变电弧炉冷装废钢及其固体替代物为部分热装铁水，对电弧炉钢的生产，具有节能、降耗、提高钢的产量和质量、降低钢的成本等作用。如电弧炉采用热装铁水替代30～60％的废钢，吨钢电耗降低100～200kWh/t，从出钢-出钢的时间缩短至50分钟以内。本专利技术的短流程电弧炉钢厂，设置高炉系统，变电弧炉由冷装为部分热装，是对电弧炉生产线传统观念的突破，不单可以缓解含杂质元素少的废钢短缺的矛盾，而且必将推动短流程电弧炉钢厂的发展。本专利技术的实施方案短流程电弧炉钢厂现有90吨超高功率电弧炉一座，年产钢60～80万吨。按热装铁水替代30～60％废钢计，设置有效容积为380m3高炉一座。高炉容积与电弧炉容积之比为4.2m3/t。高炉年产30～33.7万吨铁水，日出铁18次，平均出铁量为47-52吨，日产铁水846～936吨。90吨电弧炉日出钢18～24次。每炉平均出钢90吨，日产钢1,600～2,100吨。本专利技术中所述高炉生产成本为978元/吨铁，高炉系统总投资为18,080万元。高炉年生产总成本为29,345万元。年净获利润5,302万元。铁水成分为C 4.73％，Si 0.4％，S 0.034％，P 0.08％，Fe 94.35％；铁水温度1,450℃。电弧炉容量90吨，按热装铁水替代30％废钢计，节电100 kWh/t，电极消耗降低0.75～1.0Kg/t，电弧炉生产率提高20％，吨钢成本降低15元/吨。综上所述节电年经济效益6,700万元，降低电极消耗年经济效益563万元，热装铁水提高电弧炉钢产量和质量年获利1,500万元。总计电弧炉生产年增加效益9,763万元。以上高炉效益加电弧炉增效合在一起每年增加效益15,065万元。本专利技术适用于已有的短流程电弧炉钢厂和新建的短流程电弧炉钢厂。权利要求1.一种短流程电弧炉钢厂，其特征在于所述短流程电弧炉钢厂配置高炉系统，产出的铁水，热装入电弧炉。2.根据权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短流程电弧炉钢厂，其特征在于所述短流程电弧炉钢厂配置高炉系统，产出的铁水，热装入电弧炉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周荣章，高征铠，孔令坛，张宗旺，高为民，沈文荣，刘俭，陈少慧，
申请(专利权)人：北京科技大学，江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]