一种用废钢炼钢的炼钢设备和冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种用废钢炼钢的炼钢设备和冶炼方法，该用废钢炼钢的炼钢设备包括非接触熔化装置(3)、电弧炉(1)和废钢预热室(6)，非接触熔化装置(3)能够对非接触熔化装置(3)内的炉料进行非接触式加热；非接触熔化装置(3)的下部与电弧炉(1)的加料口对应连接；废钢预热室(6)内设有能够吸附炉料的电磁铁(7)。该用废钢炼钢的炼钢设备和冶炼方法将在全密闭的状态下，采用留钢留渣操作，通过非接触式熔化、电弧加热、吹氧喷碳、氧气和燃气燃烧助熔相结合的能量供应方式，解决了传统废钢炼钢工艺和装置热效率低、钢铁料消耗高、烟尘量大和对电网冲击大的问题。

Steelmaking equipment and smelting method using scrap steel for steelmaking

The invention discloses a steelmaking equipment and a smelting method for steelmaking with scrap steel. The steelmaking equipment for steelmaking with scrap steel includes a non-contact melting device (3), an electric arc furnace (1) and a scrap preheating chamber (6), a non-contact melting device (3) capable of non-contact heating the furnace charge in a non-contact melting device (3), and a non-contact melting device (3). The lower part is correspondingly connected with the feeding port of the electric arc furnace (1), and the scrap preheating chamber (6) is provided with an electromagnet (7) capable of adsorbing the furnace charge. The equipment and method of steelmaking with scrap steel adopt the operation of retaining steel slag in the fully closed state. Through the energy supply mode of non-contact melting, arc heating, oxygen and carbon injection, oxygen and gas combustion, the low thermal efficiency of traditional steelmaking process and equipment and high consumption of iron and steel materials are solved. The problem of large amount of smoke and dust and great impact on power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种用废钢炼钢的炼钢设备和冶炼方法
本专利技术涉及冶炼领域，具体的是一种用废钢炼钢的炼钢设备，还是一种用废钢炼钢的冶炼方法。
技术介绍
目前用废钢炼钢的工艺和装置主要包括中频感应炉和电弧炉两种。其中，中频感应炉属于非接触熔化的一种，由于不能吹氧造渣调整钢水成分而不能用于大规模炼钢，仅允许用于原料来源于内部循环的小批量多品种的特种冶金企业。另一方面，传统电弧炉主要依靠高温电弧熔化废钢和加热钢水，电弧对废钢烧损大，熔化噪音大，需要大量吹氧喷碳和加入大量造渣料造好泡沫渣实现埋弧冶炼才能提高电弧加热效率，炉内产生大量的高温烟尘和烟气。同时，每次加废钢需要旋开炉盖，会造成环境污染和能量损失(约增加电耗1.5kWh/t)。所以，后来人们逐渐开发了以回收高温烟气余热为目的的废钢预热型电弧炉。目前，废钢预热型电炉主要包括水平连续预热的Consteel(康斯迪)电炉和带手指阀的竖井式电炉，均可以实现不开盖加料，实现电弧加热钢水的平熔池冶炼。这两种废钢预热型电炉都有各自的优缺点。其中Consteel(康斯迪)电炉设备技术成熟、故障率低，但由于烟气仅由废钢的顶部通过因此预热效果差，吨钢电耗最多节约30kWh。而带手指阀的竖井式电炉，由于烟气是从废钢料柱的底部向其顶部扩散，对流换热充分，吨钢电耗可降低约100kWh，但由于竖井和手指阀采用水冷钢结构，废钢预热温度高，因此竖井和手指阀经常发生漏水和粘钢的故障，给正常生产带来了安全隐患。
技术实现思路
为了解决传统废钢炼钢工艺热效率低的问题。本专利技术提供了一种用废钢炼钢的炼钢设备和冶炼方法，该用废钢炼钢的炼钢设备和冶炼方法将高效废钢预热、非接触式熔化、电弧熔炼、一次能源熔炼和二次燃烧相结合的冶炼工艺，改变了传统电弧炉仅依靠电极供电的单一的供能模式。同时，本专利技术的炉体结构采用非水冷结构，大量降低了冷却水耗量；本专利技术中的急速冷却装置与废钢预热室衔接更加紧密，避免了通过水冷烟道进行导流的热量损失。解决了传统废钢炼钢工艺和装置热效率低、钢铁料消耗高、烟尘量大和对电网冲击大的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术专利技术是：一种用废钢炼钢的炼钢设备，包括非接触熔化装置、电弧炉和废钢预热室，非接触熔化装置为上下两端均开放的筒形结构，非接触熔化装置能够对非接触熔化装置内的炉料进行非接触式加热；电弧炉含有从上向下依次设置的顶壁、侧壁和底壁，该侧壁上设有多功能炉壁枪，非接触熔化装置的下部与电弧炉的加料口对应连接；废钢预热室位于非接触熔化装置的上方，废钢预热室的出口与非接触熔化装置的入口对应连接，废钢预热室的侧壁上设有能够向废钢预热室内喷吹氧气和燃气的二次燃烧装置，废钢预热室内设有能够吸附炉料的电磁铁。电弧炉内设有耐火挡墙，电弧炉内的炉膛被耐火挡墙分隔形成间隔设置的第一冶炼室和第二冶炼室，耐火挡墙的下端与底壁连接，第一冶炼室的上部与第二冶炼室的上部连通。侧壁含有依次连接的第一侧炉壁、第二侧炉壁、第三侧炉壁和第四侧炉壁，第一侧炉壁、第三侧炉壁和第四侧炉壁均为直立状态，第一侧炉壁、第三侧炉壁和耐火挡墙相互平行，第二侧炉壁为倾斜状态。该用废钢炼钢的炼钢设备包括四个非接触熔化装置，四个非接触熔化装置的下端均位于第二侧炉壁的正上方，四个非接触熔化装置中的两个非接触熔化装置与第一冶炼室连通，四个非接触熔化装置中的另外两个非接触熔化装置与第二冶炼室连通，多功能炉壁枪位于第二侧炉壁和非接触熔化装置之间。非接触熔化装置含有能够对炉料进行电磁感应加热的电磁发射装置，或非接触熔化装置含有能够对炉料进行微波加热的微波发射装置。电磁铁呈条状结构，电磁铁的长度方向与水平方向相同，电磁铁能够电磁铁的中心线为轴转动。废钢预热室的入口位于上部，废钢预热室的出口位于下部，废钢预热室的顶部设有急速冷却装置，急速冷却装置的顶部设有除尘通风槽，废钢预热室的入口处设有动态密封装置，废钢预热室的上部内设有烟气温度和成分监测装置，该用废钢炼钢的炼钢设备包括用于向废钢预热室输送炉料的废钢链板输送机。电弧炉还含有依次连接的电极、导电横臂、导电横臂升降装置和导电横臂及炉盖旋转装置。导电横臂连接有电极供电装置，非接触熔化装置连接有非接触熔化供电装置，电弧炉的底壁连接有钢液电磁搅拌装置，电弧炉的侧壁连接有炉渣及钢液温度监测装置。一种用废钢炼钢的冶炼方法，所述用废钢炼钢的冶炼方法采用了上述的炼钢设备，所述用废钢炼钢的冶炼方法包括以下步骤：步骤1、通电熔化和氧燃助熔；电弧炉通电熔化电弧炉内的炉料，多功能炉壁枪向电弧炉内吹入燃气和氧气；步骤2、废钢预热室装料及非接触式熔化；废钢预热室内的电磁铁吸附炉料，非接触熔化装置对非接触熔化装置内的炉料进行加热，电弧炉内的烟气预热废钢预热室和非接触熔化装置内的炉料；步骤3、吹氧喷碳以及烟气的二次燃烧；通过多功能炉壁枪向电弧炉内吹氧喷碳；通过二次燃烧装置向废钢预热室内吹入氧气；步骤4、排渣；步骤5、出钢。本专利技术的有益效果是：非接触式熔化比电弧熔化更加稳定，功率因数(0.9vs0.8)和热效率(73％vs63％)更高，对电网冲击更小；吨钢电极消耗0.6kg/t(国际领先水平0.8kg/t)；废钢预热+非接触式熔化，不仅可以节约吨钢电耗(100kWh/t)，还可以提高金属收得率5％，加速废钢熔化，可以提高烟尘中氧化锌含量，为本装置的除尘灰提锌奠定基础；氧燃烧嘴可以利用厂区内回收的煤气或天然气+氧气助燃以加速废钢熔化，同时还可以喷吹氧气与喷吹的碳粉反应生产CO，CO在废钢预热室进行二次燃烧可进一步预热废钢，实现一次能源+二次能源的有效结合，提升能源效率的同时兼顾生产效率。可充分利用烟气的化学热，提高废钢温度的同时，提升烟气温度(850℃以上)，消除二噁英。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术所述用废钢炼钢的炼钢设备的主视图。图2是本专利技术所述用废钢炼钢的炼钢设备的俯视图。图3是图2中沿A-A方向的剖视图。1、电弧炉；2、多功能炉壁枪；3、非接触熔化装置；4、非接触熔化供电装置；5、内衬；6、废钢预热室；7、电磁铁；8、废钢链板输送机；9、急速冷却装置；10、动态密封装置；11、除尘通风槽；12、二次燃烧装置；13、电极；14、导电横臂；15、出渣口；16、出钢口；17、钢液电磁搅拌装置；18、导电横臂升降装置；19、导电横臂及炉盖旋转装置；20、电极供电装置；21、烟气温度和成分监测装置；22、炉渣及钢液温度监测装置；23、顶壁；24、侧壁；25、底壁；26、耐火挡墙；101、第一冶炼室；102、第二冶炼室；103、第一侧炉壁；104、第二侧炉壁；105、第三侧炉壁；106、第四侧炉壁。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。一种用废钢炼钢的炼钢设备，包括从上向下依次设置的废钢预热室6、非接触熔化装置3和电弧炉1，非接触熔化装置3为上下两端均开放的筒形结构，非接触熔化装置3的上端为入口端，非接触熔化装置3的下端为出口端，非接触熔化装置3能够对非接触熔化装置3内的炉料进行非接触式加热；电弧炉1含有从上向下依次设置的顶壁23、侧壁2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用废钢炼钢的炼钢设备，其特征在于，该用废钢炼钢的炼钢设备包括：非接触熔化装置(3)，为上下两端均开放的筒形结构，非接触熔化装置(3)能够对非接触熔化装置(3)内的炉料进行非接触式加热；电弧炉(1)，含有从上向下依次设置的顶壁(23)、侧壁(24)和底壁(25)，该侧壁(24)上设有多功能炉壁枪(2)，非接触熔化装置(3)的下部与电弧炉(1)的加料口对应连接；废钢预热室(6)，位于非接触熔化装置(3)的上方，废钢预热室(6)的出口与非接触熔化装置(3)的入口对应连接，废钢预热室(6)的侧壁上设有能够向废钢预热室(6)内喷吹氧气和燃气的二次燃烧装置(12)，废钢预热室(6)内设有能够吸附炉料的电磁铁(7)。

【技术特征摘要】
1.一种用废钢炼钢的炼钢设备，其特征在于，该用废钢炼钢的炼钢设备包括：非接触熔化装置(3)，为上下两端均开放的筒形结构，非接触熔化装置(3)能够对非接触熔化装置(3)内的炉料进行非接触式加热；电弧炉(1)，含有从上向下依次设置的顶壁(23)、侧壁(24)和底壁(25)，该侧壁(24)上设有多功能炉壁枪(2)，非接触熔化装置(3)的下部与电弧炉(1)的加料口对应连接；废钢预热室(6)，位于非接触熔化装置(3)的上方，废钢预热室(6)的出口与非接触熔化装置(3)的入口对应连接，废钢预热室(6)的侧壁上设有能够向废钢预热室(6)内喷吹氧气和燃气的二次燃烧装置(12)，废钢预热室(6)内设有能够吸附炉料的电磁铁(7)。2.根据权利要求1所述的用废钢炼钢的炼钢设备，其特征在于，电弧炉(1)内设有耐火挡墙(26)，电弧炉(1)内的炉膛被耐火挡墙(26)分隔形成间隔设置的第一冶炼室(101)和第二冶炼室(102)，耐火挡墙(26)的下端与底壁(25)连接，第一冶炼室(101)的上部与第二冶炼室(102)的上部连通。3.根据权利要求2所述的用废钢炼钢的炼钢设备，其特征在于，侧壁(24)含有依次连接的第一侧炉壁(103)、第二侧炉壁(104)、第三侧炉壁(105)和第四侧炉壁(106)，第一侧炉壁(103)、第三侧炉壁(105)和第四侧炉壁(106)均为直立状态，第一侧炉壁(103)、第三侧炉壁(105)和耐火挡墙(26)相互平行，第二侧炉壁(104)为倾斜状态。4.根据权利要求3所述的用废钢炼钢的炼钢设备，其特征在于，该用废钢炼钢的炼钢设备包括四个非接触熔化装置(3)，四个非接触熔化装置(3)的下端均位于第二侧炉壁(104)的正上方，四个非接触熔化装置(3)中的两个非接触熔化装置(3)与第一冶炼室(101)连通，四个非接触熔化装置(3)中的另外两个非接触熔化装置(3)与第二冶炼室(102)连通，多功能炉壁枪(2)位于第二侧炉壁(104)和非接触熔化装置(3)之间。5.根据权利要求1所述的用废钢炼钢的炼钢设备，其特征在于，非接触熔化装置(3)含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宏涛，常旭，李强，耿明山，王佳，李传民，李佳辉，陈卫强，李博，安邦，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11