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感应升温竖井(2)、电弧炉(1)和废钢预热室(5)：感应升温竖井(2)为上下两端均开放的筒形结构，感应升温竖井(2)能够对感应升温竖井(2)内的炉料进行电磁感应加热；感应升温竖井(2)的下部与电弧炉(1)密封连接；废钢预热室(5)的出口与感应升温竖井(2)的入口对应连接。该用废钢炼钢的炼钢设备和冶炼方法将高效废钢预热、感应升温、电弧熔炼、一次能源熔炼和二次燃烧相结合，改变了传统电弧炉仅依靠电极供电的单一的供能模式，从而有效的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 an induction heating shaft (2), an electric arc furnace (1) and a scrap preheating chamber (5): the induction heating shaft (2) is a cylindrical structure with both upper and lower ends open, and the induction heating shaft (2) is capable of feeding the induction heating shaft (2). The lower part of the induction heating shaft (2) is hermetically connected with the electric arc furnace (1), and the outlet of the scrap preheating chamber (5) is correspondingly connected with the inlet of the induction heating shaft (2). The steelmaking equipment and smelting method of scrap steelmaking are combined with high efficient scrap preheating, induction heating, arc smelting, primary energy smelting and secondary combustion. The single energy supply mode of traditional electric arc furnace only relying on electrode power supply is changed, thus effectively solving the low thermal efficiency of traditional scrap steelmaking process and equipment and steel production. The problem of high consumption of materials, large amount of smoke and dust and great impact on power grids.

【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、感应升温、电弧熔炼、一次能源熔炼和二次燃烧相结合，改变了传统电弧炉仅依靠电极供电的单一的供能模式，从而有效的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：感应升温竖井，为上下两端均开放的筒形结构，感应升温竖井能够对感应升温竖井内的炉料进行电磁感应加热；电弧炉，含有上下设置的炉盖和炉身，该炉身含有上下设置的上炉壳和下炉壳，该炉身上设有多功能炉壁枪，感应升温竖井的下部与电弧炉密封连接，感应升温竖井的出口位于电弧炉内；废钢预热室，位于感应升温竖井的上方，废钢预热室的出口与感应升温竖井的入口对应连接，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枪。感应升温竖井含有电磁感应加热装置、水冷壁和内衬，感应升温竖井的下端位于电弧炉内，炉料能够同时在感应升温竖井和电弧炉内堆积。废钢预热室的出口与感应升温竖井的入口之间设有插棍阀，废钢预热室的入口位于废钢预热室的上部，废钢预热室的入口处设有能够升降的加料门。废钢预热室的上方设有用于捕集烟尘的除尘罩，除尘罩内设有废气监测装置，感应升温竖井的下部设有多功能炉壁枪。感应升温竖井外设有用于向废钢预热室内加入炉料的废钢加料系统，所述废钢加料系统含有加料斗、加料小车、加料斗倾翻液压缸和加料小车导轨，加料斗的底部设有加料斗称量装置。感应升温竖井连接有感应升温供电系统，电弧炉连接有电弧供电系统。所述感应升温供电系统含有感应供电变压器、平滑滤波电抗器、变频器、供电冷却系统、感应升温冷却系统、电容柜和水冷电缆；所述电弧供电系统含有短网和电弧供电变压器。电弧炉的下方设有依次设有升降平台和倾动摇架，炉盖连接有电极，电极的上端位于电弧炉外，电极的下端位于电弧炉内。电极依次通过导电横臂和导电横臂升降装置与导电横臂及炉盖旋开装置连接，炉盖通过依次炉盖支撑框架和炉盖升降装置与导电横臂及炉盖旋开装置连接，导电横臂及炉盖旋开装置与升降平台连接。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；电弧炉通电熔化电弧炉内的炉料；步骤2、废钢预热；电弧炉内的烟气预热感应升温竖井内的炉料；步骤3、感应升温；感应升温竖井加热感应升温竖井内的炉料；步骤4、氧燃助熔、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喷吹氧气和燃气；通过多功能炉壁枪向电弧炉内吹氧喷碳；通过二次燃烧枪向废钢预热室内吹入氧气；步骤5、排渣；步骤6、出钢。本专利技术的有益效果是：感应升温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+感应升温，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。1、电弧炉；2、感应升温竖井；3、内衬；4、插棍阀；5、废钢预热室；6、加料门；7、二次燃烧枪；8、除尘罩；9、加料斗；10、加料小车；11、加料斗倾翻液压缸；12、加料小车导轨；13、感应供电变压器；14、平滑滤波电抗器；15、变频器；16、供电冷却系统；17、感应升温冷却系统；18、电容柜；19、电极；20、炉盖升降装置；21、导电横臂升降装置；22、导电横臂及炉盖旋开装置；23、导电横臂；24、短网；25、变压器；26、炉盖；27、上炉壳；28、多功能炉壁枪；29、炉渣及钢液温度监测装置；30、倾动摇架；31、水冷电缆；32、升降平台；33、废气监测装置；34、加料斗称量装置；35、下炉壳。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，包括感应升温竖井2、电弧炉1和废钢预热室5；感应升温竖井2为上下两端均开放的筒形结构，感应升温竖井2的上端为感应升温竖井2的入口，感应升温竖井2的下端为感应升温竖井2的出口，感应升温竖井2能够对感应升温竖井2内的炉料进行电磁感应加热；电弧炉1含有上下设置的炉盖26和炉身，该炉身含有上下设置的上炉壳27和下炉壳35，该炉身上设有多功能炉壁枪28，感应升温竖井2的下部与电弧炉1密封连接，感应升温竖井2的出口位于电弧炉1内；废钢预热室5位于感应升温竖井2的上方，废钢预热室5的出口与感应升温竖井2的入口对应密封连接，废钢预热室5的侧壁上设有能够向废钢预热室5内喷吹氧气和燃气的二次燃烧枪7，如图1所示。本专利技术所述用废钢炼钢的炼钢设备在全密闭的状态下，采用留钢留渣操作，通过感应升温、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，同时对废钢进行多方位多角度的加热并至熔化，在被感应升温的废钢同时还被来自氧气与燃气助熔、电弧熔炼及吹氧喷碳产生的烟尘和废气进行预热，待废钢熔化达到一定比例后本文档来自技高网...

【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：感应升温竖井(2)，为上下两端均开放的筒形结构，感应升温竖井(2)能够对感应升温竖井(2)内的炉料进行电磁感应加热；电弧炉(1)，含有上下设置的炉盖(26)和炉身，该炉身含有上下设置的上炉壳(27)和下炉壳(35)，该炉身上设有多功能炉壁枪(28)，感应升温竖井(2)的下部与电弧炉(1)密封连接，感应升温竖井(2)的出口位于电弧炉(1)内；废钢预热室(5)，位于感应升温竖井(2)的上方，废钢预热室(5)的出口与感应升温竖井(2)的入口对应连接，废钢预热室(5)的侧壁上设有能够向废钢预热室(5)内喷吹氧气和燃气的二次燃烧枪(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：感应升温竖井(2)，为上下两端均开放的筒形结构，感应升温竖井(2)能够对感应升温竖井(2)内的炉料进行电磁感应加热；电弧炉(1)，含有上下设置的炉盖(26)和炉身，该炉身含有上下设置的上炉壳(27)和下炉壳(35)，该炉身上设有多功能炉壁枪(28)，感应升温竖井(2)的下部与电弧炉(1)密封连接，感应升温竖井(2)的出口位于电弧炉(1)内；废钢预热室(5)，位于感应升温竖井(2)的上方，废钢预热室(5)的出口与感应升温竖井(2)的入口对应连接，废钢预热室(5)的侧壁上设有能够向废钢预热室(5)内喷吹氧气和燃气的二次燃烧枪(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，感应升温竖井(2)含有电磁感应加热装置、水冷壁和内衬(3)，感应升温竖井(2)的下端位于电弧炉(1)内，炉料能够同时在感应升温竖井(2)和电弧炉(1)内堆积。3.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，废钢预热室(5)的出口与感应升温竖井(2)的入口之间设有插棍阀(4)，废钢预热室(5)的入口位于废钢预热室(5)的上部，废钢预热室(5)的入口处设有能够升降的加料门(6)。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，废钢预热室(5)的上方设有用于捕集烟尘的除尘罩(8)，除尘罩(8)内设有废气监测装置(33)，感应升温竖井(2)的下部设有多功能炉壁枪(28)。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，感应升温竖井(2)外设有用于向废钢预热室(5)内加入炉料的废钢加料系统，所述废钢加料系统含有加料斗(9)、加料小车(10)、加料斗倾翻液压缸(11)和加料小车导轨(12)，加料斗(9)的底部设有加料斗称量装置(34...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宏涛，李传民，王佳，李佳辉，韩国瑞，张温永，曹建宁，常旭，李强，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