一种一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备制造技术

本实用新型专利技术的一种一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备，属于冶金技术领域，设备包括相连接的电弧炉和废钢预热竖炉，电弧炉上方设有排烟管，排烟管与废钢预热竖炉连接，废钢预热竖炉竖直段通道为N段式预热通道，由下向上依次包括一层废钢预热段，二层废钢预热段，

【技术实现步骤摘要】
一种一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备


[0001]本技术属于冶金
，特别涉及一种一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备。

技术介绍

[0002]我国是世界产钢第一大国，而且都是以长流程为主。长流程钢铁冶炼工艺的碳排放量远大于短流程的电弧炉冶炼工艺，所以我国在今后的发展上一定会逐渐限制长流程，鼓励发展短流程。但是我国目前的主体电力还是来自于火电，经过二次能源转换，能源利用率低，火力发电的能源转化率仅在40％左右，且排放量仍然很大，而且很多传统电弧炉炉气余热利用不好，因此导致电耗偏高，综合碳排放量仍然偏高，因此需要开发低碳节能的短流程技术，提高能源利用率。
[0003]目前电弧炉也设有喷煤枪，但是目的是为了造泡沫渣；也设喷氧气枪，目的是加速废钢熔化和升温，但是是以钢铁料烧损为代价的。因此废钢金属收得率只有90％左右。
[0004]目前很多废钢预热尾气的治理也存在问题，硫、硝、二噁英都没有处理，造成排放超标。电弧炉的烟气温度波动太大，目前的烟气治理技术无法适应电弧炉烟气。
[0005]为解决上述问题，我们开发了一种低碳环保的电弧炉冶炼工艺及设备。可以取得很好的节能低碳环保效果。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备，选择增加在电弧炉内的一次能源燃烧来补充热能，采用一次能源替代二次能源，以获得更大的减炭效益，燃料选择煤或燃气等，根据当地的资源情况确定。传统废钢加热通常是烟气进入通道和废钢下料通道共用。这样会造成第一层机械手承受的温度高，材料难选择。采用水冷，会有安全隐患。同时熔化的废钢也容易造成机械手粘接。为此我们采用废钢下料和烟气进入竖炉分道通行。即废钢下料通道不走烟气，烟气单独通过烟道进入竖炉。为布气均匀，竖炉采用环形烟道多支管进入炉内。
[0007]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]一种一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备，包括相连接的电弧炉1和废钢预热竖炉2，所述的电弧炉1上方设有排烟管3，所述的排烟管3与废钢预热竖炉2连接。
[0009]由于电弧炉几何尺寸高度低、空间小的缺点，燃烧炉气换热时间短，燃烧的热量不能充分利用，这是制约电弧炉内燃烧的根本原因。因此在电弧炉后增加废钢预热竖炉，让逃逸的高温烟气加热废钢，通过与废钢换热，降低排烟温度，提高能源利用率。
[0010]通过废钢预热提高入炉废钢温度，缩短废钢熔化时间，既缩短了冶炼周期，也降低了二次能源
‑
电的消耗。
[0011]所述的电弧炉1炉壁轴向上方间隔均匀设有若干个强还原性气体喷嘴5，轴向下方间隔均匀设有若干个氧煤枪/氧燃抢4。
[0012]所述的废钢预热竖炉2包括上部竖直通道和底部斜下料通道，所述的废钢预热竖炉2设置在电弧炉1的斜上方，二者通过斜下料通道连接。
[0013]所述的废钢预热竖炉2炉底设有旋转翻板阀8，并配合设置锁定插销。
[0014]所述的废钢预热竖炉2竖直段通道为N段式预热通道，具体的，由下向上依次包括一层废钢预热段，二层废钢预热段，
…
，N层废钢预热段，N＝2
‑
4。
[0015]所述的废钢预热竖炉2竖直段通道由下向上依次设有第一层机械手10
‑
1，第二层机械手10
‑
2，
…
，第N
‑
1层机械手，所述的旋转翻板阀8与第一层机械手10
‑
1之间形成一层废钢预热段，所述的第二层机械手10
‑
2与第一层机械手10
‑
1之间形成二层废钢预热段，
…
，所述的第N
‑
1层机械手以上形成N层废钢预热段。
[0016]所述的废钢预热竖炉2的竖炉段N段式预热通道中的一层废钢预热段，二层废钢预热段，
…
，N
‑
1层废钢预热段侧壁底部均设有环形烟道，所述的环形烟道一端通过支气管与废钢预热竖炉2连接，另一端与排烟管3连接。
[0017]与第2层废钢预热段侧壁底部环形烟道连接的排烟管/连接烟道3上设有耐高温耐材阀门12，所述的耐高温耐材阀门12与该层环形烟道之间设有二次燃烧室13。
[0018]所述的各层机械手用于托扶废钢，为避免竖炉废钢料层太高对下部废钢静压力太大，恶化透气性，同时为了出料方便，废钢预热竖炉2设各层机械手将废钢分层加热。根据电弧炉容量、常用废钢品种和机械手承重能力设计分层数。以三层为例描述废钢分层预热过程如下：在设备运行过程中，第一层废钢落在炉底旋转翻板阀8上，第二层废钢用第一层机械手托扶，第三层废钢用第二层机械手托扶，每层废钢量按照电弧炉装入量的二分之一设计，每炉废钢分两次加入。
[0019]所述的第一层机械手与第一层废钢料顶之间设有二次燃烧段，所述的二次燃烧段配合设有助燃气体喷吹系统。
[0020]在第一层废钢顶与第二层废钢底之间设置助燃气体喷嘴，此处设置一支小型氧燃枪，作为点火器使用，氧燃枪位置尽量远离机械手。
[0021]第一层废钢接受烟气温度最高，当下部废钢加热到软化温度时，由于废钢软化变形密度增加，整个竖炉系统阻力会增加，当阻力达到设定限值时，控制系统启动打开连接烟道上的耐高温耐材阀门12，绝大部分烟气会直接进入第二层废钢区。由于此时烟气不再经过炉内二次燃烧段，为此在耐材阀门后进入上环形烟道9
‑
2前设置了二次燃烧室13，未燃尽燃气在进入上环形烟道9
‑
2前在二次燃烧室13内燃烧，控制过氧系数，避免废钢氧化。
[0022]所述的二次燃烧段助燃气体喷入量受炉顶一氧化碳浓度控制，喷入至炉顶一氧化碳浓度达到不超过当地环保排放标准，所述的废钢预热竖炉2炉顶设一氧化碳检测仪，随时获得炉顶一氧化碳浓度。
[0023]所述的废钢预热竖炉2竖直段各层废钢预热段高度按照工艺要求的每次废钢加入量设计，要充分考虑废钢密度的变化和下料造成的堆密度变化，避免彭料造成的设备无法正常运行，废钢要相对稳定。
[0024]所述的斜下料通道上设有耐材密封阻隔阀7，以防止斜下料通道串气和电弧炉1辐射热对废钢预热竖炉2底部设备造成高温伤害。
[0025]所述的废钢预热竖炉2的炉顶设有加料等静压室14，炉顶侧壁连接有竖炉排烟管道，所述的竖炉排烟管道上依次设有管道反应器15，除尘器16，引风机17和烟囱18，引风机
入口设有放气阀19，所述的烟囱18，按照当地环保要求设计合理高度。
[0026]所述的废钢斜下料通道与电弧炉1炉体之间设有间隙，并通过密封系统6封闭；所述的排烟管3与电弧炉1炉体之间设有间隙，并通过液压密封环11封闭，以便于电弧炉出钢、出渣等转动操作，在电弧炉需要倾动时，打开封闭系统，电弧炉可以自由实现倾动作业。
[0027]所述的废钢预热竖炉2的斜下料通道与电弧炉1加料口之间留有移动间隙，用密封系统6封闭连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备，其特征在于，包括相连接的电弧炉和废钢预热竖炉，所述的电弧炉上方设有排烟管，所述的排烟管与废钢预热竖炉连接，所述的废钢预热竖炉炉底设有旋转翻板阀，其中：所述的废钢预热竖炉竖直段通道为N段式预热通道，具体的，由下向上依次包括一层废钢预热段，二层废钢预热段，
…
，N层废钢预热段，N=2
‑
4；所述的废钢预热竖炉竖直段通道由下向上依次设有第一层机械手，第二层机械手，
…
，第N
‑
1层机械手，所述的旋转翻板阀与第一层机械手之间形成一层废钢预热段，所述的第二层机械手与第一层机械手之间形成二层废钢预热段，
…
，所述的第N
‑
1层机械手以上形成N层废钢预热段；所述的废钢预热竖炉的竖炉段N段式预热通道中的一层废钢预热段、二层废钢预热段、
…
，与N
‑
1层废钢预热段侧壁底部均设有环形烟道，所述的环形烟道一端通过支气管与废钢预热竖炉连接，另一端与排烟管连接。2.根据权利要求1所述的一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备，其特征在于，所述的电弧炉炉壁轴向上方间隔均匀设有若干个强还原性气体喷嘴，轴向下方间隔均匀设有若干个氧燃枪。3.根据权利要求1所述的一次燃烧辅助加热电弧炉炼钢设备，其特征在于，所述的废钢预热竖炉包括上部竖直通道和底部斜下料通道，所述的废钢预热竖炉设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙中强，
申请(专利权)人：沈阳东大山汇环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：