一种提高铁水中石墨析出量的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及资源综合利用领域，具体涉及一种提高铁水中石墨析出量的装置及方法。装置包括高炉铁水沟，高炉铁水沟底部设有多个喷吹管道，喷吹管道另一端通过输送管道与煤粉供料系统连接。方法为通过喷吹管道向高炉出铁的铁水沟中喷吹煤粉提高铁水中的碳含量，然后随铁水冷却，铁水中碳过饱和，析出石墨。本发明专利技术向铁水沟中喷吹煤粉，利用较高的铁水温度和铁水流动产生的搅拌动能促进煤粉快速、高效溶解，增加了铁水中的碳含量，并采用适宜的高炉铁水冷却速度，显著提高了同等条件下后续石墨的析出比例；以煤粉形式喷入铁水中的碳素最终以石墨形式析出，大大提升了钢铁冶金的附加值，具有显著的经济效益；对新兴石墨资源的开发也具有显著影响。著影响。著影响。

【技术实现步骤摘要】
一种提高铁水中石墨析出量的装置及方法


[0001]本专利技术涉及资源综合利用领域，具体涉及一种提高铁水中石墨析出量的装置及方法。

技术介绍

[0002]石墨是一种非金属矿产资源，在我国钢铁冶金行业生产过程中也会副产大量的大鳞片石墨。高炉含碳铁水由于铁水温度变化会导致铁水中的碳元素过饱和而析出集结大鳞片石墨，这种集结的大鳞片石墨经收集提纯后具有和天然大鳞片石墨相同的性能。但是现阶段，钢铁冶金行业基本不会考虑石墨析出的问题，所以铁水中的石墨析出量较少，经济效益不高。

技术实现思路

[0003]针对现有技术铁水中石墨析出量较低的技术问题，本专利技术提供一种提高铁水中石墨析出量的装置及方法，利用铁水含碳量越高石墨析出越早、析出的比例也越多的原理，提高了石墨的回收比例。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种提高铁水中石墨析出量的装置，包括高炉铁水沟，高炉铁水沟的底部设有多个喷吹管道，喷吹管道另一端通过输送管道与煤粉供料系统连接。
[0005]进一步的，煤粉供料系统包括煤仓，煤仓的输出端连通载气气源。
[0006]进一步的，喷吹管道的长度方向与高炉铁水沟的长度方向呈锐角，且喷吹管道的倾斜角度与高炉铁水沟内铁水流动方向一致；喷吹管道采用镁质耐高温材料，喷吹管道直径为8mm，相邻喷吹管道的间隔为1
‑
1.5m。
[0007]进一步的，输送管道直径为80
‑
100mm。
[0008]第二方面，本专利技术提供一种提高铁水中石墨析出量的方法，使用上述装置，向高炉出铁的铁水沟中喷吹煤粉提高铁水中的碳含量，之后铁水冷却，铁水中碳过饱和，析出石墨。
[0009]进一步的，采用氮气为载气输送煤粉；氮气流量为2000
‑
3500Nm3/h，压力为1.1
‑
1.2MPa。
[0010]进一步的，煤粉粒径为1
‑
2mm，剂量为1
‑
1.5kg/min。
[0011]进一步的，喷吹煤粉时高炉出铁水的温度为1520℃。
[0012]进一步的，喷吹煤粉后，铁水含碳量高于4.3％。
[0013]进一步的，铁水的冷却方式为空冷，如随转运、散热冷却，铁水冷却速度为0.5
‑
50℃/min。片状石墨析出的量和几何尺寸受铁水降温冷却速度的影响，冷却速度大于50℃/min时，片状石墨析出的量较少，并且几何尺寸较小，而较慢的冷却速度会使片状石墨产生数量较多，几何尺寸相对较大，所以适宜的冷却速度(0.5
‑
50℃/min)是片状石墨大量析出的充分条件。
[0014]本专利技术的有益效果在于：
[0015]本专利技术向铁水沟中喷吹煤粉，利用较高的铁水温度和铁水流动产生的搅拌动能促进喷吹煤粉快速、高效溶解，增加了铁水中的碳含量，并采用适宜的高炉铁水冷却速度，显著提高了同等条件下后续石墨的析出比例；以煤粉形式喷入铁水中的碳素最终以石墨的形式析出，大大提升了钢铁冶金的附加值，具有显著的经济效益；本专利技术对钢铁行业副产品的回收和高值化应用以及新兴石墨资源的开发均具有显著影响。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是实施例1中装置沿铁水沟长度方向的剖面示意图。
[0018]图2是实施例1中装置的断面示意图。
[0019]图中，1
‑
铁水沟，2
‑
喷吹管道。
具体实施方式
[0020]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例1
[0022]一种提高铁水中石墨析出量的装置，包括高炉铁水沟，高炉铁水沟的底部设有多个喷吹管道，喷吹管道的长度方向与高炉铁水沟的长度方向呈锐角，且喷吹管道的倾斜角度与高炉铁水沟内铁水流动方向一致，喷吹管道另一端通过输送管道与煤粉供料系统连接，煤粉供料系统包括煤仓，煤仓的输出端连通载气气源；其中，输送管道直径为80
‑
100mm，喷吹管道采用镁质耐高温材料，喷吹管道直径为8mm，相邻喷吹管道的间隔为1
‑
1.5m。
[0023]实施例2
[0024]使用实施例1装置向高炉出铁的铁水沟中喷吹煤粉，高炉出铁水的温度为1520℃，煤粉粒径为1
‑
2mm，剂量为1
‑
1.5kg/min，氮气流量为2000
‑
3500Nm3/h，压力为1.1
‑
1.2MPa，使铁水含碳量高于4.3％，之后铁水在转运、散热过程中空冷，控制铁水冷却速度为0.5
‑
50℃/min，铁水中碳变为过饱和，析出石墨。
[0025]以某钢厂5100m3高炉出铁为例。铁水沟底部喷吹煤粉粒径为2.0mm，剂量为1.5kg/min；喷吹氮气流量为3000Nm3/h，压力为1.2MPa；输送管道Φ100mm；喷吹管道Φ8mm，相邻喷吹管道间隔1m；控制铁水冷却速度为0.5℃/min；在铁水预处理除尘烟气中收集到的石墨含量达到4.1％，相较于未喷吹煤粉时，铁水脱硫渣中石墨含量提高了15％。
[0026]以某钢厂3200m3高炉出铁为例。铁水沟底部喷吹煤粉粒径为1.0mm，剂量为1kg/min；喷吹氮气流量为2500Nm3/h，压力为1.1MPa；输送管道Φ80mm；喷吹管道Φ8mm，相邻喷吹管道间隔1.2m；控制铁水冷却速度为0.5℃/min；在铁水预处理除尘烟气中收集到的石墨含量达到3.6％，相较于未喷吹煤粉的工艺，铁水脱硫渣中石墨含量提高了12％。
[0027]尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本专利技术进行了详细描述，但本专利技术并不限于此。在不脱离本专利技术的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本专利技术的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本专利技术的涵盖范围内/任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高铁水中石墨析出量的装置，其特征在于，包括高炉铁水沟，高炉铁水沟底部设有多个喷吹管道，喷吹管道另一端通过输送管道与煤粉供料系统连接。2.如权利要求1所述的一种提高铁水中石墨析出量的装置，其特征在于，煤粉供料系统包括煤仓，煤仓的输出端连通载气气源。3.如权利要求1所述的一种提高铁水中石墨析出量的装置，其特征在于，喷吹管道的长度方向与高炉铁水沟的长度方向呈锐角，且喷吹管道的倾斜角度与高炉铁水沟内铁水流动方向一致；喷吹管道采用镁质耐高温材料，喷吹管道直径为8mm，相邻喷吹管道的间隔为1
‑
1.5m。4.如权利要求1所述的一种提高铁水中石墨析出量的装置，其特征在于，输送管道直径为80
‑
100mm。5.一种提高铁水中石墨析出量的方法，其特征在于，向高炉出铁的铁水沟中喷吹煤粉提高铁水中的碳含量，之后铁水冷却，铁水中碳过饱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王念欣，曾晖，王玉民，王兴，陈万福，孙宗辉，张戈，栾吉益，董洪壮，袁宇皓，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：