电弧炉的热态DRI供料系统及热态DRI炼钢系统技术方案

技术编号:41239589 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-09 23:52
本技术提供了一种电弧炉的热态DRI供料系统及热态DRI炼钢系统,该热态DRI供料系统包括:输送槽、密闭罩、耐热槽、耐火填充层、进料管道、出料管道和水平振动装置,水平振动装置与输送槽直接或间接连接以驱动输送槽进行水平振动;密闭罩设置于输送槽的上方且密封配合,耐热槽设置于输送槽内,耐热槽的顶面与密闭罩之间设置有耐火填充层,耐热槽的底壁与输送槽之间设置有耐火填充层,耐热槽的侧壁与输送槽之间设置有耐火填充层,输送槽、密闭罩与耐热槽固定连接;进料管道和出料管道分别与耐热槽的容纳空间连通,解决了直接还原铁在竖炉工序和电炉工序之间进行热态输送的难度较大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及炼钢装备的,尤其涉及一种电弧炉的热态dri供料系统及热态dri炼钢系统。


技术介绍

1、氢冶金+电弧炉的低碳炼钢工艺路线,为钢铁产业绿色低碳冶金工艺路线的代表,目前,氢冶金主要通过氢气和co的混合气体将铁矿石在气基竖炉内进行还原后得到直接还原铁(direct reduced iron,简称dri),以作为下一道工序电弧炉炼钢的原料。

2、dri进入下一道工序电弧炉炼钢的方式有冷态和热态两种。

3、采用冷态直接还原铁作为电炉的原料时,可以采用常规的皮带机和氮气密封仓即可实现dri的连续入炉,设备简单可靠、生产稳定顺行。但用冷态直接还原铁作为原料炼钢,电炉能耗过高,增加电炉炼钢生产成本。

4、采用热态dri作为电炉炼钢原料,由于600℃的直接还原铁本身给电炉带入了一定的物理热,则可以大大降低电炉炼钢的电耗及冶炼时间。同时,采用热态直接还原铁直接热装电炉后,也可减少直接还原工序后部用来冷却热直接还原铁的能源及物料。dri装入电炉的温度每增高100℃可节约电能25度/t钢左右,按600℃入炉温度,相比冷料入炉可节约电能150度/t钢,按0.6元/度核算,吨钢成本可节约90元。按年产100万t计算,每年节约成本9000万,设备投资按8000万核算,企业一年内可以回本。

5、因此,实现直接还原铁在氢冶金工序和电炉工序之间的热态储存和转运,对于氢冶金+电弧炉的低碳炼钢工艺路线的节能降耗具有重要意义。

6、但热态(大约600℃)直接还原铁在送入炼钢车间过程中需要采用耐高温的设备进行转运,同时必须杜绝与空气接触,否则容易出现二次氧化问题。当前,dri热装入电炉技术主要存在重力直送、链斗转运和气力输送等三种技术。

7、一些炼钢厂采用气力输送的方法实现了直接还原铁的热送及热装电炉,但其投资和运行成本均很大。气力输送的优点包括:(1)输送管道占地面积和空间小,走向灵活,降低厂房建设成本,易于管理;(2)由于管道内密闭,因此物料漏损、粉尘飞扬量少,工人工作环境较好,输送过程中不受外界环境的影响;(3)设备操作控制容易实现自动化;(4)可进行远距离,连续的大批量物料输送;另外,在输送过程中可进行部分工艺(干燥、冷却、混合、分选等)的操作,降低工作周期。气力输送的缺点包括:(1)动力消耗较大;(2)设备磨损严重;(3)输送的物料受到此工艺的限制,不能输送潮湿易黏结易碎的物料;(4)由于气力输送要经历三种床态,运输时是连续流态化床,所以对物料的流速不易控制。

8、由美国midrex技术公司(连续重力流直接还原厂方案的创始者)针对竖炉与电炉的状况设计的重力输送系统,也叫热连接系统,具有缺点:需要将直接还原铁的出料口高于电炉的入料口,造成竖炉基础高度大幅增加,增加了工程投资和施工难度。同时此方法要求竖炉紧贴电炉布置,一定程度上限制了电炉的工艺布置。

9、之后,essar钢厂用的耐热容器罐车输送系统,也需要利用板式输送机,实现热态dri的横向移动。

10、德国aumund公司开发设计的一种热送系统,安装在沙特钢铁公司的新输送系统(裙板斗式输送系统),是一种料筐保护输送系统。任一个料筐都采用耐火材料研制而成,专为热态物料的输送而设计。

11、裙板斗式输送机bzb250型设备的倾斜角可达60°。其窄曲率半径为空间受到限制的工厂的方案设计提供了一个明显优点。输送机为重载、耐高温应用而设计。此系统的一个重要特点是斗布置紧密,因此能够输送一些易产生灰尘的极细粒度的物料。为提高斗的稳定性和保证安全操作,斗底部装配了一体式横梁。根据个别工厂结合自身厂房及输送的要求,料斗设计为可以前向或后向搭接,使设备更加灵活。标准斗规格可达1.6米宽,输送能力能满足所以客户的研究。频率控制马达使输送速度能够与变化的输送能力相匹配。另外,驱动装置或斗容量高度监视系统是设备的一部分。

12、中国专利技术专利cn102161423b公开了一种链斗式热直接还原铁输送机,由秦皇岛西重所燕大重型机械研究院有限公司持有,该热直接还原铁输送机的机架固定在平台上,卸料仓安装在输送机的后部,主动链轮由与电机输出轴联接的减速机驱动,机架的前部安装从动链轮后部安装主动链轮,在从动链轮和主动链轮之间设置辊子轨道,主动链轮和从动链轮的齿廓为匀速齿廓。运料小车的两侧分别与链节相连接,由链节构成的链条在辊子轨道上运行。运料小车的车体由保温层、隔热层和支撑层组成。上、下保温密封罩固定在机架上,上、下保温密封罩的两侧边缘与两侧链条链节之间采用弹簧滑块滑道装置密封。弹簧滑块滑道装置的滑块与链节的密封滑道相接触,弹簧滑块滑道装置的u型槽与滑块滑动配合,滑块的上部装有弹簧,滑块的下部加工凹槽。密封通油孔上部连通管与润滑油站连通,密封通油孔下部通入滑块的凹槽内。密封氮气孔上部连通管与气站连通,密封氮气孔下部通入氮气仓之内。氮气仓设置在滑块的外侧,用于对密封滑道的二次密封,用螺栓和压板将“l”弹性密封毡安装在弹簧滑块滑道装置的外侧,“l”弹性密封毡的下端部压紧在密封滑道上。

13、中国专利技术专利cn102161423b公开的链斗式热直接还原铁输送机始终未能工程化,不乏有许多还未解决的问题存在。热直接还原铁输送涉及的是高温物料输送,常规的输送系统耐温仅仅能够到250℃左右,而热直接还原铁出炉温度一般在600~850℃左右,中国专利技术专利cn102161423b公开的链斗式热直接还原铁输送机,必须采用有耐火材料保护的钢结构运输体系内进行运输,工艺角度存在较大困难:

14、1)料斗的内层耐热钢板和外层结构件钢板之间由耐火材料或绝热材料填充。这种结构复杂、重量大,增加了运维成本和工程投资;内层钢板的温度会介于25~850℃,且由于不锈钢导热系数较小容易形成温度不均匀分布,这就会导致内层耐热不锈钢板变形、扭曲,而不采用内层耐热不锈钢板耐火材料在热直接还原铁的冲砸下也会出现剥落,使得外层结构件钢板受热变形失效。

15、2)中国专利技术专利cn102161423b提出的氮气密封设想存在着矛盾点,气体流动速度和散热成正比,所以为了使运输舱内温度不大于250℃,需要提供大量氮气对结构件流动冷却,而要保证热直接还原铁热量流失较慢就必须要求料斗内的气体尽量不流动,所以,如何解决这一矛盾也成为该设备是否能够正常运转的关键技术。

16、3)由于中国专利技术专利cn102161423b公开的链斗式热直接还原铁输送机中的链轮形式和料斗形式存在着链条系统振动问题,如链条节距节距p=900mm的链条,主动链轮采用10齿链轮,则主动链轮分度圆半径r=1456.23mm,主动链轮角速度为6.88r/min,最大链速和最小链速两者相差0.49m/min,多边形效应比较显著,而且由于物料输送斗、物料、链节的质量比较大,产生的惯性力也较大,链轮的冲击将比较大;由于钢铁联合企业的输送距离较长,设备较重,因此这种多边形效应所引起的冲击已不容忽视。

17、综上,直接还原铁在竖炉工序和电炉工序之间进行热态输送的难度较大。


...

【技术保护点】

1.一种电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,包括:输送槽(10)、密闭罩(20)、耐热槽(30)、耐火填充层(40)、进料管道(51)、出料管道(52)和水平振动装置(70),所述水平振动装置(70)与所述输送槽(10)直接或间接连接以驱动所述输送槽(10)进行水平振动;

2.根据权利要求1所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

6.根据权利要求4所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

7.根据权利要求1所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

8.根据权利要求1所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

9.根据权利要求8所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

10.根据权利要求8所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

11.根据权利要求1-10中任一项所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

12.根据权利要求11所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

13.根据权利要求1-10中任一项所述的电弧炉的热态DRI供料系统,其特征在于,

14.一种热态DRI炼钢系统,其特征在于,包括:

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【技术特征摘要】

1.一种电弧炉的热态dri供料系统,其特征在于,包括:输送槽(10)、密闭罩(20)、耐热槽(30)、耐火填充层(40)、进料管道(51)、出料管道(52)和水平振动装置(70),所述水平振动装置(70)与所述输送槽(10)直接或间接连接以驱动所述输送槽(10)进行水平振动;

2.根据权利要求1所述的电弧炉的热态dri供料系统,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的电弧炉的热态dri供料系统,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的电弧炉的热态dri供料系统,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的电弧炉的热态dri供料系统,其特征在于,

6.根据权利要求4所述的电弧炉的热态dri供料系统,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘宏涛王少臣李佳辉王永涛
申请(专利权)人:中冶京诚工程技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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