CN107604159A - 一种利用冶金余热生产低价铁料的方法及加料装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于炼钢生产技术领域，公开了一种利用冶金余热生产低价铁料的方法及加料装置，以解决现有技术中取得铁料成本高、冶金余热不能充分利用的问题，该方法包括生产氧化铁含碳球团、选择冶金余热、安装加料装置、投入氧化铁含碳球团、氧化铁含碳球团以及钢渣中氧化铁的还原几个步骤，加料装置，包括支架，支架上装有料仓，料仓的下部设有仓壁振动器，料仓的底部设有倾斜向下的出料咀，出料咀的出口安装有插板阀，插板阀的下部设有冶金余热反应装置。本发明为氧化铁的还原提供热力学条件，从而生产出成本低廉的铁冷料满足炼钢生产，对于降低钢铁料成本具有重要的意义，而且有利于节能降耗。

Description

一种利用冶金余热生产低价铁料的方法及加料装置

技术领域

本发明涉及炼钢生产技术领域，具体涉及一种利用冶金余热生产低价铁料的方法及加料装置。

背景技术

目前炼钢系统铁料的取得方式，对于液态炼钢生铁，主要是通过高炉炼铁直接供应。其它钢铁冷料的生产方式有如下几种：一是内部的事故铸铁，二是企业内部回收废钢铁（轧钢系统的轧废与氧化铁皮，炼钢系统的废坯、转炉渣钢、盛钢桶注余、中间包注余以及跑漏钢等）。三是外购的铁块、废钢，主要是小型高炉生产的铁块、国民经济各个领域的废钢以及直接还原铁。企业内部回收的铁料，价格相对低廉，但数量有限，不能满足转炉冶炼的热平衡要求和金属平衡要求。外购的铁料由于这些生产或回收铁料企业的盈利需求，其价格昂贵，制约了炼钢钢铁料成本的降低。

要降低钢铁料的成本，一种方式是利用管理和技术手段加强铁料的回收、减少铁料的浪费从而降低单耗。但目前钢铁企业在这方面对比以前已经取得了长足进步，在此方面开展工作，降低钢铁料成本的潜力已不大。以前总是尝试利用以上现有物料的最合理的搭配降低结构成本或降低液态铁水的成本，但其它方式却未尝试。另外，转炉渣物理热、盛钢桶注余渣物理热以及中间包注余物理热目前在钢铁冶金企业没有有效的利用方式。即使是利用，也只是通过与水的热交换来生产热水与蒸汽，但这些热介质在温暖或炎热的季节是过剩的，简单的以水换热也就不能体现出显著的效益。而利用钢渣的物理热来为还原反应创造条件，在国内冶金企业尚未尝试，造成这些冶金余热的极大浪费，现有技术无法解决上述问题，在此形势下，亟需一种全新的、节能降耗的思路来降低钢铁料成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中取得铁料成本高、冶金余热不能充分利用的问题，提供了一种利用冶金余热生产低价铁料的方法，

本发明的另一个目的是提供了一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用冶金余热生产低价铁料的方法，其特征是，包括以下步骤：

1）生产氧化铁含碳球团：将精矿粉或自产氧化铁皮与碳素材料以及粘结剂按比例混配后经对辊压球机压制成氧化铁含碳球团，干燥后备用；

且氧化铁含碳球团理化指标为：Tfe%≥45，P%≤0.150，S%≤0.100，C%≥15，粒度为10-50mm，占比80%，抗压强度为1000N/球；

2）选择冶金余热：选择的冶金余热包括高温转炉渣、连铸机停浇后的中包注余钢液、盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣；

3）安装加料装置：选择高温转炉渣作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在高温转炉平台的炉后区域；选择连铸机停浇后的中包注余钢液作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在连铸机中包车上；选择盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在盛钢桶注余倾倒渣盘摆放区旁边；

4）投入氧化铁含碳球团：对于转炉渣罐：在每炉向转炉渣罐倒完渣后从加料装置将氧化铁含碳球团加在液态钢渣面上；对于连铸机停浇后的中包：在每浇次停浇后从加料装置将含碳球团加入液态钢液表面；对于盛钢桶注余倾倒渣盘: 在倒完最后一次盛钢桶注余时，将氧化铁含碳球团加入重锤捣开的液态钢渣的表面；

5）氧化铁含碳球团以及钢渣中氧化铁的还原：在液态钢液或液态钢渣的高温下，碳素与氧化铁发生还原反应，氧化铁含碳球团以及钢渣中的铁元素均被还原出来。

作为本发明进一步改进，高温转炉渣、连铸机停浇后的中包注余钢液以及盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣的温度均在1200℃以上。

作为本发明进一步改进，碳素为细粒度的低价料。

作为本发明进一步改进，粘结剂为经过浸泡陈化的石灰窑除尘灰水浸浆料。

一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，包括支架，支架上装有料仓，料仓的下部设有仓壁振动器，料仓的底部设有倾斜向下的出料咀，出料咀的出口安装有插板阀，插板阀的下部设有冶金余热反应装置。

作为本发明进一步改进，冶金余热反应装置包括设置在插板阀下部的受料槽，受料槽的出口连接有摆动型的下料溜管，下料溜管的下端放置有转炉渣罐。

作为本发明进一步改进，冶金余热反应装置包括设置在插板阀下部的连铸机停浇后的中包。

作为本发明进一步改进，所述冶金余热反应装置包括设置在插板阀下部的盛钢桶注余倾倒渣盘，盛钢桶注余倾倒渣盘上设有锥形钢制罩子，锥形钢制罩子包括焊接的四块侧板，侧板的顶部焊接有顶板，顶板上设有排气、进料一体孔。

作为本发明进一步改进，锥形钢制罩子为锥形四棱台结构且锥形钢制罩子的内部通过钢丝网固定有耐火材料。

作为本发明进一步改进，料仓的侧壁设有观察爬梯，支架上设有四根加强筋条。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明的利用冶金余热生产低价铁料的方法，按一定配比生产氧化铁含碳球团，利用对辊压球机压球，对物料的适应性广，成球率高，加工工艺简单，成本低廉。之后充分利用转炉渣余热、连铸机停浇后的中包注余钢液余热、盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣的余热，这些余热在钢铁企业广泛存在，易于获取，温度显著高于铁的还原温度，持温时间长，是理想的还原热源，为氧化铁的还原提供热力学条件，从而生产出成本低廉的铁冷料满足炼钢生产，对于降低钢铁料成本具有重要的意义，而且有利于节能降耗。

本发明的利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，结构简单、操作方便，且可以方便灵活地安装在转炉平台的炉后区域、连铸机中包车上、盛钢桶注余的倾倒渣盘摆放区旁边，为氧化铁含碳球团及氧化铁的还原做好准备。

本发明在盛钢桶注余倾倒渣盘上设置锥形钢制罩子，氧化铁含碳球团通过锥形钢制罩子上的排气、进料一体孔加在盛钢桶注余倾倒渣盘的渣子上。加上锥形钢制罩子不仅防止渣子飞溅，同时还起到保温作用，保证了还原反应较快进行。

附图说明

图1为本发明的加料装置的结构示意图。

图2 为本发明的锥形钢制罩子的结构示意图。

附图标记含义如下：1. 料仓；2. 观察爬梯；3. 出料咀；4. 插板阀；5. 支架；6.加强筋条；7. 受料槽；8. 下料溜管；9. 仓壁振动器；10. 侧板；11. 顶板；12. 排气、进料一体孔；13. 转炉渣罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步改进。

一种利用冶金余热生产低价铁料的方法，包括以下步骤：

1）生产氧化铁含碳球团：将精矿粉或自产氧化铁皮与低价细粒度的碳素材料以及粘结剂按比例混配后经对辊压球机压制成氧化铁含碳球团，干燥后备用，粘结剂为廉价的石灰窑除尘灰水浸浆料，且粘结剂需在加工厂浸泡陈化。

氧化铁含碳球团理化指标为：Tfe%≥45，P%≤0.150，S%≤0.100，C%≥15，粒度为10-50mm，占比80%，抗压强度为1000N/球。

2）选择冶金余热：可以选择的冶金余热包括高温转炉渣、连铸机停浇后的中包注余钢液、盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣，高温转炉渣、连铸机停浇后的中包注余钢液以及盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣的温度均在1200℃以上，球团还原所利用的热源是以往无法有效利用的高温转炉渣、连铸机停浇后的中包注余钢液以及盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣的高位显热。

3）安装加料装置：选择高温转炉渣作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在高温转炉平台的炉后区域；选择连铸机停浇后的中包注余钢液作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在连铸机中包车上；选择盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在盛钢桶注余倾倒渣盘摆放区旁边。

4）投入氧化铁含碳球团：对于转炉渣罐：在每炉向转炉渣罐倒完渣后打开加料装置上的插板阀4，氧化铁含碳球团从料仓1进入出料咀3后落在液态钢渣面上。对于连铸机停浇后的中包：在每浇次停浇后打开加料装置上的插板阀4，氧化铁含碳球团从料仓1进入出料咀3后进入受料槽7，之后从下料溜管8进入液态钢液表面，必要时用钢钎从中包盖的孔洞伸入并搅拌。对于盛钢桶注余倾倒渣盘: 在倒完最后一次盛钢桶注余时，打开加料装置上的插板阀4，氧化铁含碳球团从料仓1进入出料咀3后通过锥形钢制罩子上的排气、进料一体孔12加入重锤捣开的液态钢渣的表面。

5）氧化铁含碳球团以及钢渣中氧化铁的还原：在液态钢液或液态钢渣的高温下，碳素与氧化铁发生还原反应，化学式为：Fe_xO_y+yC=xFe+yCO↑-Q，氧化铁含碳球团以及钢渣中的铁元素均被还原出来。

如图1-2所示，一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，包括支架5，支架5上设有四根加强筋条6，支架5上装有料仓1，料仓1的侧壁设有观察爬梯2，以便于人员攀登观察料仓情况，料仓1的下部设有仓壁振动器9，可以保证球团顺利下落，料仓1的底部焊接有与料仓1为一体的倾斜向下的出料咀3，出料咀3的出口安装有插板阀4，且插板阀4为手动插板阀，以便于控制下料，插板阀4的下部设有冶金余热反应装置。

对于安装在高温转炉平台的炉后区域的加料装置，插板阀4的下部设有受料槽7，受料槽7的出口连接有摆动型的下料溜管8，下料溜管8的下端放置有转炉渣罐13。

对于安装在连铸机中包车上的加料装置，插板阀4的下部设有连铸机停浇后的中包。

对于安装在盛钢桶注余倾倒渣盘，插板阀4的下部设有盛钢桶注余倾倒渣盘，盛钢桶注余倾倒渣盘上设有锥形四棱台结构的钢制罩子，锥形钢制罩子包括焊接的四块侧板10，侧板10的顶部焊接有顶板11，顶板11上设有排气、进料一体孔12，且锥形钢制罩子的内部通过钢丝网固定有耐火材料，可以保温防止盛钢桶注余倾倒渣盘的温度通过锥形钢制罩子外散。

Claims (10)

1.一种利用冶金余热生产低价铁料的方法，其特征是，包括以下步骤：

1）生产氧化铁含碳球团：将精矿粉或自产氧化铁皮与碳素材料以及粘结剂按比例混配后经对辊压球机压制成氧化铁含碳球团，干燥后备用；

且氧化铁含碳球团理化指标为：Tfe%≥45，P%≤0.150，S%≤0.100，C%≥15，粒度为10-50mm，占比80%，抗压强度为1000N/球；

2）选择冶金余热：选择的冶金余热包括高温转炉渣、连铸机停浇后的中包注余钢液、盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣；

3）安装加料装置：选择高温转炉渣作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在高温转炉平台的炉后区域；选择连铸机停浇后的中包注余钢液作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在连铸机中包车上；选择盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣作为冶金余热时，将氧化铁含碳球团的加料装置固定安装在盛钢桶注余倾倒渣盘摆放区旁边；

4）投入氧化铁含碳球团：对于转炉渣罐：在每炉向转炉渣罐倒完渣后从加料装置将氧化铁含碳球团加在液态钢渣面上；对于连铸机停浇后的中包：在每浇次停浇后从加料装置将含碳球团加入液态钢液表面；对于盛钢桶注余倾倒渣盘: 在倒完最后一次盛钢桶注余时，将氧化铁含碳球团加入重锤捣开的液态钢渣的表面；

5）氧化铁含碳球团以及钢渣中氧化铁的还原：在液态钢液或液态钢渣的高温下，碳素与氧化铁发生还原反应，氧化铁含碳球团以及钢渣中的铁元素均被还原出来。

2.根据权利要求1所述的一种利用冶金余热生产低价铁料的方法，其特征是：所述高温转炉渣、连铸机停浇后的中包注余钢液以及盛钢桶注余倒入渣盘中的钢渣的温度均在1200℃以上。

3.根据权利要求1所述的一种利用冶金余热生产低价铁料的方法，其特征是：所述碳素为细粒度的低价料。

4.根据权利要求1所述的一种利用冶金余热生产低价铁料的方法，其特征是：所述粘结剂为经过浸泡陈化的石灰窑除尘灰水浸浆料。

5.一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，包括支架（5），支架（5）上装有料仓（1），其特征是：料仓（1）的下部设有仓壁振动器（9），料仓（1）的底部设有倾斜向下的出料咀（3），出料咀（3）的出口安装有插板阀（4），插板阀（4）的下部设有冶金余热反应装置。

6.根据权利要求5所述的一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，其特征是：所述冶金余热反应装置包括设置在插板阀（4）的下部的受料槽（7），受料槽（7）的出口连接有摆动型的下料溜管（8），下料溜管（8）的下端放置有转炉渣罐（13）。

7.根据权利要求5所述的一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，其特征是：所述冶金余热反应装置包括设置在插板阀的下部的连铸机停浇后的中包。

8.根据权利要求5所述的一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，其特征是：所述冶金余热反应装置包括设置在插板阀（4）下部的盛钢桶注余倾倒渣盘，盛钢桶注余倾倒渣盘上设有锥形钢制罩子，锥形钢制罩子包括焊接的四块侧板（10），侧板（10）的顶部焊接有顶板（11），顶板（11）上设有排气、进料一体孔（12）。

9.根据权利要求8所述的一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，其特征是：所述锥形钢制罩子为锥形四棱台结构且锥形钢制罩子的内部通过钢丝网固定有耐火材料。

10.根据权利要求5所述的一种利用冶金余热生产低价铁料的加料装置，其特征是：所述料仓（1）的侧壁设有观察爬梯（2），支架（5）上设有四根加强筋条（6）。