CN108662854B - 一种利用转炉高温烟气加热合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用转炉高温烟气加热合金的方法，转炉烟道上开设高温烟气引出孔和烟气回流孔；高温烟气引出孔通过烟气引入管道连接合金烘烤室；烟气引入管道上设氮气入口连接氮气管道；合金烘烤室内设高温烟气缓冲室和合金烘烤床；合金烘烤床底部设置多个烟道，烟道上方依次设有篦板、烘烤槽和合金料斗；合金烘烤室的合金出料端设液压升降门，烘烤槽的合金出料口通过合金溜槽连接合金罐，篦板下方设液压升降装置；合金烘烤室的未端通过烟气排出管道连接烟气回流孔，烟气排出管道内设风机。本发明能够使合金在烘烤过程中不发生氧化，利于提高钢液洁净度以及合金回收率；同时也能够提高转炉高温烟气显热的回收效率和使用范围，达到节能降耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种利用转炉高温烟气加热合金的方法。
背景技术
转炉炼钢时需要使用铁合金料进行脱氧合金化，合金的加入量随冶炼钢种的不同加入几百公斤到数吨不等。由于处在常温下的铁合金在加入到1600℃以上的钢水中时要吸收大量热量，会使钢水温度降低，为了保证钢水的可浇性，转炉必须提高出钢温度。但是高温出钢会带来一系列的弊端，首先高温出钢容易引起转炉耐材寿命的降低及耐材消耗的升高；其次是高温出钢会增加转炉吹炼时间，增加钢铁料消耗和氧气消耗；再次是高温出钢还会使钢液中的氧含量升高，导致脱氧用的铁合金量增加，钢液中夹杂物含量增加。为了避免高温出钢，对炉后所加入的合金进行烘烤提温成为有效的手段。另外，由于常温下的铁合金在加入高温钢液当中之后容易引起增氢，因此对于氢含量有严格要求的钢种通常也需要对合金进行烘烤加热。
合金烘烤装置的形式多种多样，例如授权公告号CN203083309U的中国专利公开的一种“合金烘烤装置”；授权公告号CN202116579U的中国专利公开的“一种转炉用在线铁合金烘烤炉”；授权公告CN203625447U的中国专利公开的“一种炼钢转炉炉后合金烘烤系统”；公布号CN104630415A的中国专利公开的一种“固定式合金煤气烘烤装置”。上述这些合金烘烤装置对合金加热的主要原理是通过煤气燃烧放出的热量来完成，这种方法的不足之处就是会消耗大量的煤气，使生产成本升高；此外由于采用煤气燃烧合金，在加热过程中不可避免的会发生高温氧化，降低了合金的收得率。为了避免这些不足，授权公告号CN204085095U的中国专利公开了一种“合金烘烤箱”，其是利用冶金过程中产生的高温渣余热进行对合金烘烤，该方法虽然能够使高温渣的余热得到有效利用，并可降低合金烘烤成本，但由于其烘烤方式是依靠高温渣的辐射热量对合金进行烘烤，在烘烤到一定时间后，高温渣表面温度降低，辐射的热量也会随着降低，因此其烘烤能力有限；同时也会在烘烤过程中使合金表面发生氧化，降低了合金的收得率。
针对上述合金烘烤方法中存在的不足，本发明提出了利用转炉吹炼过程中产生高温烟气的显热来加热合金的方法能够避免目前合金烘烤方法的不足。
发明内容
本发明提供了一种利用转炉高温烟气加热合金的方法，能够使合金在烘烤过程中不发生氧化，利于提高钢液洁净度以及合金回收率；同时也能够提高转炉高温烟气显热的回收效率和使用范围，达到节能降耗的目的。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种利用转炉高温烟气加热合金的方法，采用合金加热装置；所述合金加热装置包括烟气引入管道、合金烘烤室及烟气排出管道；转炉烟道上开设高温烟气引出孔和烟气回流孔；烟气引入管道的一端连接高温烟气引出孔，另一端连接合金烘烤室的烟气入口；烟气引入管道上设氮气入口连接氮气管道；合金烘烤室靠近烟气入口一侧设高温烟气缓冲室，合金烘烤室内设合金烘烤床；合金烘烤床底部设置多个烟道，每个烟道上方设有篦板，篦板上方设烘烤槽，烘烤槽的上方设合金料斗；合金烘烤室的合金出料端设液压升降门，对应烘烤槽的一侧设合金出料口通过合金溜槽连接合金罐，另一侧的篦板下方设液压升降装置；沿高温烟气流动方向，合金烘烤室的末端通过烟气排出管道连接转炉烟道的烟气回流孔，烟气排出管道内设风机；所述烟气引入管道靠近高温烟气引出孔一侧设进气控制阀，烟气排出管道靠近烟气回流孔一侧设出气控制阀；所述氮气管道上设氮气控制阀；
利用转炉高温烟气加热合金的方法具体包括如下步骤：
1)关闭烟气引入管道上的进气控制阀和烟气排出管道上的出气控制阀；
2)将需要加热的合金通过合金料斗加入到烘烤槽中，之后关闭合金料斗的进料口；
3)打开氮气控制阀，通过烟气引入管道向合金烘烤室内通入氮气；同时将出气控制阀调整到与外界大气相通的状态，将进气控制阀与出气控制阀之间的空气排出；
4)当氮气充满合金烘烤室内空间后，先将出气控制阀关闭，再将氮气控制阀关闭；
5)在转炉开吹3min后，打开进气控制阀，同时启动风机，将出气控制阀调整到与转炉烟道相通的状态；
6)通过控制风机的转速调整进入合金烘烤室的烟气量，使合金烘烤室内的温度达到500℃以上；
7)合金烘烤室内温度达到要求后，关闭进气控制阀和风机，打开氮气控制阀，向合金烘烤室内充入预热的氮气并使其压力维持在1个大气压以上，将合金烘烤室内的高温烟气通过烟气排出管道排进转炉烟道后，关闭出气控制阀；
8)合金烘烤结束后，打开液压升降门，同时启动液压升降装置，使远离合金出料口的篦板一端抬起，烘烤好的合金通过烘烤槽的合金出料口排出，并通过合金溜槽排放到合金罐中。
所述合金烘烤室的外壁设耐高温石棉保温层。
所述合金溜槽与合金罐的壁板上均设有耐高温石棉保温层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)由于转炉烟气量大温度高，可以提高对合金的烘烤能力；
2)由于是利用转炉烟气的显热对合金进行烘烤，可以不用额外消耗燃料，降低合金烘烤成本；
3)由于转炉烟气中主要成分CO气体属于还原气氛，合金烘烤中不会发生氧化，可以提高合金回收率。
附图说明
图1是本发明所述合金加热装置的结构示意图。
图2是本发明所述合金烘烤床的结构示意图。
图3是本发明所述合金溜槽的结构示意图。
图中：1.转炉烟道2烟气排出管道3.风机4.合金烘烤室5.液压升降门6.合金溜槽7.合金罐8.液压升降装置9.氮气控制阀10.进气控制阀11.烟气引入管道12.出气控制阀13.合金料斗14.高温烟气缓冲室15.烘烤床烟道16.篦板17.烘烤槽
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种利用转炉高温烟气加热合金的方法，采用合金加热装置；所述合金加热装置包括烟气引入管道11、合金烘烤室4及烟气排出管道2；转炉烟道1上开设高温烟气引出孔和烟气回流孔；烟气引入管道11的一端连接高温烟气引出孔，另一端连接合金烘烤室4的烟气入口；烟气引入管道11上设氮气入口连接氮气管道；合金烘烤室4靠近烟气入口一侧设高温烟气缓冲室14，合金烘烤室4内设合金烘烤床；合金烘烤床底部设置多个烟道15，每个烟道15上方设有篦板16，篦板16上方设烘烤槽17，烘烤槽17的上方设合金料斗13；合金烘烤室4的合金出料端设液压升降门5，对应烘烤槽17的一侧设合金出料口通过合金溜槽6连接合金罐7，另一侧的篦板16下方设液压升降装置8；沿高温烟气流动方向，合金烘烤室4的末端通过烟气排出管道2连接转炉烟道1的烟气回流孔，烟气排出管道2内设风机3；所述烟气引入管道11靠近高温烟气引出孔一侧设进气控制阀10，烟气排出管道2靠近烟气回流孔一侧设出气控制阀12；所述氮气管道上设氮气控制阀9；
利用转炉高温烟气加热合金的方法具体包括如下步骤：
1)关闭烟气引入管道11上的进气控制阀10和烟气排出管道2上的出气控制阀12；
2)将需要加热的合金通过合金料斗13加入到烘烤槽17中，之后关闭合金料斗13的进料口；
3)打开氮气控制阀9，通过烟气引入管道11向合金烘烤室4内通入氮气；同时将出气控制阀12调整到与外界大气相通的状态，将进气控制阀10与出气控制阀12之间的空气排出；
4)当氮气充满合金烘烤室4内空间后，先将出气控制阀12关闭，再将氮气控制阀9关闭；
5)在转炉开吹3min后，打开进气控制阀10，同时启动风机3，将出气控制阀12调整到与转炉烟道1相通的状态；
6)通过控制风机3的转速调整进入合金烘烤室4的烟气量，使合金烘烤室4内的温度达到500℃以上；
7)合金烘烤室4内温度达到要求后，关闭进气控制阀10和风机3，打开氮气控制阀9，向合金烘烤室4内充入预热的氮气并使其压力维持在1个大气压以上，将合金烘烤室4内的高温烟气通过烟气排出管道2排进转炉烟道1后，关闭出气控制阀12；
8)合金烘烤结束后，打开液压升降门5，同时启动液压升降装置8，使远离合金出料口的篦板16一端抬起，烘烤好的合金通过烘烤槽17的合金出料口排出，并通过合金溜槽6排放到合金罐7中。
所述合金烘烤室4的外壁设耐高温石棉保温层。
所述合金溜槽6与合金罐7的壁板上均设有耐高温石棉保温层。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例中，合金加热装置可选择地安装在转炉17米平台或23米平台上，由烟气引入管道、合金烘烤室及烟气排出管道构成。
如图1所示，转炉烟道1下部开通一直径为400～600mm的高温烟气引出孔，并与烟气引入管道11连接，为了便于对烟气进气量进行控制，在烟气引入管道11靠近转炉烟道的一端设有进气控制阀10，通过进气控制阀的开度调节烟气的进入量。
在进气控制阀10与合金烘烤室4之间的烟气引入管道11上设有氮气控制阀9，通过对密闭的合金烘烤室4内充入氮气，可以防止高温烟气当中的CO与空气混合产生爆炸。
为了保证高温烟气对合金进行充分加热，并降低烟气的通过阻力使烟气能够顺利从转炉烟道1中引出，在烟气排气管道中设有风机3。
为了使合金能够充分、均匀加热，设置了合金烘烤室，从转炉烟道1中引入的高温烟气通过烟气引入管道输送到合金烘烤室4中，先经高温烟气缓冲室14缓冲均布，然后进入烘烤床烟道15中，如图2所示，合金烘烤床底部设有3～5个烟道15，每个烟道15的上方均设有配套的篦板16，U形的烘烤槽17架设在篦板16上。
烘烤槽17一侧开设合金出料口，合金出料口对应合金烘烤室4的合金出料端，进入烘烤床烟道15的高温烟气通过篦板16进入到烘烤槽17当中，实现对槽内合金的加热。为了便于将加热好的合金取出，在合金烘烤室4的合金出料端设有液压升降门5，液压升降门5的下方设合金溜槽6和合金罐7。合金烘烤完成之后，启动设置在篦板16一侧的液压升降装置8将篦板16的对应端顶起，使篦板倾斜30°～45°，同时打开液压升降门5，烘烤槽17中的合金通过合金出料口、合金溜槽6进入到合金罐7中。
为了提高合金的加热效果及防止合金辐射散热，合金烘烤室4的外壁设有40～80mm厚的耐高温石棉保温层；同理，将合金溜槽6的结构设计成箱形结构(如图3所示)，并在合金溜槽6与合金罐7的壁板内侧设10～50mm厚的耐高温石棉保温层。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种利用转炉高温烟气加热合金的方法，其特征在于，采用合金加热装置；所述合金加热装置包括烟气引入管道、合金烘烤室及烟气排出管道；转炉烟道上开设高温烟气引出孔和烟气回流孔；烟气引入管道的一端连接高温烟气引出孔，另一端连接合金烘烤室的烟气入口；烟气引入管道上设氮气入口连接氮气管道；合金烘烤室靠近烟气入口一侧设高温烟气缓冲室，合金烘烤室内设合金烘烤床；合金烘烤床底部设置多个烟道，每个烟道上方设有篦板，篦板上方设烘烤槽，烘烤槽的上方设合金料斗；合金烘烤室的合金出料端设液压升降门，对应烘烤槽的一侧设合金出料口通过合金溜槽连接合金罐，另一侧的篦板下方设液压升降装置；沿高温烟气流动方向，合金烘烤室的末端通过烟气排出管道连接转炉烟道的烟气回流孔，烟气排出管道内设风机；所述烟气引入管道靠近高温烟气引出孔一侧设进气控制阀，烟气排出管道靠近烟气回流孔一侧设出气控制阀；所述氮气管道上设氮气控制阀；
利用转炉高温烟气加热合金的方法具体包括如下步骤：
1)关闭烟气引入管道上的进气控制阀和烟气排出管道上的出气控制阀；
2)将需要加热的合金通过合金料斗加入到烘烤槽中，之后关闭合金料斗的进料口；
3)打开氮气控制阀，通过烟气引入管道向合金烘烤室内通入氮气；同时将出气控制阀调整到与外界大气相通的状态，将进气控制阀与出气控制阀之间的空气排出；
4)当氮气充满合金烘烤室内空间后，先将出气控制阀关闭，再将氮气控制阀关闭；
5)在转炉开吹3min后，打开进气控制阀，同时启动风机，将出气控制阀调整到与转炉烟道相通的状态；
6)通过控制风机的转速调整进入合金烘烤室的烟气量，使合金烘烤室内的温度达到500℃以上；
7)合金烘烤室内温度达到要求后，关闭进气控制阀和风机，打开氮气控制阀，向合金烘烤室内充入预热的氮气并使其压力维持在1个大气压以上，将合金烘烤室内的高温烟气通过烟气排出管道排进转炉烟道后，关闭出气控制阀；
8)合金烘烤结束后，打开液压升降门，同时启动液压升降装置，使远离合金出料口的篦板一端抬起，烘烤好的合金通过烘烤槽的合金出料口排出，并通过合金溜槽排放到合金罐中。
2.根据权利要求1所述的一种利用转炉高温烟气加热合金的方法，其特征在于，所述合金烘烤室的外壁设耐高温石棉保温层。
3.根据权利要求1所述的一种利用转炉高温烟气加热合金的方法，其特征在于，所述合金溜槽与合金罐的壁板上均设有耐高温石棉保温层。
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