CN114774625A - 一种分步预热并熔化废钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分步预热并熔化废钢的方法，属于冶金技术领域，本发明在特制开底式烘烤罐中装入废钢，喷枪喷吹CO和O2的混合气体，在开底式烘烤罐中将废钢预热至1000℃以上；废钢下落进中频炉；中频炉接着供电升温至废钢熔化，一般控制在1400℃以上。本发明燃料及电能利用率均高，熔化后的废钢水兑入铁水罐中，与铁水一起吊运转炉进行冶炼，也可直接兑入转炉进行吹炼。与现有技术相比，本发明节奏快、效率高，燃料及电能消耗少、成本低。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体地，涉及一种分步预热并熔化废钢的方法。
背景技术
现有技术中，利用钢、渣、气余热进行废钢预热，但这种方式因热量有限，预热温度较低；或利用煤气进行烘烤，一般地温度在500-800℃，废钢是固态，仍需钢铁水来熔化，因热量有限，加入量也受限；或直接用电能熔化，这种方式能耗大、成本高。
申请号为CN201910796847.8的专利公开了一种通过氧燃枪在铁包中预热废钢提高废钢比的冶炼方法；S1：装料：将兑完铁水的空铁包中装入废钢，控制废钢装入量为转炉出钢量的4％～8％；S2：废钢预热：将所述装有废钢的空铁包加热，加热时间为3分钟，控制加热后铁包中的废钢温度为500～700℃；S3：装入铁水：在所述加热后的铁包中装入铁水，铁水装入量为750kg/吨钢；S4：兑入转炉：在转炉中加入废钢，废钢装入量为转炉出钢量的20％，然后在转炉中加入所述铁包中的铁水与废钢。S5：加焦丁吹炼：转炉开吹前，通过料仓一次性加入焦丁，焦丁加入量根据铁水温度和硅含量控制在0～10kg/t。该方法因温度烘烤较低，只有500-700℃，所以废钢加入量有限。
申请号为CN201510247349.X的专利公开了一种废钢预热预熔、高效电炉炼钢新工艺；(1)预热前的处理：通过高压气枪的冲击去除废钢表面的泥土或者附着在水泥表面的残渣；(2)炉外预热：先将预热装置内放入焦炭，再将清理好的废钢放入到预热装置内，并在预热装置上安装好烧咀，并且持续对其补充供给燃料；(3)炉内预热：将预热好的废钢放入到电炉内，这里采用的是烧咀和电极装在同一炉盖上的电炉，然后启动电炉，使火焰和电弧同时对废钢进行加热，再将钢水热装热送进入到电炉内，补充剩余部分废钢，加入少量的石灰、萤石；(4)将熔炼好的钢水输送到模具内，经过冷却后使其成为方块形或者圆柱形。该方法利用焦炭对废钢进行炉外加热，再利用电弧进行熔化，废钢烧损大，能耗高，能源介质有效利用率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分步预热并熔化废钢的方法，本方法采取分步式对废钢进行梯级加热、熔化；解决了现有技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种分步预热并熔化废钢的方法，包括如下步骤：
步骤1)在开底式烘烤罐中装入废钢，升降式烟罩下降覆盖开底式烘烤罐的罐口，升降式喷枪随着升降式烟罩下降到工作位，开始喷吹CO和O2的混合气体；一般地使用混合煤气，煤气：氧气＝2：1，转炉煤气：氧气＝3：1，高炉煤气：氧气＝4：1，天然气或焦炉煤气与氧气的用量比会更高，具体数值主要根据所使用的煤气里CO和O2的含量会做相应调节，原则都是让煤气能够充分燃烧完。
步骤2)待废钢表面测温达到设定温度；提升升降式喷枪；
步骤3)将移动罐车移动至中频炉的正上方，通过液压设备将穿孔销拔出来打开开底板，废钢落入中频炉中，移走移动罐车；
步骤4)中频炉开始送电升温，直至废钢全部熔化；
步骤5)中频炉旋转，将液态废钢水倒入铁水罐中与铁水混合。
进一步地，废钢表面测温方式选择红外测温。
进一步地，步骤2)中设定温度为不小于1000℃。
进一步地，中频炉的加热温度控制在1400℃以上。
进一步地，步骤4)中中频炉中的废钢全部熔化后，可继续加入废钢；重复步骤1)至步骤3)的操作步骤，实现废钢熔化量的增加。
本发明在开底式烘烤罐中装入废钢，所述开底式烘烤罐内衬耐材，喷枪喷吹CO和O2的混合气体，在所述开底式烘烤罐中将废钢预热至1000℃以上；由液压设备拔出穿孔销，废钢下落进中频炉；中频炉接着供电升温至废钢熔化，一般控制在1400℃以上。
本发明的有益效果：
本发明燃料及电能利用率均高，熔化后的废钢水兑入铁水罐中，与铁水一起吊运转炉进行冶炼，也可直接兑入转炉进行吹炼。与现有技术相比，本发明节奏快、效率高，燃料及电能消耗少、成本低。
1.本发明基于在低温区〈1000℃时，CO预热效率高，过了低温区间，继续用CO预热，效率明显降低；而在低温区利用电加热，电的利用率低，只有在高温区〉1000℃，再改用中频电加热，电的利用率达到最高。将二者优点结合在一起，对废钢进行分步加热，直至熔化，达到能源介质高利用率、低成本的目的；
2.本发明中，当1000℃左右的废钢加入中频炉后，立即开始送电加热，直至废钢全部熔化；本发明中，烘烤的废钢约需20-30min左右，中频炉熔化1000℃的废钢也需20-40min左右，中频炉中的废钢熔化后，体积下降，需要添加废钢。因此，以中频炉熔化废钢为监控节点，即中频炉中的废钢熔化后即可添加第二次废钢；
3.本发明中，由于中频炉中第一次已熔化了相同重量的废钢水，加入第二次废钢后，再熔化废钢的时间会缩短5-15min，因此，第三次烘烤的时间较短，温度虽然降低，但由于中频炉中已有2倍的熔化废钢水，所以，第三次的熔化时间并不会明显延长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1为本发明分步预热并熔化废钢的流程示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、升降式喷枪；2、升降式烟罩；3、开底式烘烤罐；4、液压设备；5、移动罐车；6、平台；7、穿孔销；8、开底板；9、中频炉；10、铁水罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种分步预热并熔化废钢的方法，包括如下步骤：将废钢装入开底式烘烤罐3中，下降升降式烟罩2覆盖开底式烘烤罐3的罐口，升降式喷枪1下降到工作位开始喷吹CO和O2的混合气体，燃烧放热，对废钢进行加热，待废钢温度上升至1000℃以上，提升升降式喷枪1和升降式烟罩2，移动罐车5可在平台6上移动，将移动罐车5移动至中频炉9的正上方，通过液压设备4将穿孔销7拔出来打开开底板8，废钢落入中频炉9中，中频炉9开始送电升温，直至废钢全部熔化，中频炉9旋转，将熔化后的废钢倒入铁水罐10中与铁水混合，进入下一工序转炉冶炼。
升降式喷枪1与升降式烟罩2一体设计，共同安装在支撑臂上，实现自由上下升降。开底式烘烤罐3坐落在移动罐车5上，移动罐车5位于平台6上表面，平台6上设置有缺口，中频炉9和铁水罐10均位于平台6的下方，可将熔化后的废钢投入中频炉9中；烘烤至目标温度1000℃以上，升降式喷枪1与升降式烟罩2提升至等待位，移动罐车5运行至中频炉9正上方，液压设备4将穿孔销7拔出用来打开开底板8，废钢落入中频炉9中。
实施例1
1)在开底式烘烤罐3中装入废钢250kg，升降式烟罩2下降覆盖开底式烘烤罐3的罐口，升降式喷枪1下降到工作位，开始喷吹CO和O2的混合气体；
2)喷吹20min，提升升降式喷枪1，废钢表面红外测温1130℃；
3)将移动罐车5移动至中频炉9的正上方，通过液压设备4将穿孔销7拔出，打开开底板8，废钢落入中频炉9中，移走移动罐车5；
4)中频炉9开始送电升温，功率120kw，持续26min废钢开始熔化，38min全部熔化，测温1450℃；
5)中频炉9旋转，将液态废钢水倒入铁水罐10中与铁水混合，试验结束实现58min熔化250kg废钢。
实施例2
1)在开底式烘烤罐3中装入废钢300kg，升降式烟罩2下降覆盖开底式烘烤罐3的罐口，升降式喷枪1下降到工作位，开始喷吹CO和O2的混合气体；
2)喷吹20min，提升升降式喷枪1，废钢表面红外测温1150℃；
3)将移动罐车5移动至中频炉9的正上方，通过液压设备4将穿孔销7拔出，打开开底板8，废钢落入中频炉9中，移走移动罐车5；开始第二次装入废钢250kg；
4)中频炉9开始送电升温，功率160kw，持续22min废钢开始熔化，32min全部熔化，测温1430℃；
5)移动罐车5装完废钢后升降式烟罩2下降覆盖开底式烘烤罐3的罐口，升降式喷枪1下降到工作位，开始喷吹CO和O2的混合气体；
6)喷吹20min，提升升降式喷枪1，废钢表面红外测温1180℃；
7)将移动罐车5移动至中频炉9的正上方，通过液压设备4将穿孔销7拔出，打开开底板8，废钢落入中频炉9中，移走移动罐车5；
8)中频炉9开始送电升温，功率160kw，持续20min废钢开始熔化，28min全部熔化，测温1440℃；
9)中频炉9旋转，将液态废钢水倒入铁水罐10中与铁水混合，试验结束实现68min熔化550kg废钢。
实施例3
1)在开底式烘烤罐3中装入废钢200kg，升降式烟罩2下降覆盖开底式烘烤罐3的罐口，升降式喷枪1下降到工作位，开始喷吹CO和O2的混合气体；
2)喷吹20min，提升升降式喷枪1，废钢表面红外测温1180℃；
3)将移动罐车5移动至中频炉9的正上方，通过液压设备4将穿孔销7拔出，打开开底板8，废钢落入中频炉9中，移走移动罐车5；开始第二次装入废钢200kg；
4)中频炉9开始送电升温，功率180kw，持续20min废钢开始熔化，28min全部熔化，测温1440℃；
5)移动罐车5装完废钢后升降式烟罩2下降覆盖开底式烘烤罐3的罐口，升降式喷枪1下降到工作位，开始喷吹CO和O2的混合气体；
6)喷吹18min，提升升降式喷枪1，废钢表面红外测温1150℃；
7)将移动罐车5移动至中频炉9的正上方，通过液压设备4将穿孔销7拔出，打开开底板8，废钢落入中频炉9中，移走移动罐车5；开始第三次装入废钢200kg；
8)中频炉9开始送电升温，功率180kw，持续18min废钢开始熔化，25min全部熔化，测温1450℃；
9)移动罐车5装完废钢后升降式烟罩2下降覆盖开底式烘烤罐3的罐口，升降式喷枪1下降到工作位，开始喷吹CO和O2的混合气体；
10)喷吹18min，提升升降式喷枪1，废钢表面红外测温1170℃；
11)将移动罐车5移动至中频炉9的正上方，通过液压设备4将穿孔销7拔出，打开开底板8，废钢落入中频炉9中，移走移动罐车5；
12)中频炉9开始送电升温，功率180kw，持续15min废钢开始熔化，22min全部熔化，测温1440℃；
13)中频炉9旋转，将液态废钢水倒入铁水罐10中与铁水混合，试验结束实现95min熔化600kg废钢。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种分步预热并熔化废钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)在开底式烘烤罐(3)中装入废钢，升降式烟罩(2)下降覆盖开底式烘烤罐(3)的罐口，升降式喷枪(1)下降到工作位，开始喷吹CO和O2的混合气体；
步骤2)待废钢表面测温达到设定温度；提升升降式喷枪(1)；
步骤3)将移动罐车(5)移动至中频炉(9)的正上方，通过液压设备(4)将穿孔销(7)拔出，打开开底板(8)，废钢落入中频炉(9)中，移走移动罐车(5)；
步骤4)中频炉(9)开始送电升温，直至废钢全部熔化；
步骤5)中频炉(9)旋转，将液态废钢水倒入铁水罐(10)中与铁水混合。
2.根据权利要求1所述的一种分步预热并熔化废钢的方法，其特征在于，废钢表面测温方式选择红外测温。
3.根据权利要求1所述的一种分步预热并熔化废钢的方法，其特征在于，步骤2)中设定温度为不小于1000℃。
4.根据权利要求1所述的一种分步预热并熔化废钢的方法，其特征在于，中频炉(9)的加热温度控制在1400℃以上。
5.根据权利要求1所述的一种分步预热并熔化废钢的方法，其特征在于，步骤4)中中频炉(9)中的废钢全部熔化后，继续加入废钢；重复步骤1)至步骤3)的操作步骤。
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