CN203159691U - 一种生产中低碳锰铁复合吹炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生产中低碳锰铁复合吹炼炉，要解决的技术问题是，这种复合吹炼炉炉体装有底吹元件、侧吹元件和顶吹元件三种元件中的至少两种，每一种吹炼元件都能切换氧化气、燃气或者惰性气体并调节流量，来实现不同的吹炼功能；能单独以液态或者固态高碳锰铁、硅锰合金为原料，用空气或者氧气和锰矿为氧化剂，不用电而是用燃气提供热量生产中低碳锰铁；能克服现行氧气顶吹转炉、氧气侧吹转炉和摇炉生产中低碳锰铁的各种缺点，能回收利用吹炼中产生的煤气，提高热效率、提高生产效率，降低生产成本，实现锰铁成分调整，保证生产中低碳锰铁质量。

Description

一种生产中低碳锰铁复合吹炼炉

技术领域

本实用新型涉及一种生产中低碳锰铁复合吹炼炉，属于冶金炉领域。

背景技术

现在，我国生产中低碳锰铁主要是摇炉。有的厂家也试验过氧气顶吹转炉和氧气侧吹转炉，但目前没有生产线。根据资料介绍日本采用氧气顶吹转炉吹炼生产中低碳锰铁。

摇炉适应于以硅锰合金为原料，锰矿为氧化剂，电提供热源生产中低碳锰铁。基本原理是还原剂硅锰合金和氧化剂锰矿在液态情况下混合发生氧化还原反应，硅锰合金中硅元素与锰矿氧化锰中的氧生成二氧化硅金进入熔渣中，金属熔体就成为中低碳锰铁。这种熔炼法的缺点是消耗大量的冶炼电能，生产成本高；生产效率也比较低。

氧气顶吹转炉和氧气侧吹转炉生产中低碳锰铁是以高碳锰铁熔体为还原剂原料，氧气为氧化剂。在吹炼炉中，氧气冲击高碳锰铁熔体与其中的碳产生脱碳反应去除碳；吹炼过程中加入锰矿、石灰作为冷却剂和成渣剂；吹炼结束后加入一定量的硅锰合金来还原熔渣中的氧化锰，得到中低碳锰铁。

氧气顶吹转炉和氧气侧吹转炉生产中低碳锰铁优点是无冶炼电耗，高碳锰铁原料成本低，生产效率高。缺点是锰的吹炼损失大，吹炼元件损坏也很严重；再一个缺点是只适合于用高温液体高碳锰铁为原料。高纯度的氧气，在高压下冲击熔体高碳锰铁，将产生2500℃左右的高温“火点”能迅速蒸发锰铁。 因此，氧气顶吹转炉和氧气侧吹转炉生产中低碳锰铁不能大规模被推广使用。

上述介绍的生产中低碳锰铁的工业炉所用原料和氧化剂都单一，工业炉的功能也很单一。如果用固体或者液体的高碳锰铁、硅锰合金、锰矿为原料，用空气为氧化剂，不用电而是用燃气提供热量来生产中低碳锰铁是最理想的。实现这样一个目标需要一种顶、底、侧复合吹炼的多功能冶金炉。但是，目前还没有这样的冶金炉。

冶炼不锈钢用的一种氩氧炉只是侧吹氩气、氧气，不提供外来热源。

普通铁水炼钢用氧气顶吹转炉顶吹氧气，很少同时配合底吹的，配合侧吹更是没有的，也不提供外来热源。

钢包底吹惰性气体比较普遍。但只是提供钢水搅拌的功能，没有提供氧化气体脱碳冶炼功能和提供燃气的供热功能。

设计一种同时具有顶吹、侧吹、底吹功能，能燃烧燃气提供热量的冶金炉，对于冶炼不锈钢和普通钢来讲可能没有很大的必要；但是，对于生产中低碳锰铁来讲是非常必要的。因为锰铁水熔点低、沸点低，用氧气吹炼时的锰蒸发和氧化消耗量大，很难保证中低碳锰铁有足够高的锰成分含量；如果大量加锰矿、固体硅锰合金等冷料来补充锰，吹炼中需要的热量又不够。这样工序消耗多；工艺不易实现。

总之，用炼钢系统的吹炼设备来生产中低碳锰铁，功能比较单一，效果不好，必须有一种对应的多功能的吹炼炉。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种生产中碳锰铁复合吹炼炉。

这种生产中低碳锰铁复合吹炼炉能直接接受冶炼炉出来的熔体原料和直接加入固体的原料、溶剂等；炉体装有底吹元件、侧吹元件和顶吹元件三种元件中的至少两种，每一种吹炼元件都能切换氧化气、燃气和惰性气体并控制不同的流量，来实现不同的吹炼功能；炉体的炉容比在0.5-2（Nm³/t）范围内。能以高碳锰铁、硅锰合金、锰矿的液态或者固态为原料，用空气或者氧气为氧化剂，不用电而是用燃气为热源来提供生产中低碳锰铁所需热量；能实现控制调整锰铁成分，保证生产各中低碳锰铁质量。

这种生产中低碳锰铁复合炉克服了现行各种工业炉功能单一，成分不好控制的缺点。用这种复合吹炼炉生产中低碳锰铁，生产技术指标的可控性强，能燃烧吹炼中产生的一氧化碳煤气回收利用其热量，也能提供外加热源，具有吹炼损失少，热效率高，生产成本低，生产率高和产品质量好等优点。 

实施方案

本实用新型所要解决的技术问题是以如下方案实现的：所发明的生产中低碳锰铁复合吹炼炉具有如下实际功能：能单独或同时用熔体原料和固体原料生产中低碳锰铁。

炉体安装在一个不动的地方或者安装在行走车上，炉体可180⁰旋转，能直接接受冶炼炉出来的熔体原料和从炉口直接加入固体原料；炉体上至少设置有底吹元件、侧吹元件、和插入炉内的顶吹元件三种当中的两种；上述元件能任意进行供热喷吹、氧化喷吹和搅拌喷吹。

炉体装入原料后先进行供热喷吹，吹入燃气和氧化气体进行燃烧加热原料到熔体1500℃左右；然后进行氧化喷吹，向熔体内部或者表面喷吹氧化气体脱碳；当氧化喷吹脱碳基本完成时进行搅拌喷吹，向熔体内部喷吹惰性气体搅拌熔体。

氧化喷吹脱碳吹炼过程中，通过加入锰矿分解还原吸热和供热喷吹来动态控制合适的吹炼温度；同时给熔体补充了锰元素来调节产品的锰含量；氧化喷吹脱碳完成后，通过加入硅锰合金等还原剂和搅拌喷吹来还原熔渣中的锰元素增加中低碳锰铁产品中锰含量；如果检测产品不合格，仍然可以再加入锰矿和硅锰合金等还原剂，再进行供热喷吹和搅拌喷吹来增加产品中锰含量，直到产品合格。中低碳锰铁产品合格后倾动炉体将熔体倒出。

整个吹炼过程中，除尘机构的除尘烟罩盖在炉体口上实现全程除尘。

上述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，所说底吹元件，是指安装在炉体底部的地面或者侧面的透气砖、底吹套管、烧嘴等。

上述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，所说侧吹元件；是指安装在炉底上面炉体侧面的一个到多个侧吹风口、喷枪、烧嘴等，侧吹元件喷吹方向指向炉体中心线，但可以在水平和垂直面上偏离一定角度。

上述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，所说顶吹元件是指安装在炉顶上方升降装置上的顶吹喷枪，顶吹喷枪能插入吹炼炉内熔体液面的上部和内部进行喷吹。

上述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，所说除尘机构是指安装在炉顶上方框架上的除尘烟罩及其除尘系统。

附图说明

图1是本中低碳锰铁复合吹炼炉一种实施例的侧视局部剖视示意图； 

具体实施方式

下面将结合实施例附图对本实用新型做进一步详述：

参见图1。本中低碳锰铁复合吹炼炉，包括吹炼炉（1）、底吹机构（2）、侧吹机构（3）、顶吹机构（4）、除尘机构（5）五部分。

吹炼炉（1）接受熔炼炉出来的铁水后，运行到除尘机构（5）位置进行吹炼同时运行除尘机构（5）。吹炼操作先开启顶吹机构（4），将顶吹元件（4-1）插入炉体（1-1）内喷入氧化气体，再开启侧吹机构（3）侧吹元件（3-1）喷入燃气；进行燃烧供热喷吹操作；当加热原料熔体到1500℃左右时；开启底吹机构（2），底吹元件（2-1）喷吹氧化气体进行氧化喷吹脱碳；同时调节增大顶吹元件（4-1）喷入的氧化气体量或者降低侧吹元件（3-1）喷入燃气气体量，目的是完全氧化燃烧掉由底吹元件（2-1）喷入氧化气体脱碳产生的一氧化碳燃气；吹炼过程中随时加入锰矿、熔剂控制炉内温度。

吹炼后期，随着脱碳任务的完成，一氧化碳气量减少，增大侧吹元件（3-1）喷入燃气量；当脱碳任务完成，熔体中含碳量符合要求时，操作切换阀（2-2）使得底吹元件（2-1）切换喷入惰性气体进行搅拌吹炼。同时向炉体（1-1）内加入硅锰合金等还原物料，还原任务完成后关闭侧吹机构（3）、顶吹机构（4），如果成分合格，待炉温降低一定温度后转动炉体（1-1）将熔体倒出炉内，吹炼完成；如果成分不合格，就再加入锰矿和硅锰合金等还原物料，并开启侧吹机构（3）、顶吹机构（4）进行燃烧供热，进行熔化和锰矿还原操作，直到成分合格为止。

Claims (1)

1.一种生产中低碳锰铁复合吹炼炉，由吹炼炉（1）、底吹机构（2）、侧吹机构（3）、顶吹机构（4）、除尘机构（5）五部分，其特征是，底吹机构（2）、侧吹机构（3）、顶吹机构（4）能够分别或者同时向吹炼炉（1）的炉体（1-1）内喷吹气体；除尘机构（5）能实现去除熔化和吹炼过程中的烟尘。

2．根据权利要求1所述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，其特征是吹炼炉（1）是一个吹炼容器，其炉体（1-1）底部装有底吹元件（2-1）；侧面装有侧吹元件（3-1）；倾动机构（1-2）能使炉体（1-1）倾动180度；炉体（1-1）可以安装在一个固定的地方或者装在行走平车（1-3）上。

3．根据权利要求1或2所述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，其特征是底吹机构（2）由底吹元件（2-1）、管道（2-2）、切换元件（2-3）组成；底吹元件（2-1）是指透气砖、底吹套管、烧嘴等。

4．根据权利要求1或2所述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，其特征是侧吹机构（3）由侧吹元件（3-1）、管道（3-2）、切换元件（3-3）组成； 侧吹元件（3-1）是指侧吹风口、喷枪、烧嘴等；侧吹元件（3-1）布置一支到多只；侧吹元件（3-1）指向炉体（1-1）中心方向并可以与水平和垂直偏离一定角度。

5. 根据权利要求1所述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，其特征是顶吹机构（4）由顶吹喷枪（4-1）、管道（4-2）、升降机构（4-3）、切换元件（4-4）组成；熔化吹炼时能实现顶吹喷枪（4-1）插入吹炼炉（1-1）炉内；顶吹喷枪（4-1）分浸入式或者顶吹式两种。

6．根据权利要求1所述生产中低碳锰铁复合吹炼炉，其特征是除尘机构（5）由活动烟罩（5-1）、固定烟道（5-2）和固定除尘系统设备组成；熔化吹炼时能实现活动烟罩（5-1）盖在吹炼炉（1-1）炉口上。

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