CN211689138U - 利用感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统 - Google Patents

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张思维
雷少武
史国宪
田燕
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Abstract

本实用新型公开一种利用感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统。所述的系统至少包括：感应炉，用于将高锰铁水温度升高到1450℃以上；喷吹设备，用于向感应炉内喷吹含FeO和Fe2O3材料；同时利用喷吹设备喷吹的射流驱动钢液流动强化搅拌；喷吹结束后，生成的SiO2和MnO进入渣中形成富锰渣。本实用新型充分利用了高锰铁水的物理热，达到了节能降耗，减低碳排放的目的；减少了铸铁过程中的铁损，提高了铁的收得率；避免铸铁过程的环境污染。

Description

利用感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统
技术领域
该技术属于冶金技术领域。
背景技术
富锰渣炉是一种利用选择性还原工艺将我国含锰品位较低原矿冶炼成含锰较高富锰渣的冶炼设备。富锰渣炉的主要产品是富锰渣，其副产品是高锰生铁。富锰渣炉的工艺路线是：低品位锰矿(含锰量在15％～25％左右)与焦炭混合进入富锰渣炉冶炼→形成富锰渣(含锰量在35％～40％)和副产品(高锰铁水，含锰8％～9％)。其富锰渣用于矿热炉冶炼成锰铁、锰硅等合金；其副产品即高锰铁水浇注成高锰铁块，用于炼钢企业冶炼钢水。
该工艺存在着以下缺点：
(1)副产品(高锰铁水)的温度在1250℃，含有大量的物理热(1.15GJ/t)，在铸铁过程中，被冷却水带走，形成蒸汽排放，造成了热能的浪费；
(2)铸铁过程中，造成铁的喷溅、残铁等损失以及环境污染；
(3)铸铁过程，增加物料消耗，成本增加；
(4)原矿中锰资源的回收率低，回收率降低8％以上；
(5)增加转炉冶炼的石灰消耗：25kg/t；
(6)增加转炉冶炼的金属消耗：42kg/t；
(7)增加转炉冶炼的喷溅损失：0.4％以上；
(8)增加转炉冶炼的炉渣量120kg/t以上；
(9)增加转炉的冶炼时间：1～2min；
(10)由于高锰铁水冶炼过程中，形成大量的氧化锰，炉渣较稀，溅渣护炉效果不好，炉衬寿命低；
(11)由于含锰、硅高，增加转炉的氧气消耗：～6Nm3/t；
(12)副产品的附加值低，高锰铁水中含有大量锰元素，低价做生铁出售，降低了锰的利用价值；高锰生铁块：～2155元，变成棒线材：～4000元/t；
(13)增加转炉冶炼成本：～200元/t。
实用新型内容
为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种节能环保、低成本的利用感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统。
为达到上述目的，本实用新型利用感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统，至少包括：
感应炉，用于将高锰铁水温度升高到1450℃以上；
喷吹设备，用于向感应炉内喷吹含FeO和Fe2O3材料；
同时利用喷吹设备喷吹的射流驱动钢液流动强化搅拌；
喷吹结束后，生成的SiO2和MnO进入渣中形成富锰渣。
为达到上述目的，本实用新型利用感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统，包括：
富锰渣炉，用于生产高锰铁水并输出到铁水沟；
铁水罐，用于接收从铁水沟中流出的高锰铁水；
铁水罐车，用于将铁水罐运送到的感应加热工位；
感应炉，用于将铁水罐兑入感应炉的高锰铁水加热到1450℃以上；
喷吹设备，用于向感应炉内喷吹含FeO和Fe2O3材料；
倾翻装置，用于将感应炉倾翻；
扒渣机用于从倾翻感应炉中将富锰渣扒至炉下富锰渣坑。
进一步的，还包括转炉，用于将扒渣后的铁水进行炼钢。
上述的本实用新型的具有以下突出之处：
(1)充分利用了高锰铁水的物理热，达到了节能降耗，减低碳排放的目的；
(2)处理后，富锰渣中MnO含量能够达到50％以上，满足冶炼锰铁合金的要求，提高了原矿锰元素的利用率8％以上；
(3)副产品(高锰铁水)得到高效利用，提高了其附加值；
(4)减少了铸铁过程中的铁损，提高了铁的收得率；
(5)避免铸铁过程的环境污染。
附图说明
图1为本实用新型中感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统组成图。
图2为本实用新型的工作过程框图。
图1中(1)富锰渣炉；(2)铁水罐；(3)感应炉；(4)喷吹设备；(5)扒渣机；(6)铁水罐车；(7)转炉(8)富锰渣池；(9)矿热炉。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型的系统如图1所示。
富锰渣炉1，用于生产高锰铁水并输出到铁水沟；
铁水罐2，用于接收从铁水沟中流出的高锰铁水；
铁水罐车，用于将铁水罐运送到的感应加热工位；
感应炉3，用于将铁水罐兑入感应炉的高锰铁水加热到1450℃以上；
喷吹设备4，用于向感应炉内喷吹含FeO和Fe2O3材料；
倾翻装置，用于将感应炉倾翻；
扒渣机5用于从倾翻感应炉中将富锰渣扒至炉下富锰渣坑。
进一步的，还包括转炉，用于将扒渣后的铁水进行炼钢。
其中，铁水罐可以是无搅拌的，也可以是带搅拌的。搅拌的形式可以是底吹惰性气体搅拌的，也可以电磁搅拌的。感应炉是无芯感应炉；感应炉可以是串联电源供电，也可以是并联电源供电，还可以采用IGBT电源供电。喷吹设备采用喷枪，其可以是单吹的，也可以复合喷吹的；也可以换成KR搅拌式的。喷吹物料可以是铁精矿粉或烧结矿粉或氧化铁皮等含FeO和Fe2O3材料，也可以是铁精矿粉石灰粉，还可以是其他复合粉剂。如果喷吹铁精矿粉石灰等复合粉剂，还可以进行脱磷、脱硫反应。扒渣机可以是气动的，也可以是液压驱动的。铁水罐车可以是火车牵引的，也可以是电动的的。矿热炉可以是敞开式的，也可以是半封闭的或全封闭式的。
本实用新型的工作流程如下：
(1)富锰渣炉(1)产生的高锰铁水经铁水沟进入铁水罐(2)；
(2)通过铁水罐车(6)将铁水罐(2)的感应加热工位；
(3)将铁水罐(2)的铁水兑入感应炉(3)；
(4)接通电源进行感应加热，将铁水温度升高至1450℃以上；
(5)通过喷枪(4)向感应炉(3)内喷吹铁精矿粉或烧结矿粉或氧化铁皮等含FeO和Fe2O3材料，将铁水中的Si、Mn和C氧化，利用喷吹的射流驱动钢液流动强化搅拌，促进氧化还原反应进行；
(6)喷吹结束后，生成的SiO2和MnO进入渣中形成富锰渣；通过倾翻装置和扒渣机(件5)将富锰渣扒至炉下富锰渣坑(8)；
(7)扒渣结束，将渣坑中的富锰渣运送至矿热炉(9)，用来冶炼锰铁及锰硅合金。
(8)扒渣结束，将处理后低锰、低硅铁水倒入铁水罐(2)；
(9)将铁水罐运输至炼钢厂，兑入转炉(7)冶炼成钢水。
实施例1
下面以158m3富锰渣炉为例。
(1)富锰渣炉冶炼，生产富锰渣及高锰生铁。富锰渣进入渣坑冷却，然后铲运、破碎、筛分，送矿热炉冶炼锰铁和硅锰合金；富锰渣炉的入炉矿粉及富锰渣的成分见表1；
表1富锰渣炉的入炉矿粉及富锰渣的成分
项目名称 MnO FeO SiO<sub>2</sub> CaO MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> P S
入炉矿粉 20.514 45.809 13.070 4.711 0.805 4.648 0.020 0.199
富锰渣 39.476 1.030 28.890 10.400 1.000 17.570 0.002 1.280
(2)铁水进入35t铁水罐，通过铁水罐车将铁水运输到感应加热工位；高锰生铁的成分及温度如表2所示；
表2高锰铁水成分
元素 C Si Mn P S 温度
含量/％ ～4.86 ～0.85 ～8.34 ～0.15 ～0.039 ～1250℃
(3)将铁水兑入感应炉；
(4)接通电源进行感应加热，使高锰铁水温度升高至1450℃。
(5)下降炉盖及喷枪，喷吹烧结矿粉，进行脱硅、脱锰，同时部分碳也发生氧化反应。铁水成分如表3。
表3处理后铁水成分
元素 C Si Mn P S 温度
含量/％ 3.86～4.06 0.2～0.3 3.0～3.4 ～0.15 ～0.039 1250℃
(6)喷吹结束后，倾动感应炉，利用扒渣机将炉渣扒到渣池中，然后铲运、破碎、筛分，送矿热炉冶炼锰铁和硅锰合金；富锰渣的MnO含量在50％以上。
(7)扒渣结束后，倾动感应炉，将铁水倒入35t铁水包；
(8)采用铁水罐车将铁水运输到炼钢车间，兑入40t转炉冶炼成钢水。
实施例2
(1)富锰渣炉冶炼，生产富锰渣及高锰生铁。富锰渣进入渣坑冷却，然后铲运、破碎、筛分，送矿热炉冶炼锰铁和硅锰合金；富锰渣炉的入炉矿粉及富锰渣的成分见表1；
表1富锰渣炉的入炉矿粉及富锰渣的成分
项目名称 MnO FeO SiO<sub>2</sub> CaO MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> P S
入炉矿粉 20.514 45.809 13.070 4.711 0.805 4.648 0.020 0.199
富锰渣 39.476 1.030 28.890 10.400 1.000 17.570 0.002 1.280
(2)铁水进入35t铁水罐，通过铁水罐车将铁水运输到感应加热工位；高锰生铁的成分及温度如表2所示；
表2高锰铁水成分
元素 C Si Mn P S 温度
含量/％ ～4.86 ～0.85 ～8.34 ～0.15 ～0.039 ～1250℃
(3)将铁水兑入感应炉；
(4)接通电源进行感应加热，使高锰铁水温度升高至1450℃。
(5)下降炉盖及喷枪，喷吹烧结矿粉石灰等复合粉剂，进行脱硅、脱锰、脱磷，同时部分碳也发生氧化反应。铁水成分如表3。
表3处理后铁水成分
元素 C Si Mn P S 温度
含量/％ 3.86～4.06 0.2～0.3 3.0～3.4 ～0.15 ～0.039 1250℃
(6)喷吹结束后，倾动感应炉，利用扒渣机将炉渣扒到渣池中，然后铲运、破碎、筛分，送矿热炉冶炼锰铁和硅锰合金；富锰渣的MnO含量在50％以上。
(7)扒渣结束后，倾动感应炉，将铁水倒入35t铁水包；
(8)采用铁水罐车将铁水运输到炼钢车间，兑入40t转炉冶炼成钢水。
实施例3
(1)富锰渣炉冶炼，生产富锰渣及高锰生铁。富锰渣通过摆动流槽进入渣坑冷却，然后铲运、破碎、筛分，送矿热炉冶炼锰铁和硅锰合金；富锰渣炉的入炉矿粉及富锰渣的成分见表1；
表1富锰渣炉的入炉矿粉及富锰渣的成分
项目名称 MnO FeO SiO<sub>2</sub> CaO MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> P S
入炉矿粉 20.514 45.809 13.070 4.711 0.805 4.648 0.020 0.199
富锰渣 39.476 1.030 28.890 10.400 1.000 17.570 0.002 1.280
(2)铁水通过铁水沟流入摆动流槽，然后进入感应加热炉；高锰生铁的成分及温度如表2所示；
表2高锰铁水成分
元素 C Si Mn P S 温度
含量/％ ～4.86 ～0.85 ～8.34 ～0.15 ～0.039 ～1250℃
(3)出铁完毕，接通电源进行感应加热，使高锰铁水温度升高至1450℃。
(4)下降炉盖及喷枪，喷吹烧结矿粉石灰等复合粉剂，进行脱硅、脱锰、脱磷，同时部分碳也发生氧化反应。铁水成分如表3。
表3处理后铁水成分
元素 C Si Mn P S 温度
含量/％ 3.86～4.06 0.2～0.3 3.0～3.4 ～0.15 ～0.039 1250℃
(5)喷吹结束后，倾动感应炉，利用扒渣机将炉渣扒到渣池中，然后铲运、破碎、筛分，送矿热炉冶炼锰铁和硅锰合金；富锰渣的MnO含量在50％以上。
(6)扒渣结束后，倾动感应炉，将铁水倒入35t铁水包；
(7)采用铁水罐车将铁水运输到炼钢车间，兑入40t转炉冶炼成钢水。

Claims (2)

1.一种利用感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统，其特征在于，所述的系统包括：
富锰渣炉，用于生产高锰铁水并输出到铁水沟；
铁水罐，用于接收从铁水沟中流出的高锰铁水；
铁水罐车，用于将铁水罐运送到的感应加热工位；
感应炉，用于将铁水罐兑入感应炉的高锰铁水加热到1450℃以上；
喷吹设备，用于向感应炉内喷吹含FeO和Fe2O3材料；
倾翻装置，用于将感应炉倾翻；
扒渣机用于从倾翻感应炉中将富锰渣扒至炉下富锰渣坑。
2.如权利要求1所述的利用感应加热喷吹处理富锰渣炉铁水的系统，其特征在于，还包括转炉，用于将扒渣后的铁水进行炼钢。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110551865A (zh) * 2019-09-17 2019-12-10 天津达亿冶金技术研究有限公司 利用感应加热和喷吹处理富锰渣炉铁水的系统与工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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