一种高效使用转底炉金属化球团的方法和系统 |
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| 申请号 | CN202210694551.7 | 申请日 | 2022-06-17 | 公开(公告)号 | CN115125348B | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 攀钢集团西昌钢钒有限公司; | 发明人 | 林文康; 周敏; 唐渡江; 陈红; 周林波; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高效使用转底炉 金属化 球团的方法和系统，所述的方法将转底炉出来的金属化球团，在保温的料罐临时存储和保温料罐转运至 高炉 出 铁 口的蓄铁式主沟，热量损失≤20％，充分利用了金属化球团的热量，相对于冷却球团转运，可降低80％以上热量损失；金属化球团通常抗压强度低、硫磷锌有害成份含量高，在此处 熔化 进入铁 水 后便于炼 钢 工序前铁水预处理，本方法还提高了金属化球团在炼铁工艺中的使用率，既减少渣带入铁水，避免影响炼钢工序废钢使用量，同时避免了低强度球团和有害元素入高炉直接危及高炉正常生产的 缺陷 。此外，基于本发明方法的系统对现有投产的设备改造较小，具有较好的应用前景。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高效使用转底炉金属化球团的方法，其特征在于，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 一种高效使用转底炉金属化球团的方法和系统技术领域背景技术[0002] 钢铁联合企业在生产过程中每年会产生数量巨大的粉尘和污泥，如高炉瓦斯泥、高炉布袋灰、炼钢粉尘和转炉污泥等，其主要成分是铁和碳，另外还含有部分有害杂质，如锌、铅、钾、钠等。锌在烧结生产过程脱出效率很低，主要在高炉生产中被还原‑气化随高炉重力灰和TRT布袋灰进入煤气系统。通常这些尘泥在系统内部循环利用，随着这些有害元素在高炉流程中的不断富集和炼钢使用废镀锌钢材等所占比例逐渐增加，粉尘中的含锌量也呈逐渐上升的趋势。炉料中含锌量过高，则会因锌在高炉内挥发、富集，在高炉炉身上部形成结瘤，影响高炉的正常操作，缩短炉衬寿命。 [0003] 转底炉工艺生产过程可靠，易于操作和维护，物料在转底炉内的停留时间短，可根据原料情况快速调整工艺参数，是处理含锌粉尘的最佳生产工艺。采用转底炉处置含锌除尘灰，其产品是金属化率较高的球团矿。现有投产处置含锌物料的转底炉，大多采用密闭冷却工艺将金属化球团冷却至＜100℃，再通过胶带机输送至料场存储，高温球团冷却时回收部分余热，冷却过程中金属化球团的热回收效率≤20％。此外，从转底炉出料的金属化球团的含锌量仍然较高在0.5％左右、强度较低在800～1500N，一般无法直接用于高炉生产。 [0004] CN 104087703 A公开了一种钒钛矿金属化球团的冶炼方法，将第一碳质还原剂和占钒钛矿金属化球团总量20～50％的第一钒钛矿金属化球团铺设在熔分电炉底部；起弧供电，形成熔池；分多次将第二钒钛矿金属化球团和第二碳质还原剂加入熔池中，其中，每次先加入第二碳质还原剂，然后加入占钒钛矿金属化球团总量2.5～15％的第二钒钛矿金属化球团，在铁水温度≥1550℃且炉渣中FeO含量为2～5％的情况下，出渣、出铁。此方法改善熔分和还原条件，有利于改善熔分效果和深还原效果；能够获得成分均一稳定、还原度适宜的含钛炉渣和含钒铁水，但操作复杂，没有对金属化球团的温度进行利用。 [0005] CN 107354261 A公开了一种转底炉直接还原球团热装入炉的装置及方法，通过将转底炉高温预还原球团直接排入保温密闭料罐并运输至矿热炉炉底料仓的方式，可通过多轨道形成不间断的循环运输，实现转底炉预还原球团连续加入矿热炉进行冶炼，运输过程中不易被氧化，热量损失小。该方法通过将转底炉出料的金属化球团存放在保温密闭料罐中转送至矿热炉，虽然对于金属化球团的热量利用率较高，但金属化球团中杂质含量直接投放到矿热炉可能会在炉中形成结瘤。 [0006] 现有技术对于金属化球团的应用场景有限，钢铁厂厂内循环物料生产金属化球团，主要目的是去除循环物料中的有害元素(主要是锌、氯、钾、钠)采用冷却工艺，冷却后的金属化球团直接入高炉，或入炼钢转炉或电炉。出铁场或炼钢转炉添加常温金属化球团，金属化球团最大添加量约占铁水的6‑8％。此外，仅有较少的研究直接将金属化球团应用于铁水的冶炼。 [0007] 因此，亟须提供一种有效提升金属化球团转送过程中热量利用率、提高金属化球团的使用率的方法。 发明内容[0009] 一种高效使用转底炉金属化球团的方法，所述方法包括： [0010] 将出料后的金属化球团热送至出高炉出铁场的出铁口区域； [0011] 将金属化球团添加在高炉出铁场的蓄铁式主沟内； [0012] 利用铁渣混合物熔融金属化球团。 [0013] 进一步地，将出料后的金属化球团热送至出高炉出铁场的出铁口区域包括：将金属化球团热装在球团运输装置中，将运输装置运输到高炉出铁场的出铁口区域。 [0014] 进一步地，将金属化球团添加在高炉出铁场的蓄铁式主沟内包括：打开所述蓄铁式主沟上方的可移动活动盖板后，将所述金属化球团添加在高炉出铁场的蓄铁式主沟内，添加完成后，关闭所述可移动活动盖板。 [0015] 进一步地，利用铁渣混合物熔融金属化球团包括：在出铁口流出的渣铁混合物作用下，金属化球团转变成球渣和铁水，经过渣铁分离，得到混合铁水。 [0016] 进一步地，所述金属化球团占所述渣铁混合物的质量的20‑25％。 [0017] 本发明还提供了一种高效使用转底炉金属化球团的系统，包括： [0018] 球团运输装置、球团添加装置和球团熔融装置， [0019] 所述球团运输装置用于将出料后的金属化球团热送至出高炉出铁场的出铁口区域； [0020] 所述球团添加装置包括设置在高炉出铁场的蓄铁式主沟内上方的可移动活动盖板，所述可移动活动盖板具有打开状态和关闭状态，在打开状态下，所述金属化球团能够被添加至蓄铁式主沟内，添加完成后，关闭所述可移动活动盖板； [0021] 所述球团熔融装置用于利用出铁口流出的铁渣混合物熔融金属化球团。 [0022] 进一步地，所述所述球团运输装置包括：台车和料罐， [0023] 台车，用于运输料罐； [0024] 料罐，用于热送金属化球团； [0025] 所述料罐可拆卸地固定在所述台车上。 [0027] 进一步地，所述球团运输装置还包括：储料仓和溜槽， [0028] 储料仓，用于储存转底炉金属化球团； [0029] 溜槽，用于将转底炉金属化球团热送至所述料罐； [0030] 所述储料仓与所述溜槽连接，溜槽位于储料仓下方，所述溜槽与所述储料仓之间有切断阀； [0031] 所述储料仓与所述溜槽内壁为保温耐火材料。 [0032] 进一步地，所述球团熔融装置包括：出铁口和撇渣器， [0033] 出铁口，用于流出铁渣混合物； [0034] 撇渣器，用于渣铁分离。 [0035] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点和有益效果： [0036] (1)本发明采用的高效使用转底炉金属化球团的方法，将转底炉出来约800℃的金属化球团，在保温的料罐临时存储和保温料罐转运至高炉出铁口的蓄铁式主沟，热量损失≤20％，充分利用了金属化球团的热量，相对于冷却球团转运，可降低80％以上热量损失。 [0037] (2)本发明将金属化球团与高温渣铁混合物混合，提高了金属化球团在炼铁工艺中的使用率；本发明使用的金属化球团最大添加量约占铁水的20‑25％，循环物料生产的金属化球团约占炼铁生铁产能3‑4％；使用本发明的方法，既不影响炼钢工序废钢使用量，同时避免了低强度球团入高炉和有害元素影响高炉生产的缺陷。 [0038] (3)本发明对于现有的投产的装置改造较小，仅对高炉出铁场主沟上方盖板进行改造，将正对铁口区域蓄铁式主沟上方的盖板中心区域改为可移动活动盖板，配合添加金属化球团，有很强的应用前景。附图说明 [0039] 图1为本发明实施例的球团运输装置的结构示意图； [0040] 图2为本发明实施例的料罐和台车的结构示意图； [0041] 图3为本发明实施例球团添加装置和球团熔融装置的结构示意图； [0042] 附图标记说明 [0043] 1、储料仓；2、切断阀；3、溜槽；4、料罐；5、支撑座；6、上密封阀；7、下密封阀；8、台车；9、出铁口；10、蓄铁式主沟；11、带支撑座料罐安放位置；12、可移动活动盖板；13、撇渣器；14、铁水过道眼；15、铁水沟；16、沙坝；17、渣沟。 具体实施方式[0044] 下面将结合本发明具体实施例和说明书附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0045] 一种高效使用转底炉金属化球团的方法，包括以下步骤： [0046] 将金属化球团热装在球团运输装置中，运输到高炉出铁场的出铁口区域； [0047] 打开蓄铁式主沟上方的可移动活动盖板后，将运输装置中的金属化球团添加在高炉出铁场的蓄铁式主沟内，添加完成后，关闭所述可移动活动盖板； [0048] 在出铁口流出的渣铁混合物作用下，金属化球团转变成球渣和铁水，经过渣铁分离，得到混合铁水，所述金属化球团占所述高温渣铁混合物的质量的25％。 [0049] 本发明的原理为：将转底炉出料的金属化球团装入保温料罐中热转运到高炉出铁场的出铁口区域，将金属化球团添加到蓄铁式主沟中，蓄铁式主沟的金属化球团与出铁口流出的高温渣铁混合物作用，转变成铁水和球渣，通过撇渣器分离，铁水过道眼流进铁水沟，渣流过沙坝进入渣沟，得到混合铁水。整个热转运过程的热量损失≤20％，充分利用了金属化球团的热量，相对于冷却球团转运，可降低80％以上热量损失。本发明将金属化球团与高温渣铁混合物混合，提高了金属化球团在炼铁工艺中的使用率，本发明的方法，既不影响炼钢工序废钢使用量，同时避免了低强度球团入高炉和有害元素影响高炉生产的缺陷。本发明的高效使用转底炉金属化球团的方法，将金属化球团从转底炉排出后转送卸载至高炉出铁场蓄铁式主沟内，充分利用刚出炉的高温铁水的热量和搅拌作用，以及金属化球团的显热快速熔化球团，不引起铁水温度显著降低；高炉主沟的撇渣器去除金属化球团中杂质产生的渣，使渣通过撇渣器进入高炉渣罐回收，避免渣进入铁水罐造成粘罐；金属化球团通常硫磷有害含量高，在此处熔化进入铁水后便于炼钢工序前铁水预处理，既避免了有害杂质进入高炉影响高炉生产，又避免影响炼钢工序正常生产。最终，金属化球团熔化后的铁水进入铁水罐得到混合铁水。 [0050] 本发明的高效使用转底炉金属化球团的方法有效避免了因球团强度低和锌含量影响高炉生产，同时又利用刚出炉的高温铁水的热量和搅拌作用熔化球团，再通过高炉主沟的撇渣器去除金属化球团中杂质产生的渣，还充分利用了球团的热量，减小对炼钢添加废钢和钢水品质的影响。本发明的方法可在使用转底炉处置含锌物料的钢铁企业广泛推广，具有显著的经济效益和社会效益。 [0051] 本发明的实施例中还提供了一种高效使用转底炉金属化球团的系统，包括：球团运输装置、球团添加装置和球团熔融装置。 [0052] 球团运输装置的结构示意图如图1所示，球团运输装置用于将出料后的金属化球团热送至出高炉出铁场的出铁口9区域。球团运输装置包括：台车8、料罐4、储料仓1和溜槽3；台车8，用于运输料罐4；料罐4，用于热送金属化球团，料罐4可拆卸地固定在台车8上，料罐4上下开口，设有上密封阀6和下密封阀7，内壁为保温材料，下端有支撑座5；台车8和料罐 4的结构示意图如图2所示；储料仓1，用于储存转底炉金属化球团；溜槽3，用于将转底炉金属化球团热送至所述料罐4；储料仓1与溜槽3连接，溜槽3位于储料仓1下方，溜槽3与储料仓 1之间有切断阀2，储料仓1与溜槽3内壁为保温耐火材料； [0053] 其中，球团添加装置和球团熔融装置的示意图如图3所示；球团添加装置包括设置在高炉出铁场的蓄铁式主沟10内上方的可移动活动盖板12，可移动活动盖板12具有打开状态和关闭状态，在打开状态下，将下端带有支撑座5的装有金属化球团的料罐4安放在带支撑座料罐安放位置11，打开下密封阀7，球团能够被添加至蓄铁式主沟10内，添加完成后，关闭可移动活动盖板12；球团熔融装置用于利用出铁口9流出的铁渣混合物熔融金属化球团，球团熔融装置包括，出铁口9，用于流出铁渣混合物；撇渣器13，用于渣铁分离；所述球团熔融装置还包括蓄铁式主沟10、铁水过道眼14、铁水沟15、沙坝16和渣沟17，金属化球团与铁渣混合物混合熔融后，渣铁混合物在撇渣器13作用下实现渣铁分离，铁水通过铁水过道眼流14进铁水沟15，渣流过沙坝16进入渣沟17。 [0054] 本发明实施例的高效使用转底炉金属化球团的系统对于现有的投产的装置改造较小，取消现有常用的金属化球团冷却机，在转底炉出料口下方设置储料仓，储料仓仓壁设置保温材料，可以实现金属化球团储存和保温，能有计划的间断性安排倒运。料罐与储料仓和滑槽配合，用台车快速转运，配合吊运可实现快速上载和卸载金属化球团，密封容器也减少了热量损失；金属化球团与出铁口流出的高温高温渣铁混合物作用，转变成铁水和球渣，通过撇渣器分离，铁水过道眼流进铁水沟，渣流过沙坝进入渣沟，得到混合铁水。本发明的系统依托于现有的高炉出铁场，仅对高炉出铁场主沟上方盖板进行改造，将正对铁口区域蓄铁式主沟上方的盖板中心区域改为可移动活动盖板，配合添加金属化球团。 [0055] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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