[发明专利]海绵铁的加热熔化及渣铁分离和钢液精炼装置

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业炼钢设备，特别是一种海绵铁的三相电弧加热熔化及渣铁分离和钢液精炼装置。

背景技术

海绵铁，也称直接还原铁，简称DRI(Direct Reduction Iron)，是用高品位铁矿、球团矿或铁鳞等杂质含量低的氧化铁在固态直接还原生产的冶金产品，可作为废钢的代用品，炼钢中配加DRI是稀释有害元素的重要手段之一，也是改善钢材质量增加品种的重要原料，因此它成为世界各国具备资源条件的地区发展钢铁工业的选择。据美国米德雷克斯公司统计，2007年世界DRI产量达到6722万t，并且发展迅速。我国也相继建成多条DRI的隧道窑生产线，产量逐年提高。

但是DRI中含有约10％的杂质(主要是SiO₂)，它原先就是混合在铁矿粉内，在固态还原时不能去除，所以DRI除了作废钢的代用品之外少作它用。解决DRI的熔化及渣铁分离(简称熔分)并且炼成合格钢，成为当今的科研课题。

目前DRI的熔分有以下几种方法，但都存在一定缺点：

1、电弧炉熔分。在炼钢电弧炉内预先加入废钢作原料，熔化到有一定钢液，再将DRI压块加入熔炼。DRI质地疏松，体积密度略大于1.6t/m³，压块也只有3t/m³-4t/m³(钢为7.8t/m³)，在电弧炉内高温空气的作用下极易氧化，生产实践表明铁的收得率较低，电耗较高，生产成本较高。其次电弧炉连续加料的设备复杂，投资大，容量30t以下的电炉难以采用。

2、中频感应炉熔分。DRI对感应加热的效果差，研究试验表明炉内必须有30％左右钢液才能连续加入DRI压块；炉渣感应发热更差，会出现炉子中部温度高、顶部温度低的问题，且不易被操作者发觉，从而引起安全事故。同样也有氧化和收得率低的问题。故此方法没有推广。

3、冲天炉熔化。DRI混合冶金焦碳，加入到冲天炉内熔化，此方法类似高炉炼铁。研究实验表明因铁水出炉温度低，含C量增高，难以进入下一道冶炼工序，故无应用价值。

4、转炉内熔分，作转炉炼钢的补充料。目前DRI压块广泛用作转炉炼钢调节钢液温度的补充冷料。由于大量其他成分的钢液存在，故此方法不可能获得高纯度的钢液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、自动化程度较高的DRI的三相电弧加热熔化及渣铁分离和钢液精炼装置，从而实现在超短流程内用完全的DRI冶炼出优质钢或特殊钢的目的。

本发明的目的是这样实现的：

参阅图1和图2(仅方便理解，图中结构并不能限制本发明的保护范围)，本发明的熔分炉的上侧壁设有出渣口40及其出渣槽39，熔分炉的上部设有炉盖25及其提升系统；熔分炉的底部设有滑动水口55和吹气口44，吹气口44连接有保护气体吹入系统，气体吹入系统的进气管上设有压力传感器47；熔分炉的上方一侧设有下料系统，另一侧设有三相电极自动调节系统和供电系统，电极调节系统中的调节器69连接微机PLC处理系统；熔分炉上方还设有微正压控制及抽风除尘系统；熔分炉的出渣槽39下侧设有出渣罐及其运送系统；熔分炉设在可移动的炉台车系统上。

上述熔分炉炉体的外层为钢板外壳24，中层为打结料37，内层为由镁碳砖砌筑的工作层38.

上述下料系统由下料管17和料斗18构成，其下料管17垂直对应于三个电极16分布圆圆心。

上述三相电极自动调节系统中的电流互感器67连接电流表68，电流表68连接带有微机PLC处理系统的电极自动调节器69，调节器69依次通过电动机1、齿轮2、减速机3、输出齿轮4、齿条5与电极小车6相连接，电极小车6可沿立柱11上下移动，电极小车6连接电极卡头15，三个电极16卡置在卡头15中且分布成正三角形垂直插入熔分炉24内。

上述可移动的炉台车系统中的炉台车19底部有四个轮子，轮子下设有铁轨35；炉台车19上设有炉体托架21，它的一端经转轴20与炉台车19相连，另一端设有电动机螺旋倾炉机构22，炉体托架21的水平方向设有电动夹紧器23。托架21在夹紧的状态下，熔分炉能倾斜10°以内角度。

上述微正压控制及抽风除尘系统中的烟尘收集罩29置于炉盖25上方与吸烟管30相连，吸烟管30与引风机31相连，引风机31与电动机72相连，电动机72与变频调速控制柜71相连，控制柜71与自动调节器69相连。