[实用新型]一种炼钢装置

说明书

技术领域

本实用新型公开一种炼钢装置，尤其是竖井式超高功率电弧炉与微波加热组合的装置，属于钢铁冶金和微波冶金技术应用领域。

背景技术

20世纪90年代后，直至本世纪初以来，随着超高功率电弧炉技术的迅速发展，以及多种相关技术的应用，全世界电弧炉的钢产量稳步增长（我国短流程炼钢的产量不到粗钢产量的20%），但废钢资源的短缺，使电弧炉炼钢对废钢替代品的需求量不断增加；而市场对高质量钢种的需求，使钢铁生产由过去单纯追求产量逐步向精品和多品种方向发展，电弧炉炼钢对降低原材料有害残留元素的要求也大为提高。这些因素导致了海绵铁的需求量增加。同时以海绵铁为原料的电弧炉炼钢工艺获得了长足的进步，目前海绵铁的加入量可以按需求在0~100%内调整，冶炼周期缩短到1h之内，超高功率电弧炉炼钢的吨钢电耗400kwh/t以内。

微波属于一种清洁加热能源，具有加热速率快，加热均匀，热效率高等特点。其突出优点是可以对粉状冶金物料进行选择性加热，利用配加有煤粉的铁精矿粉具有的自还原性和对微波选择性吸收的能力，采用微波加热进行直接还原，可以不考虑冶金物料的造块工艺，直接使用粉状冶金物料进行微波加热和还原，对非高炉炼铁及短流程直接炼钢的发展具有重要意义。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种炼钢装置，将竖井式超高功率电弧炉与微波加热装置组合，利用微波加热装置提供海绵铁进行炼钢。

本实用新型的炼钢装置，结构包括竖井式超高功率电弧炉和微波加热装置，竖井式超高功率电弧炉与微波加热装置通过连接室7连接，微波加热装置由设置有传送装置4的加料段和反应段组成，反应段外部有炉壳2，炉壳2的上壁和下底分布有磁控管1和冷却通道3，反应段和加料段之间设置有炉门。

所述竖井式超高功率电弧炉由竖井13和电炉10组成，竖井下部设有控制废钢下落的水冷阀11、顶部设有料篮14和烟气管12，可通过料篮14将废钢加入竖井13中，电炉10中设置有电极9，属于现有技术。

所述连接室7内部有倾斜的溜槽8，溜槽可以将微波加热装置制备的海绵铁送入电弧炉。

所述反应段和加料段之间有升降炉门Ⅰ5和升降炉门Ⅱ6，两道炉门可控制交替升降，防止微波泄漏。

本实用新型的竖井用来向电弧炉内添加废钢，并利用炼钢废气在竖井内对废钢进行预热；(海绵铁)还原铁生产设备则利用微波加热铁精矿粉、固体碳粉与脱硫剂的混合料，发生直接还原反应，制得海绵铁直接投入电弧炉中。高温炉料在电弧炉内进行粗炼（炉料的熔化和脱磷），冶炼周期在40~60分钟内，与废钢预热周期及海绵铁生产周期一致。粗炼后的钢液可移入精炼炉内，根据冶炼钢种的需要进行脱氧、脱硫、脱气及合金微调操作。

本实施例的炼钢装置的具体操作方法：在微波加热生产海绵铁装置的加料段，加入配好的铁精矿粉、煤粉与脱硫剂的混合料，混合料通过传送装置4向装置反应腔内输送，通过反应段时，利用微波加热发生直接还原反应；混合料进入反应腔时，升降炉门Ⅰ5与升降炉门Ⅱ6交替打开，以防止微波泄漏；微波通过磁控管1产生，每个磁控管功率为1～2KW，在反应段的顶部与底部都装有足够数量的磁控管，以保证功率密度；产生的微波频率为2450MHz，通过波导导入反应腔；磁控管利用冷却通道2进行强制水冷，以保证其正常工作；炉壳3为全金属，金属板之间连接要保证紧密，以防止微波泄漏；炉壳中填充保温材料以保证装置内温度的提升与控制；连接室内为溜槽结构，生产的海绵铁在高温下（500～700℃）通过连接室内的溜槽，直接投入电炉中进行炼钢；炼钢废气大部分由竖井底部通入，对废钢进行预热，小部分通入连接室中，利用废气中的一氧化碳制造还原气氛，保护高温下的海绵铁在投入电弧炉的过程中不被二次氧化；预热后的废钢温度可达600～800℃，通过水冷阀控制投入电炉，与海绵铁混合进行冶炼，可调节成分、提高产品质量和冶炼效率。该方法冶炼周期为40～60min。

本实用新型的优点和积极效果：

（1）将微波加热与冶金结合，利用了微波这种高效、清洁的加热能源生产海绵铁；

（2）有效利用了高温下产出的海绵铁显热，将500~700℃的海绵铁，直接投入电炉，可以提高冶炼效率、降低能耗；

（3）把非高炉炼铁和短流程炼钢有效连接起来，减少了中间环节，降低了能量的损耗，提高了冶炼效率和金属收得率；

（4）利用炼钢废气对废钢进行预热，并防止海绵铁的二次氧化，有效利用了炼钢废气的热能和化学能。

附图说明

图1为本实用新型炼钢装置示意图。