[实用新型]一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及炼钢技术领域，特别涉及一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备。

背景技术

当前最重要也最为常见的钢铁生产流程也被称为长流程，在该流程中，要从铁矿石得到钢水需经烧结（或球团）、炼焦、高炉炼铁、转炉炼钢四个主要的工艺环节，此外还有众多的辅助工艺环节。高炉炼铁中铁矿石的还原70％以上是间接还原，属气固反应，要求高炉保持良好的透气性，因此贫矿选矿后获得的铁精粉矿和富矿块粉矿末都必须经过造块才能供高炉使用，即必需经过烧结（或球团）工艺过程。烧结（或球团）的物料处理量约占钢铁联合企业的第二位（仅次于炼铁生产），能耗仅次于炼铁和轧钢而居第三位。焦炭在高炉内的用途，一方面是作为提供冶炼所需热量的燃料和铁氧化物还原剂，现在这个作用已部分被喷煤取代，焦炭更重要的作用是在矿石软化熔融后，作为支撑高达数十米的料柱的骨架，同时又是煤气通路。焦煤在原煤中的比例较少，储量有限，这势必给依赖炼焦煤的长流程的发展带来危机。传统长流程已发展到顶峰，但高炉炼铁的特点，决定了传统长流程规模庞大，投资高，生产周期长，吨钢能耗高，环境污染严重。

直接还原－电炉流程也可以从铁矿石得到钢水，不需要焦炭，但直接还原铁大部分用竖炉生产，仍然需要铁粉矿造块工序，而且需要丰富的天然气资源，与直接还原－电炉流程相关的方法中，煤基回转窑法生产效率低，转底炉法由于料层较薄规模难以扩大。因此直接还原－电炉流程仍难以和传统长流程方法竞争，在全世界范围内的钢产量份额仅占5％，在我国也很少。

熔融还原－转炉流程改变了传统长流程对焦炭的依赖程度，例如，COREX熔融还原炼铁-转炉流程仅需要少量的焦炭，原理上它仅将高炉的功能一分为二，先气态间接还原后熔化分离，但它的缺点也是显而易见的：耗氧量大（500m³/t），投资比传统长流程高10%～20%，发展速度缓慢。熔融还原－转炉流程只是对传统长流程铁前工序的变革。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有炼钢设备的不足，从而提供一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用粉矿和煤氧直接炼钢的设备，包括磨粉矿设备1、粉矿提升设备2、多级旋风预热器3、预还原循环流化床4、终还原循环流化床5、直接炼钢炉6、粉矿喷吹设备7、底吹或侧吹煤氧枪8、第一气体换热器11、第二气体换热器13、第三气体换热器14、第四气体换热器16、气体增压设备12、气体净化设备15以及气体脱除CO₂和H₂O设备17；其中，

所述磨粉矿设备1的出料口与所述粉矿提升设备2的进料口连接，而所述粉矿提升设备2的出料口则连接到所述多级旋风预热器3的进料口；所述多级旋风预热器3的出料口与所述预还原循环流化床4的进料口相连，而所述预还原循环流化床4的出料口则与所述终还原循环流化床5的进料口连接；所述终还原循环流化床5通过所述粉矿喷吹设备7与所述直接炼钢炉6相连；所述底吹或侧吹煤氧枪8安插到所述直接炼钢炉6的底部或侧部；

所述直接炼钢炉6的出气口连接到所述第一气体换热器11，所述第一气体换热器11则与所述气体增压设备12相连，所述气体增压设备12连接到所述终还原循环流化床5的进气口，而所述终还原循环流化床5的出气口连接到第二气体换热器13；所述第二气体换热器13再连接到所述预还原循环流化床4的进气口，所述预还原循环流化床4的出气口连接到所述第三气体换热器14，所述第三气体换热器14还与所述多级旋风预热器3的进气口连接；所述多级旋风预热器3的出气口连接到所述气体净化设备15，所述气体净化设备15通过所述第四气体换热器16与所述气体脱除CO₂和H₂O设备17相连，所述气体脱除CO₂和H₂O设备17的出气口连接到所述第一换热器11与所述气体增压设备12之间的管路上。

上述技术方案中，所述直接炼钢炉6为桶形炉子，其内部包括渣区、钢水区和气相区，其中气相区位于所述直接炼钢炉6的顶部，钢水区位于所述直接炼钢炉6的底部，而渣区则在气相区与钢水区之间。

上述技术方案中，所述粉矿喷吹设备7与所述直接炼钢炉6相连时，插入到所述直接炼钢炉6的钢水区的钢水熔池中。

上述技术方案中，所述底吹或侧吹煤氧枪8插入到所述直接炼钢炉6的底部或侧面的钢水熔池中。