[发明专利]向熔炼炉供入并预热金属炉料的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及向炼钢厂的熔炼炉供入并预热金属炉料的装置以及相应的方法。

背景技术

用于向炼钢厂的熔炼炉供入金属炉料的装置是已知的。在将金属炉料或废料供入到熔炼炉内之前，通常采用由金属熔化产生的烟气将其预热。

一些现有装置提供了用于废料的供入塔或预热塔，其与熔炼炉形成一体并且直接设置在熔炼炉上方，例如JP 61015908A所示的解决方法的例子，使得可从上方将废料直接卸入液浴池中，考虑到在各种情况下所供入的金属炉料的量，甚至40吨，以及考虑到高度，甚至从4～5米来卸金属炉料，这具有液浴池和炉渣的飞溅的明显的问题，并且在这些步骤期间，也存在敲击和振动从塔传递到熔炼炉的问题。

其他的装置，例如从EP-B-1.153.144以及专利申请CA-A-2222401(对应于EP 1.034.313)得知，包含在熔炼炉之外且与其分离的用于供入废料的塔。在这种情况下，为了预热的目的，将从熔炼炉出来的烟气输送至塔的顶部并在此处进入塔，从上到下与待预热废料的方向相同。

特别地，烟气通过与预热塔的顶部相连的管道从熔炼炉中排出，在其中也具有使用铲斗来装入废料的孔。选择性的打开方法允许废料朝向塔的中心部分渐渐下降，此处具有输送废料的输送系统，所述废料在熔炼炉内被也从塔的上部到下部下降的烟气预热。烟气朝向预热塔的具有后燃烧腔的底部继续下降。

但是，这些已知的装置具有以下主要缺点：考虑到废料的短行程，烟气与废料的最初接触不能提供完成烟气的燃烧所必须的时间，因此，当烟气开始与金属炉料相接触时，其由于未完全燃烧成二氧化碳而仍然富有一氧化碳。这会导致，首先，金属炉料的爆炸风险和工艺功能劣化的风险、工厂的完整性和工人的安全的危险。此外，在预热步骤之后，在送到烟道的烟气中存在有一氧化碳，这意味着沿着管道爆炸的更大的风险并且还需要合适且昂贵的系统以在烟气被导入大气之前移除一氧化碳，这是由于众所周知一氧化碳是危险且有毒的污染物。

已知装置的另一缺点是：在金属炉料仍然很烫时与烟气接触，这会导致金属炉料的小尺寸组成物和低熔点组成物在给料塔的第一部分内熔化的风险。

如果这种熔化发生在将金属炉料引入电熔炼炉的区域中，则会形成导致输送管道阻塞的致密块体，随之而来的是耗时且复杂的介入措施以使工厂恢复生产。

已知装置的另外一缺点是：在高温下直接撞击金属炉料的烟气具有在约1200℃到约1350℃直接的温度，这会导致金属炉料的高程度氧化。氧化降低了金属炉料的产量，并且减弱了回收烟气能量的有利效果，这是由于需要更多的电能以熔化熔炼炉中的被氧化金属。

此外，沿着烟气在预热腔内的路径来影响烟气的高压力损失还具有这样的缺点：需要安装具有更高功率的装置，以引起烟气从腔到出口烟道的运动。

本发明的一个目的是得到用于供入且预热用于炼钢厂的熔炼炉的金属炉料的装置，其可使用从熔炼炉排出的烟气的能量来均匀地预热金属炉料，在烟气接触金属炉料之前，处理该烟气以燃烧掉全部一氧化碳且移除存在于其中的颗粒。

本发明的另一个目的是得到供入且预热金属炉料的装置，其允许阻止或者至少限制金属炉料(甚至仅部分)的氧化和熔化，且其允许有利地回收范围为60-70kWh/t的能量。

本发明的另一个目的是提供一种紧凑的装置，从构造观点来看其并不昂贵，并且其允许减少进行炼钢过程所需要的能量的消耗。

本申请人已经设计、测试和实验了本发明以克服现有技术的缺点，并且获得了这些额其他的目的和优点。

发明内容

在独立权利要求中说明和描述了本发明，从属权利要求描述了本发明的其他特征或者主要发明点的变体。

根据上述目的，根据本发明的装置用于向炼钢厂的熔炼炉供入和预热金属炉料。

该装置包含与熔炼炉隔开并设置在熔炼炉侧部的进行进料并预热的塔，并且塔具有临时容纳金属炉料的至少一个隔间；将金属炉料传送到熔炼炉中的传送构件和将从熔炼炉出来的烟气输送到容纳有金属炉料的隔间以预热金属炉料的输送构件。

该装置还包含设置在隔间下方的后燃烧腔。根据本发明的特征，烟气输送构件的第一端部与熔炼炉的烟气出口孔相连，并且其第二端部与后燃烧腔相连，后燃烧腔设置成能决定由输送构件所引入的烟气的膨胀并且将膨胀后的烟气引向容纳有金属炉料的隔间。因此产生了烟气的路径，由于所述路径，烟气在开始与待预热的金属废料相接触之前穿过了后燃烧腔，所述路径的长度决定了适于获得至少存在于烟气中的未燃烧的气体的大体完全燃烧的所需要的理想停留时间。