[发明专利]一种气基竖炉和电炉联用的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于冶炼设备技术领域，尤其涉及一种用于直接还原炼铁的气基竖炉和电炉联用的系统和方法。

背景技术

目前，高炉炼铁法依然是钢铁生产的主要方法，其存在的主要缺点是对冶金焦具有强烈依赖性。随着冶金焦资源贫乏、价格居高不下而非焦煤资源储存广泛且不能被利用，以及我国在治理雾霾和严格控制污染气体排放等政策的颁布，高炉炼铁法遇到了前所未有的挑战，而以气基竖炉生产工艺为首的直接还原法的优越性则越来越显著。

气基竖炉生产工艺是指不依赖高炉，通过气基竖炉设备炼制海绵铁的生产过程。气基竖炉生产使用的原料为球团矿或铁矿石。将球团矿或铁矿石置于气基竖炉炉顶预热段进行预热后进入还原段发生还原反应，生产出具有一定温度的海绵铁产物。

气基竖炉由预热段、还原段和冷却段组成，并将冷的海绵铁送至电炉内进行熔分生产钢液，取代高炉炼铁法长流程中转炉炼钢工序，为后序连铸过程连续进行提供保障。

由于气基竖炉直接还原工艺均含有冷却段，冷却气体为室温下的还原气、焦炉煤气或天然气，一方面造成了海绵铁能量的大量散失，后序熔分过程需要提供更多的电能。另一方面要制备冷却气体增加了制气过程负担，也给加热了的冷却气安全储存和生态环境带来新的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种气基竖炉和电炉联用的系统和方法，在气基竖炉和电炉之间增加了储料罐，改进了气基竖炉的结构，使得整个系统可以最大限度的利用高温海绵铁的显热，降低电炉熔分过程中电能的消耗。

本发明的目的之一是提供一种气基竖炉和电炉联用系统，包括气基竖炉、储料罐、溜管和电炉；

所述气基竖炉包括原料进口、物料出口、气体出口和还原气入口；

所述储料罐包括罐体、料重仪和支撑架，所述罐体包括进料口和出料口，所述料重仪固定在所述支撑架上，所述罐体固定在所述料重仪上；

所述电炉包括进料口；

所述气基竖炉物料出口连接所述罐体进料口，所述罐体出料口通过溜管连接所述电炉的进料口，所述罐体位于所述气基竖炉的下方，所述电炉位于所述罐体的下方。

气基竖炉包括预热段和还原段，原料进口位于气基竖炉的顶部，气体出口位于预热段，还原气入口位于还原段，物料出口位于气基竖炉的底部。气基竖炉取消了冷却段及其冷却过程相关附属设备。

气基竖炉产生的高温海绵铁连续排出至储料罐中贮存。储料罐在整个系统中起到承上启下的作用。在电炉需要装料时，将储料罐中贮存的海绵铁送至电炉。其罐体的容量必须满足气基竖炉和电炉联用系统连续生产的要求。罐体最小体积容积由公式V＝Q×t决定，式中，Q为气基竖炉单位时间海绵铁产量，t为贮存时间；t＝t₁+t₂-t₃+t₄+t_other，式中，t₁为电炉装料时间，t₂为电炉熔分时间，t₃为电炉装料与电炉熔分过程重叠时间，t₄为电炉电极更换时间，t_other为电炉其它维护检修时间，电炉装料和电炉熔分过程为两个独立过程但存在一定的时间交叉，因此电炉熔分过程是相对连续而非绝对连续。

进一步的，本发明的系统还包括洗涤器、预热器和转化炉，

所述洗涤器包括气体入口、第一煤气出口；

所述预热器包括混合气入口和气体出口；

所述转化炉包括气体入口和还原气出口；

所述气基竖炉气体出口连接所述洗涤器气体入口，所述洗涤器第一煤气出口连接所述预热器混合气入口，所述预热器气体出口连接所述转化炉气体入口，所述转化炉还原气出口连接所述气基竖炉还原气入口。

更进一步的，本发明的系统还包括气体压缩机，所述气体压缩机包括气体入口和气体出口；所述洗涤器包括第二煤气出口，所述转化炉包括燃气入口，所述洗涤器第二煤气出口连接所述气体压缩机气体入口，所述气体压缩机气体出口连接所述转化炉燃气入口。

进一步的，本发明的系统还包括料仓，所述料仓包括出料口，所述料仓出料口连接所述气基竖炉原料进口。

优选的，所述气基竖炉物料出口通过第一波纹管连接所述罐体进料口，所述溜管通过第二波纹管连接所述电炉进料口，所述第一波纹管和第二波纹管的两端设有法兰，其通过法兰连接其他设备。