[发明专利]提高混铁炉铁水温度的感应加热方法及系统

说明书

本发明公开了一种提高混铁炉铁水温度的感应加热方法及系统，属于冶金工业领域，该感应加热方法包括：将感应线圈增设在混铁炉炉壁内；利用中频电流经感应线圈在混铁炉炉内产生电涡流对铁水升温。该感应加热系统包括：混铁炉；感应线圈，设置在混铁炉的炉壳与隔热层之间的夹层内；外部供电设施，与感应线圈电连接，用于向感应线圈提供中频电流。本发明通过在炉壳与隔热层之间安装由水冷的铜管、铝管等制成的感应线圈，并向感应线圈提供中频电流，以在炉内产生电涡流，而释放大量热量用于炉内的废钢熔化或铁水升温。同时，产生向上的洛伦兹力，带动熔融金属液体向上运动，起到搅拌作用。

技术领域

本发明属于冶金工业技术领域，涉及金属熔炼设备，具体涉及一种提高混铁炉铁水温度的感应加热方法及系统。

背景技术

随着国内废钢资源的逐年增加，废钢作为一种清洁可再生资源，提升其在转炉炼钢流程的利用率被越来越多的钢铁企业所重视。在实际钢铁生产条件下，一些方法和设备被用于提升转炉原料中的废钢占比，但都存在问题如下：

1)铁水“一罐到底”：既有钢铁企业进行“一罐到底”、铁包加盖的改造一次性投入较大，且铁水化学能有限的影响，提升废钢比有限；

2)铁包/转炉内废钢烘烤：废钢烘烤至200～800℃会产生大量二噁英，污染环境。且转炉内烘烤废钢会影响转炉生产周期，影响产能。

3)转炉烟气废钢预热：在转炉上方安装高温烟气废钢在线预热装置，受转炉厂房高度限制，工程实施有难度；若将高温烟气引至合适位置，实施离线废钢烘烤，加热后的废钢调运困难。此外，废钢预热仍然存在二噁英污染环境的问题。

4)转炉内补充发热剂：常用的有碳质发热剂和硅质发热剂。碳质发热剂，如：焦炭、煤等带入的硫会污染钢水，硅质发热剂导致炉渣量大幅增加，均会增加转炉工序的操作难度。

因此，在现有生产流程、设备的基础上，进行适当的技术改造，提升转炉流程废钢利用率，具有很大的现实意义。

混铁炉是钢铁企业常用于缓解炼铁-炼钢能力不匹配的重要设备。常规混铁炉仅用于储存铁水、铁水保温等，功能定位单一。常规混铁炉虽然配备烧嘴，但功率较小，基本只能用于防止炉口结渣。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种提高混铁炉铁水温度的感应加热方法及系统，在强化铁水保温功能的同时，实现废钢熔化及铁水升温的功能。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种提高混铁炉铁水温度的感应加热方法，包括：将感应线圈增设在混铁炉炉壁内；利用中频电流经感应线圈在混铁炉炉内产生电涡流对铁水升温。

采用上述方案，本发明通过在混铁炉炉壁安装感应线圈，大幅提升混铁炉的加热功率，在强化传统混铁炉铁水保温功能的同时，可实现铁水升温及熔化废钢的功能。以拥有一座1300t混铁炉，两座120t转炉的钢铁企业为例，铁水在混铁炉中的停留时间为：

式中，1300是混铁炉设计容量，单位t；80％是实际生产时的铁水装入比；1.02是铁水损失量；0.93是吨钢铁水消耗系数；120是转炉出钢量，单位t；70是两座转炉每天出钢炉数；70％是高炉铁水进入混铁炉占比。

其计算结果表明，铁水在混铁炉内平均停留的时间为4.5h，足以熔化废钢。目前，也尚无在混铁炉内增加感应线圈，用于废钢熔化和铁水升温的相关报道。

本发明还提供一种提高混铁炉铁水温度的感应加热系统，用于实现上述的感应加热方法，包括：混铁炉，由自外向内依次设置的炉壳、隔热层、工作层组成，所述炉壳与隔热层之间设有夹层，所述工作层由自上而下依次设置的炉顶耐火材料层、渣线耐火材料层、熔池耐火材料层组成；感应线圈，设置在所述夹层内；外部供电设施，与所述感应线圈电连接，用于向所述感应线圈提供中频电流。