[发明专利]一种还原处理废钢的装置及方法

说明书

一种还原处理废钢的装置及方法，装置包括上料系统、还原炉、主推钢机，所述上料系统的上料管道连接在还原炉入口的下部，主推钢机设置在还原炉入口端部，在还原炉入口的上部设置有还原气体入口，所述还原炉的出口连接电弧炉，在所述还原炉与电弧炉之间设有挡风板，在所述上料管道上设有惰性气体入口。利用本发明的方法及其装置可以将进入电弧炉或转炉前的废钢进行预热，并将废钢表面的氧化铁皮彻底还原，消除氧化铁皮对熔炼钢水的不利影响。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种还原处理废钢的装置及方法。

背景技术

废钢是钢铁生产和消费过程中产生的可再生的原料资源，使用废钢炼钢可提高资源利用率，节能减排，减少原生铁矿的开采，提高钢铁生产潜能，实现绿色生产。统计资料表明，多利用一吨废钢可节约0.4吨焦炭或1吨原煤，减少1.7吨精矿粉的消耗，减少4.3吨原矿开采，减少1.6吨二氧化碳的排放(降低CO₂排放58％)。目前，全球每年炼钢消耗废钢约5亿吨，其中，发达国家的利用率高达30％～50％，我国消耗约8000万吨，废钢利用率仅有11％左右。废钢利用率较低的原因之一是以废钢为原料的电炉钢难以生产高品质钢。废钢中含有Al、Sn、As、Zn、Pb、Cu、Ni、Cr、Se、S、P等各种元素，成分比较复杂，增加了冶炼难度。此外，废钢中含有大量的氧化铁皮、油脂和水分等脏物，特别是废钢屑和废铁皮中的脏物含量更高，严重增加了冶炼过程中钢水内部的氢氧含量，提高了钢水处理成本，降低了钢水的洁净度，降低了钢的品质。

对废钢进行处理可以提高钢水质量，提高电炉的产量，减少污染，节约电耗和电极消耗，从而降低生产成本。废钢预热是一种典型的废钢处理方式，与现有的Consteel连续加料废钢预热装置相似，专利文献US5400358、US2001055739、US2012104668A1、US2015153107、WO2007006558、WO2014127597、JPH0727489、JP2015525866、JP2008002736A、US19920959733、EP2112449、EP0744585等均公开了一种水平式连续加料废钢预热装置，利用高温废气通过水平布置的隧道与废钢进行热交换，将废钢预热到400-600℃，实现废热回收利用。但该种工艺存在废钢温度不均、通道漏风严重、作业线过长、占地面积过大等问题。与Fuchs竖炉预热装置相似，JP2014503780、JP2014502717等公开了一种典型的竖炉式废钢预热装置，废钢从顶部装入竖炉，与电炉中上升的炽热烟气相向而行，随着废钢的不断熔化，料柱中被预热的废钢不断下移，热效率较高，但该种炉型对废钢的块度要求较高，实际运行中易发生堵料现象，事故处理十分复杂。

中国专利201310131182.1、201310056573.1、201711022403.6、201010270535.2、201010172304.8、201710643359.4等都公开了一种卧式废钢预热装置，该类装置均利用电炉排出的高温烟气对废钢进行预热，中国专利201110354275.1公开了一种电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置及方法，利用该装置及方法可以回收废钢中的各种金属，并对废钢进行预热，且在预热过程中向废钢料内喷吹煤粉，提高了废钢的预热温度。中国专利201510572343.X采用卧式废钢预热装置，利用煤气对废钢加热，可将废钢加热较高温度，但预热装置结构比较复杂。

无论是现有的Consteel水平式连续加料废钢预热装置，还是以Fuchs为代表的竖炉预热装置，均以炼钢废气或外加热源的形式对废钢进行预热，当废钢预热到较高的温度时，废钢氧化比较严重，加进电炉后，炉渣生成量大，钢水含气量增加，金属利用率下降。在废钢处理过程中，如果能够在预热废钢的同时，减轻或消除废钢表面的氧化铁皮带来的不利影响，将为冶炼纯净的电炉钢提供基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种还原处理废钢的装置及方法，利用该方法及其装置可以将进入电弧炉或转炉前的废钢进行预热，并将废钢表面的氧化铁皮彻底还原，消除氧化铁皮对熔炼钢水的不利影响。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：