[发明专利]炼钢设备及炼钢方法

说明书

本发明提供了一种炼钢设备及炼钢方法，其中，炼钢设备包括预热装置、电弧炉、精炼装置、中间熔炼器和连铸机，预热装置具有入料口和排料口；电弧炉包括炉壳，炉壳上设有进料口和出钢孔，进料口与排料口相连通，炉壳的底部设有用于搅拌钢水的第一搅拌装置；精炼装置具有进液口和出液口，进液口与出钢孔相连通；中间熔炼器具有入口和出口，入口与出液口相连通，中间熔炼器内设有过滤组件；连铸机具有投料口和出钢口，投料口与出口相连通。本发明无需转运钢水包，炼钢过程可以实现动态连续运行，缩短了生产周期，提高了产量。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种炼钢设备及炼钢方法。

背景技术

随着科技加速发展，对钢的质量要求也日益提高，薄板要求好的深冲性能，厚板要求整个厚度上性能均匀，管材要求有高的横向冲击值……这些都要求钢中硫、磷、氢、氮以及脱氧过程中产生的硅、锰、铝等氧化物非金属夹杂的单独含量，脱除降低到十万分之几或百万分之几，甚至千万分之几的超洁净钢，以消除对钢性能的有害影响。

炼钢按工艺流程可分为长流程和短流程两种形式，其中：

长流程是从铁矿石、烧结(或球团)、炼焦、高炉炼铁、转炉吹炼成粗钢水，再经精炼炉炼钢。焦炭是长流程不可缺少的最重要的原料，由于炼焦煤资源有限，焦煤仅占煤总量的5-10％，现有技术可经济开发的焦煤只占1.5～4％，使依赖炼焦煤的长流程面临煤资源匮乏而无法生产的局面。长流程规模庞大，投资高，占用土地面积大，生产周期长，吨钢能耗高，环境污染严重，尤其是炼焦系统的污染，是传统长流程无法克服的弊端。

短流程即以废钢、直接还原铁(DRI、海绵铁)等为原料，通过电弧炉熔化、氧化成粗钢水，经精炼炉炼出成品钢，不需要焦炭，采用最普遍的是以天然气为还原剂的Midrex、HYL法以及煤为还原剂的回转窑法、竖炉法、转底炉法等，但仍然需要铁矿粉造块或造球工序，而且需要丰富的天然气资源，煤基回转窑法生产效率低，转底炉法如Inmetco工艺、Fastmet工艺和Iron Dynamics工艺、Comet工艺等规模难以扩大。

电弧炉炼钢中节能、降耗、环保一直是全球电弧炉炼钢技术发展的核心技术之一。

传统的炼钢电弧炉，废钢分为二至三次从炉顶装入，依靠电极与废钢之间产生的电弧来熔化废钢。因此，传统的电弧炉只能间断的向炉内送电，间隔一段时间即停电，旋开炉盖装料，这样极大地降低了电弧炉的生产率，增加了电弧炉的热损失和能源消耗。同时大量烟尘在装料时排放到厂房内，增加了除尘环保的难度。间断式的电极与废钢产生明弧，增大了对电网的冲击和噪音的危害程度，炼钢产生的高温烟气节能降耗是电弧炉冶炼的重要课题，其中利用烟气余热预热废钢一直被人们广泛关注。电弧炉冶炼过程中会产生大量的高温烟气，这些烟气的温度高达1000℃以上，排烟量高达500～1200m³/(h·t)。利用这些烟气显热预热废钢，将会产生巨大的经济效益。

众所周知，废钢预热是电弧炉炼钢节能技术的发展方向之一，目前在与电弧炉配套的废钢预热中，代表性方式有水平连续输运方式和竖炉方式，所用设备分别如康斯迪电弧炉(即Consteel电弧炉)和篦式竖炉电弧炉。

其中，利用电弧炉烟气预热废钢技术是一个二十多年来国内外均在研究的一项技术，但因其技术难度大，目前仅有少量方案投入实际使用，典型代表如振动连续加料的Consteel(US5400358-1992)手指竖炉(DE4025294A1-1992)、竖井侧推加料(US2007/0013112A1)技术。

水平式废钢预热装置因对厂房高度没有过高的要求，已为部分企业所关注。

目前具有代表性的水平式连续加料废钢预热装置主要是国外引进的所谓连续炼钢电弧炉(Consteel)。