[发明专利]一种自发生煤气循环无尾气排放冶炼废钢系统及炼钢方法

权利要求书

1.一种自发生煤气循环无尾气排放冶炼废钢系统的炼钢方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1，加料：

在新炉开炉时，将炉料布置到竖炉（2）的炉底中心区，先铺垫两层浸油枕木，然后在枕木上布置焦炭，之后在焦炭中心区上布置一定长度的废钢，并给钢水加热氧燃烧嘴（14）和主氧燃烧嘴（15）喷出的火焰留出燃烧反应区，废钢上部布置轻薄钢料或破碎钢料，正常冶炼时废钢表面的氧化铁和低熔点物质会熔化，使轻薄钢料或破碎钢料粘结在一起，形成钢料柱，不会散落到燃烧预留空间或落到竖炉（2）内的流钢沟内，为防止未熔化废钢散落到流钢沟内降低钢水温度，在流钢沟上覆盖耐材盖板，盖板上带有缝隙，熔化的钢水可以流下，而未熔化废钢不能漏下；

步骤2，煤气发生：

将研磨好的粒径＜3mm低硫煤粉利用喷煤枪（20）喷入煤炭气化炉（7），炉内熔炼产生的高温烟气通过环形烟道（16）的下烟道进入煤炭气化炉（7），将低硫煤粉干馏；在1100℃以上的高温环境下干馏出的煤气会发生裂解，将长链的碳氢化合物裂解成短链的烷、烃和氢气，同时高温烟气中的CO₂和残留O₂及蒸汽喷吹装置（22）喷入的蒸汽会与干馏出的挥发物及新生成的干馏炭发生化学反应，生成复合煤气，复合煤气的热值控制在1500~2500Kcal/m³；当煤炭气化炉（7）的内部温度低于1100℃时，通过氧气喷嘴（21）补吹适量氧气使煤炭气化炉（7）升温并保持气化温度在1400℃~1700℃；

步骤3，煤气循环、预热：

煤气发生后的复合煤气温度仍然会在900℃以上，煤炭气化炉（7）产生的干馏煤和烟尘通过旋风除尘器（8）回收，经旋风除尘器（8）洁净后复合煤气则通过返回烟气管道进入环形烟道（16）的上烟道，进而引回竖炉（2）内，完成利用复合煤气对废钢进行预热；干馏未被气化的干馏煤落入煤炭气化炉（7）内部的干馏煤收集仓，经过余热回收冷却收集，连同除尘灰一起送炼铁烧结做燃料；

步骤4，熔炼：

开启变频引风机（4）进行冷运行，待变频引风机（4）正常工作后，启动钢水加热氧燃烧嘴（14）和主氧燃烧嘴（15），控制钢水加热氧燃烧嘴（14）和主氧燃烧嘴（15）的过氧系数为1.5~3.0，然后通过燃烧焦炭使炉底升温，待钢水达到出钢温度时打开出钢口（13）的封堵塞棒，连续出钢；

进入正常冶炼阶段时，将钢水加热氧燃烧嘴（14）和主氧燃烧嘴（15）的过氧系数调至1.0以下，使未燃尽煤气与废钢表面的氧化铁发生间接还原反应，避免废钢氧化；

步骤5，钢水成分微调：

打开出钢口（13）的封堵塞棒，使熔化后的钢水流入微调中间包（11），开启氧燃枪（25）对微调中间包（11）内的钢水进行升温至1550℃以上；出钢前根据钢水成分需要，将料仓（10）中的脱氧剂、合金、造渣辅料加入至微调中间包（11）内，对钢水进行合金化成分微调及增碳和扩散脱氧；

钢水成分微调时，底吹透气砖（27）吹氩气搅拌，使钢水温度、成分均匀，由于有了扩散脱氧，合金收得率很高，可少加铝脱氧剂，因此钢水夹杂物很少；

出钢过程及成分微调时，氧燃枪（25）一直在工作状态，供气强度可根据加热需要调整，氧燃比控制在1~1.01，回烟管道（23）的阀门受微调中间包（11）内压力传感器控制，始终保持微负压-20~-30Pa，既要保证不能烟气外溢，又不能吸进太多空气；燃烧的高温烟气全部通过回烟管道（23）进入煤炭气化炉（7）内，高温烟气将低硫煤粉干馏，生成复合煤气；

步骤6，出钢：

当微调中间包（11）钢水够一罐钢水时，打开微调中间包（11）出钢口的塞棒，钢水流入钢包（12），钢包（12）转移至LF炉工位精炼，做最后微调及等待；

更换微调中间包（11）时，首先用塞棒封堵出钢口（13）停止出钢，并将微调中间包（11）中的钢水全部出尽，然后移出并更换微调中间包（11），工作复位继续连续出钢；

所述的一种自发生煤气循环无尾气排放冶炼废钢系统，包括上料系统（1）、竖炉（2）、除尘器（3）、变频引风机（4）、煤气柜（5）、烟囱（6）、煤炭气化炉（7）、旋风除尘器（8）、可升降保温罩（9）、料仓（10）、微调中间包（11）和钢包（12）；

所述竖炉（2）底部侧壁设置有出钢口（13），竖炉（2）的熔化段下部设置有钢水加热氧燃烧嘴（14），竖炉（2）的熔化段上部设置有主氧燃烧嘴（15），竖炉（2）的过渡段1200~1700℃温度处设置有环形烟道（16），竖炉（2）的预热段设置有降温喷淋系统（17），竖炉（2）的炉顶设置有封闭加料系统（18）；

所述煤炭气化炉（7）上设置有喷煤枪（20）、氧气喷嘴（21）和蒸汽喷吹装置（22）；

所述可升降保温罩（9）上设置有测温取样口（24）和氧燃枪（25）；

所述微调中间包（11）侧壁下部设置有流钢口（26），微调中间包（11）底部设置有底吹透气砖（27）；

所述上料系统（1）的上料端与竖炉（2）顶部的封闭加料系统（18）相连接，所述竖炉（2）的上部出烟口通过管道连接除尘器（3）的进气口，所述除尘器（3）的出气口通过管道连接变频引风机（4）的引风口，所述除尘器（3）与变频引风机（4）的连接管道上设置有进气管（19），所述变频引风机（4）的出风口通过管道分别连接煤气柜（5）和烟囱（6）；

所述环形烟道（16）的下烟道通过管道依次连接有煤炭气化炉（7）和旋风除尘器（8），所述旋风除尘器（8）通过返回烟气管道与环形烟道（16）的上烟道连接；

所述竖炉（2）的出钢口（13）通过管道连接微调中间包（11），所述微调中间包（11）上加盖可升降保温罩（9），所述可升降保温罩（9）上的辅助料加料口通过管道与料仓（10）的底部出料口连接，所述可升降保温罩（9）上的回烟口通过回烟管道（23）与环形烟道（16）连接；

所述微调中间包（11）的流钢口（26）下设钢包（12），用于承接钢水。