[发明专利]一种微波与感应加热含碳球团连续生产钢水装置

说明书

本发明公开了一种微波与感应加热含碳球团连续生产钢水装置，属于钢铁冶金技术领域。本发明的微波与感应加热含碳球团连续生产钢水装置，包括炼钢炉本体，所述的炼钢炉本体包括上部的微波还原炉和下部的感应熔分炉，微波还原炉用于对含碳球团进行加热还原，感应熔分炉用于进行渣铁熔分反应，且微波还原炉与感应熔分炉之间通过排料阀相连通。采用本发明的技术方案能够有效解决现有炼钢过程中存在的炉渣泡沫化及含碳球团还原不充分，金属化率较低的问题，保证了最终所得钢水的质量。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，更具体地说，涉及一种微波与感应加热含碳球团连续生产钢水装置。

背景技术

传统长流程钢铁生产流程主要从焦炉炼焦、烧结(或球团)、高炉炼铁到转炉炼钢，整个流程投资大、能耗高，且温室气体CO₂的排放难以有效降低。高炉炼铁离不开焦炭，随着炼焦用焦煤的日益短缺和环保压力的不断增大，取消焦炉炼焦—烧结—高炉炼铁等工艺，实现矿石、煤直接炼钢，具有重大的战略意义，是冶金工作者追求的目标。

直接还原与熔融还原等非高炉炼铁工艺的开发和发展有助于节能减排和环境友好。当前世界上已开发出的直接还原工艺有20多种，分气基与煤基直接还原，其中气基的Midrex与HYL工艺应用最成熟，但气基还原煤气制取成本高、消耗量大、能量利用程度较低，从而限制了气基直接还原的发展。煤基直接还原有回转窑法、转底炉法和隧道窑法，其中转底炉法的应用最为广泛。转底炉法是采用燃烧碳氢化合物产生热量，并以辐射方式传递给含碳球团，存在热能利用率和工作效率低的弊端以及设备故障率较高的缺点。

目前，能直接生产铁水且可商业运行的熔融还原工艺只有COREX及韩国浦项制铁的FINEX工艺，但是这两种工艺均还离不开焦炭，都是通过燃烧碳来提供工艺过程所需热量，因此既不能取消焦炉也很难控制温室气体的排放。加上工艺较复杂、能耗高、设备故障率偏高等，总体运行结果不理想。因此，现有的直接还原与熔融还原等工艺均不能有效用于直接生产钢水，亟需开发一种新的铁矿石、煤直接炼钢工艺。

经检索，关于直接炼钢工艺已有相关公开。如：中国专利申请号CN200810139695.6的发明专利公开了一种铁矿石直接炼钢工艺，该申请案中是预先在熔池中形成高温的渣铁液，当含铁物料进入熔池后，即被含碳物料还原，然后吹氧炼钢，放渣出钢。由于该方法在含铁物料的还原过程中产生了大量CO气体，使得炉渣泡沫化，破坏了反应的动力学条件，炉内透气性差，温度场不易控制，不利于渣铁熔分，同时不利于出渣，生产效率低。专利申请号CN200910018446.6公开的一种综合利用能源的短流程转底炉连续炼钢方法同样会出现泡沫渣问题，从而严重影响了钢水的生产。

专利申请号CN200910014710.9公开了一种一步法炼铁炼钢新工艺，在炼铁炼钢两用炉内先加入经直接还原的球团、煤和渣料得到铁水，然后向铁水中吹氧熔炼得到钢水，虽然在原理上是可行的，但是这种工艺要求投入的热球团温度达到1100℃，否则容易造成炉渣温度降低，流动性差，增加了生产的难度，而且能量利用率和生产效率都比较低。