[发明专利]一种用于中低碳铬铁或中低碳锰铁合金冶炼缓冲装置

说明书

技术领域

本发明涉及铁合金生产领域，更具体地，涉及中、低碳铬铁和中、低碳锰铁合金的冶炼的系统、方法及缓冲装置。

背景技术

目前，中、低碳铬铁与中、低碳锰铁的冶炼主要采用电硅热法，利用硅铬合金或锰硅合金中的硅作为还原剂，还原铬精矿粉或锰矿粉中的金属氧化物，得到中低碳铬铁或中低碳锰铁合金，其主要化学反应如式(1)和式(2)所示。

[SiCr]_Fe+(Cr₂O₃)+(FeO)→[CrFe]+(SiO₂) (1)

[SiCr]_Fe+(MnO)+(FeO)→[MnFe]+(SiO₂) (2)

为了提高铬或锰的收得率和硅的利用率，目前采用电硅热法生产中低碳铬铁或中低碳锰铁合金，主要采用电炉-摇包法工艺，其工作原理是逆流两次脱硅，具体工艺流程是：矿热炉生产出硅铬合金或锰硅合金，然后将硅铬合金或锰硅合金通过铁水包倒入摇包中，在摇包中该合金与来自精炼电炉内的含Cr₂O₃或MnO较高的铬渣和锰渣进行一次脱硅反应，所得的硅含量较低的硅铬铁合金和硅锰铁合金和弃渣，将该合金倒入精炼电炉中，与铬矿熔体或锰矿进行二次脱硅反应，得到中、低碳铬铁或中、低碳锰铁产品以及铬渣或锰渣，该铬渣和锰渣再返回摇包进行一次脱硅反应。该工艺流程相对于电炉一步脱硅法工艺，其金属收得率和硅利用率都要高，但是这种逆流的操作，对操作要求较高，初始硅铬合金和锰硅合金量的波动会直接影响金属收得率和硅利用率。在实际生产中由于矿热炉的生产不稳定，使得每次进入电炉-摇包法生产系统的硅铬合金和锰硅合金量波动很大，造成金属收得率和硅利用率的大大降低，甚至低于一步脱硅法工艺。目前尚无法解决矿热炉稳定生产的问题，有些企业甚至严格要求矿热炉操作人员，要求其每次出铁量波动不超过10％，但很难实现，且仅波动10％，对后续的电炉-摇包法工艺仍会产生较大影响。

发明内容

本发明针对矿热炉生产工艺与电炉-摇包法工艺配合的问题，提供一种缓冲装置，以及使用该缓冲装置的系统和方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明，提供一种用于中低碳铬铁或中低碳锰铁合金冶炼的缓冲装置，包含：

炉体，该炉体包含卧式炉身和外壳，炉身为短圆柱体；炉身与外壳之间设置绝热层；炉身采用碳砖，其寿命可达5～8年，高于钢厂中常用缓冲容器(混铁炉)的寿命(1～3年)。硅铬合金或锰硅合金熔体中碳的饱和溶解度低(小于1.0％或小于2.5％)，且由矿热炉生产所得的硅铬合金或锰硅合金，其碳含量基本饱和，故采用碳砖，既不会对合金熔体成分造成影响，引入新的杂质，又可以提高炉体使用寿命，可达5～8年。

兑铁口，沿炉体轴向投影看，该兑铁口设置在炉体正上方用于倒入熔体；

燃烧器，沿炉体轴向投影看，该燃烧器设置在炉体左上侧且位于兑铁口的左侧，燃烧器用于加热；

出铁口，沿炉体轴向投影看，该出铁口设置在燃烧器对侧且用于倒出熔融液体；

气体搅拌装置，该气体搅拌装置包括排烟口、进烟口、阀门、加压装置，沿炉体轴向投影看，排烟口设置于兑铁口的右侧，进烟口设置于炉体左侧下方且与排烟口成对角位；排烟口、阀门、加压装置和进烟口之间依次相连。采用该气体搅拌装置，不仅可以混匀合金熔体，还可以利用燃烧后产生的高温烟气进行搅拌，实现节能。该气体搅拌装置相较于机械搅拌结构简单，操作简便，仅需通过打开阀门和加压装置就可以实现搅拌熔体的作用，且装置稳定性高。

炉体倾动装置，该炉体倾动装置设置在炉体下方且用于倾斜炉体；

炉底支撑底座，该炉底支撑底座设置在炉体和炉体倾动装置下方；

地秤，该地秤设置在出铁口下方。

进一步地，炉身的长度和直径的比例为1.05-1.20，减少炉体表面积和散热损失。

进一步地，外壳由20-40mm的钢板制造。

进一步地，至少三个燃烧器沿炉体轴向设置在炉体左上侧，至少三个燃烧器位于炉身的3/4-4/5处。优选地，燃烧器的个数根据炉体容量设置，一般设置为3-5个。燃烧器采用矿热炉煤气燃烧。

进一步地，至少三个燃烧器为炉体的加热温度为1600-1800℃。

进一步地，气体搅拌装置的至少四个进烟口沿炉体轴向设置于炉体左侧下方。优选地，进烟口一般设置为4-6个。进烟口的数量较燃烧器个数多一个，即当燃烧器设置3个时，进烟口设置4个，以此类推。