[发明专利]一种利用转炉烟气还原球团替代废钢的装置及方法

说明书

本发明公开一种利用转炉烟气还原球团替代废钢的装置及方法，结构简单，使用操作方便，能够提高转炉烟气显热与CO的回收效率和使用范围；由还原的球团代替废钢，可以降低转炉入炉料成本；球团的高温在线加入，能够扩大加入量进一步降低成本；金属化球团质量及成分稳定，便于生产过程稳定控制。

技术领域

本发明属于炼钢领域，特别是涉及一种利用转炉烟气还原球团替代废钢的装置及方法。

背景技术

转炉冶炼过程中，会产生大量成分为CO、CO₂、N₂和少量O₂的温度在1500℃左右的高温烟气。其中CO占有量比较大，大约占总烟气量的60％～85％。如何将烟气的显热进行回收和使作为副产品的CO得到更好地利用，对实现“负能”炼钢具有重要意义。目前对烟气显热的回收主要是依靠转炉煤气回收的OG系统，在该系统中烟气的显热以布置在烟道中的冷却水管进行回收，其回收效率不但比较低，而且回的收热量主要是以热水或蒸汽形式存在，使其利用范围比较窄。此外，回收的CO也没有得到直接利用，导致其利用效率比较低。为了提高转炉烟气显热的回收效率和CO的利用效率，提出用高温烟气的显热及当中还原性气体CO来还原球团，将其还原成金属化率达到90％的高铁含量金属化球团，使之能够成为代替转炉废钢的替代品，不仅能够提高烟气显热的回收效率，同时还可以大幅降低转炉的生产成本。

目前，转炉所用的金属化球团其生产过程主要是球团经低温干燥后与一定比例的还原煤炭进行混合，混合物料加入到还原炉窑(如竖炉、回转窑、隧道窑和转底炉等)内进行还原后，虽然可得到高品位、高金属化率的金属化球团，但在工艺实施过程中都需要额外消耗大量的能源，使生产成本增高。另外，上述方法生产的金属化球团，在加入转炉时已经是冷态，在吹炼过程中还会吸收大量的热能，因此其加入量也会受到一定的限制。而利用转炉烟气中的CO作为还原球团的还原剂，利用烟气的显热作为还原反应的条件，不仅可以不用额外消耗能源，同时还能提高烟气显热的回收及烟气中CO的利用效率。球团金属化处理后在高温状态下就可以直接加入炉中，为其加入量的提高降低生产成本创造更多条件，具有重要的经济效益和社会效益。

发明内容

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提出一种利用转炉烟气还原球团替代废钢的装置及方法，目的在于在低成本条件下提高转炉烟气显热与CO的回收效率和使用范围，降低转炉金属炉料成本，从而达到节能将本增效的目的。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：利用转炉吹炼过程中产生的具有还原性高温烟气来对球团进行还原处理，得到能够满足直接入炉要求的金属化球团。

一种利用转炉烟气还原球团替代废钢的装置，从转炉主烟道接入烟气引入管和烟气排出管，并分别在烟气引入管的引入口和烟气排出管的排出口设置进气控制阀和出气控制阀；烟气排出管中设有风机；进气控制阀后的烟气引入管中设有氮气引入管和氮气阀；烟气引入管的另一端与球团还原床连通，所述的球团还原床一侧设有高温烟气缓冲室，烟气引入管即与高温烟气缓冲室连通；球团还原床另一侧设有出料阀，出料阀与放出管相连，放出管的另一端与汇总斗相连，汇总斗与称量斗相连，称量斗与输送管道相连；球团还原床下部设有还原气体通道，高温烟气缓冲室的烟气进入还原气体通道，通道上部设有篦板，篦板上部设有球团还原槽；球团还原床的顶部设有漏斗式的布料装置，该布料装置可在球团还原槽长度范围内进行左右滑动；篦板下部靠近出料阀一侧设有振动装置，另一侧设有升降装置。

所述的还原气体通道3～5个。

所述的升降装置将篦板顶起30～45°。

所述的烟气引入管、烟气排出管和球团还原床的内表面都设有30～50mm耐高温保温层，耐高温保温层涂抹在网状筋板上。

一种利用转炉烟气还原球团替代废钢的装置的还原方法，包括如下步骤：

1)关闭烟气引入管中的进气控制阀和烟气排出管中的出气控制阀；