[发明专利]一种气基竖炉和双壳电弧炉相耦合的系统和方法

说明书

本发明涉及一种气基竖炉和双壳电弧炉相耦合的系统和方法，属于炼铁领域。该系统包括气基竖炉和双壳电弧炉；气基竖炉底部的出料口下方对应设置有密封卸料装置；双壳电弧炉包括两个能够相对转动的炉体，两个炉体在装料工位和冶炼工位之间来回切换；两个炉体上设置有向相应炉体内通入保护气体的保护气体装置；炉体转动至装料工位时位于密封卸料装置的下方，并通过密封软连接装置将炉体和密封卸料装置连通，密封卸料装置和密封软连接装置形成向炉体送料的密封传送通道；炉体转动至冶炼工位时进行冶炼作业。实现热态海绵铁的密封热送，减轻热损失，避免被氧化；双壳电弧炉的两个炉体配合气基竖炉的生产节奏，提高生产效率，节能降耗。

技术领域

本发明属于炼铁领域，涉及一种气基竖炉和双壳电弧炉相耦合的系统和方法。

背景技术

气基竖炉炼铁工艺是指采用CH₄等还原性气体在竖炉内完成铁矿石的还原，生产高金属化率的固态海绵铁的工业生产过程。目前，气基竖炉工艺已是较为成熟的技术，2019年，采用气基竖炉工艺生产的海绵铁已超过1亿吨，形成了有别于典型高炉炼铁工艺外的短流程钢铁冶炼工艺(气基竖炉-电炉工艺)。然而，由于热态海绵铁(HDRI)的金属化率较高，碳含量低，且孔隙率高，导致HDRI具有很高的还原活性，极易氧化，因此需在保护性气体中冷却至50℃以下运送至电炉冶炼，或者在惰性气体保护下热送至电炉冶炼。前者需将HDRI在还原性气氛中冷却后排出反应器，造成HDRI内大量的显热浪费，使电炉冶炼电耗高，并且制备还原性冷却气体也增加了制气设备的投资。后者需要建设庞大的HDRI热送装置，设备投资较高，且在HDRI运输过程中难免会有热量损失，国外先进的HDRI热送装置，送到炼钢电炉入炉时的HDRI温度在550℃左右，温降幅度明显。目前的气基竖炉-电炉工艺，不仅由于HDRI的显热大量浪费，导致电耗较高，而且由于气基竖炉和电炉的耦合协同生产机制欠缺(电炉的年作业时间通常小于气基竖炉的年作业时间)，部分海绵铁不得不在保护气氛中冷却后堆放，导致生产效率降低，电炉电耗升高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种气基竖炉和双壳电弧炉相耦合的系统和方法，以解决目前气基竖炉-电炉工艺存在的不足。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气基竖炉和双壳电弧炉相耦合的系统，包括气基竖炉和双壳电弧炉；气基竖炉底部的出料口下方对应设置有密封卸料装置；双壳电弧炉包括两个能够相对转动的炉体，两个炉体在装料工位和冶炼工位之间来回切换；两个炉体上设置有向相应炉体内通入保护气体的保护气体装置；炉体转动至装料工位时位于密封卸料装置的下方，并通过密封软连接装置将炉体和密封卸料装置连通，密封卸料装置和密封软连接装置形成向炉体送料的密封传送通道；炉体转动至冶炼工位时进行冶炼作业。

进一步，密封卸料装置包括用于控制下料及料速的蜂窝轮排料机。

进一步，密封软连接装置为波纹管，其耐受温度大于800°。

进一步，保护气体装置包括高温喷管；双壳电弧炉每个炉体上的高温喷管有多个，均布于炉体上部，以向炉体内喷射高温保护气体。

进一步，双壳电弧炉还包括位于炉体转动中心用于控制炉体转动的炉体转动装置、分别与炉体转动装置相连并夹持住炉体的炉体夹持装置、位于冶炼工位以插入炉体内的电极、用于控制电极升降的电极升降装置，以及分别设于炉体上部用于平衡装料时炉体内外部气压的排气装置。

进一步，气基竖炉的顶部设有投料口，侧腰部设有还原气入口，侧上部设有还原尾气出口。

一种气基竖炉和双壳电弧炉相耦合的方法，包括以下步骤：