和氬氣用于轉(zhuǎn)爐冶煉的控制裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金鋼鐵領(lǐng)域，尤其是冶金行業(yè)利用間接煅燒石灰石產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w、以及外供氬氣復(fù)合用于煉鋼轉(zhuǎn)爐的冶煉控制裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2009年哥本哈根氣候變化研討，使低碳經(jīng)濟(jì)成為全球焦點(diǎn)。低碳經(jīng)濟(jì)以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，是對現(xiàn)行消耗大量化石能源、大量排放二氧化碳的生產(chǎn)方式的根本變革，我國政府承諾2020年，單位GDP的二氧化碳排放量比2005年下降40-45%，并作為約束性指標(biāo)被納入國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長期規(guī)劃。
[0003]鋼鐵生產(chǎn)過程二氧化碳排放占工業(yè)二氧化碳排放量的16%左右，總排放量達(dá)近20億噸，成為我國二氧化碳排放大戶，如何降低二氧化碳排放以及將二氧化碳資源化利用已越來越引起鋼鐵工作者的重視。
[0004]鋼鐵企業(yè)目前用于鍛燒細(xì)粒石灰的主要窯型為回轉(zhuǎn)窯，此類窯用于鍛燒20_40mm小粒度石灰石，采用煤氣與石灰石一起鍛燒生產(chǎn)活性石灰。由于石灰與燃料混合一起燃燒，分解產(chǎn)生的二氧化碳含有殘留的煤氣，難以回收排放的二氧化碳，而且燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥捎诤写罅糠蹓m，回收難度較大，成本高，余熱也難以利用，目前幾乎直接排放大氣，造成污染環(huán)境和能源浪費(fèi)，與國家要求的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳排放不想適應(yīng)，因此急需一種從根本上解決煅燒石灰石分離、提取、低成本的純凈二氧化碳技術(shù)。
[0005]目前國內(nèi)轉(zhuǎn)爐基本采用氬氣底吹冶煉，鋼包吹氬原理是將具有一定壓力的氬氣通過噴槍或吹氬透氣磚形成環(huán)流，在環(huán)流過程中大顆粒夾雜、脫氧產(chǎn)物在流經(jīng)頂渣下部區(qū)域時(shí)傳遞進(jìn)入頂渣，同時(shí)吹氬形成的氣泡在鋼液中形成相對真空，起到了對鋼中氣體的捕集和排除作用。隨著近年來氬氣成本的提高，以及碳在煉鋼過程中起著重要作用一一不僅使鋼材具有良好的機(jī)械性能，而且能與各種氧化物和氣態(tài)氧反應(yīng)，充當(dāng)主要的能量源。因此需要尋求利用冶金生產(chǎn)過程煅燒石灰石產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w為資源，減少溫室氣體排放方法替代氬氣進(jìn)行轉(zhuǎn)爐、不銹鋼的冶煉控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐煉鋼、煅燒石灰石存在的上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案的主要目的是:提供一種回轉(zhuǎn)窯co2和氬氣用于轉(zhuǎn)爐冶煉的控制裝置和方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0008]一種回轉(zhuǎn)窯C02和氬氣用于轉(zhuǎn)爐冶煉的控制裝置，其特征在于，包括:
[0009]回轉(zhuǎn)窯部分、轉(zhuǎn)爐冶煉部分，
[0010]其中回轉(zhuǎn)窯設(shè)置內(nèi)筒燃燒室，用以燃燒產(chǎn)生熱源；外筒煅燒室，用以放置待煅燒石灰石，并通過內(nèi)外筒隔熱墻與燃燒室分隔，用以制取潔凈的二氧化碳?xì)怏w；
[0011]轉(zhuǎn)爐冶煉部分包括二氧化碳?xì)怏w、氬氣的復(fù)合冶煉控制系統(tǒng)，主要由二氧化碳、氬氣壓力緩沖罐，以及壓力、流量、溫度檢測裝置，電磁閥和調(diào)節(jié)閥等組成。
[0012]本發(fā)明的另一方面，還包括設(shè)置于窯尾上方的預(yù)熱裝置，設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)石灰石室和預(yù)熱室，所述預(yù)熱室通過管道與回轉(zhuǎn)窯燃燒室聯(lián)通，所述石灰石室經(jīng)中間倉與煅燒室聯(lián)通。
[0013]本發(fā)明的另一方面，還包括設(shè)置于用于轉(zhuǎn)爐煉鋼需要的回轉(zhuǎn)窯煅燒石灰石，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，順序經(jīng)過預(yù)熱石灰石裝置、集氣管收集、除塵、脫濕凈化，加壓進(jìn)入壓力緩沖罐。
[0014]本發(fā)明的另一方面，還包括設(shè)置于二氧化碳、氬氣壓力緩沖罐、電磁閥、調(diào)節(jié)閥和檢測裝置，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)二氧化碳、氬氣的流量。
[0015]本發(fā)明的另一方面，還包括設(shè)置于所述轉(zhuǎn)爐冶煉初期、中期采用底吹二氧化碳，冶煉末期底吹氬氣，也可全過程采用單一底吹，兩種方法互為備用。
[0016]本發(fā)明的另一方面，還包括可直接用于不銹鋼工藝A0D冶煉控制，冶煉初期、中期底吹二氧化碳，冶煉末期底吹氬氣冶煉，也可全過程采用單一底吹，兩種方法互為備用。
[0017]本發(fā)明的另一方面，所述廢氣收集管道經(jīng)除塵、變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)與余熱利用裝置連接。
[0018]本發(fā)明的另一方面，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)筒煅燒石灰石產(chǎn)生的熱源，經(jīng)除塵、變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、與廢氣余熱回收裝置連接。
[0019]本發(fā)明的另一方面，回轉(zhuǎn)窯頭部設(shè)置有冷卻器，用以將煅燒產(chǎn)生的石灰快速冷卻，冷卻后的石灰經(jīng)輸送機(jī)送出進(jìn)入成品倉。
[0020]一種回轉(zhuǎn)窯C02和氬氣用于轉(zhuǎn)爐冶煉的控制方法，其中包括如下步驟:
[0021]步驟1:提供一種回轉(zhuǎn)窯，設(shè)置內(nèi)筒燃燒室，用以燃燒產(chǎn)生熱源；外筒煅燒室，用以放置待煅燒石灰石，內(nèi)外筒之間設(shè)置傳熱墻。
[0022]步驟2:鍛燒產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)預(yù)熱器、集氣管收集后，再經(jīng)除塵、干燥、加壓進(jìn)入壓力緩沖罐，獲得潔凈的二氧化碳。
[0023]步驟3:提供一種氬氣，加壓進(jìn)入壓力緩沖罐。
[0024]步驟4:二氧化碳、氬氣壓力緩沖罐在轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)經(jīng)各自的電磁閥和調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制并在回路上設(shè)置壓力、流量、溫度檢測裝置。
[0025]步驟5:冶煉前期、中期進(jìn)行二氧化碳吹煉，后期進(jìn)行氬氣吹煉，兩者可互為備用。
[0026]通過對本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施，可以獲得以下技術(shù)效果:
[0027]1、排出的二氧化碳易于凈化，得到純凈二氧化碳，替代氬氣用于轉(zhuǎn)爐冶煉，使工業(yè)廢品得到循環(huán)有效利用，有利于解決碳排放等環(huán)境污染問題；
[0028]2、二氧化碳替代氬氣吹煉，可減少金屬鐵部分氧化揮發(fā)，降低轉(zhuǎn)爐冶煉粉塵排放濃度；
[0029]3、采用二氧化碳替代氬氣吹煉，由于氬氣價(jià)格為二氧化碳價(jià)格的6-8倍，使生產(chǎn)成本明顯降低，為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益；
[0030]4、轉(zhuǎn)爐底吹二氧化碳，由于存在C02+C = 2C0，生成吹入氣體2倍的C0，不但可強(qiáng)化熔池?cái)嚢?，有利于去氣去雜質(zhì)，而且也能提高回收轉(zhuǎn)爐煤氣的數(shù)量和質(zhì)量。
[0031]5、二氧化碳?xì)怏w、氬氣復(fù)合冶煉，互為備用，既有利于生產(chǎn)操作，也可提高生產(chǎn)作業(yè)率；
[0032]6、回轉(zhuǎn)窯熱效率提高，回轉(zhuǎn)窯分解溫度易于控制，避免能源浪費(fèi)，用于石灰石分解的單位產(chǎn)品耗熱量降低，而且可充分利用煤粉燃燒，或高爐、轉(zhuǎn)爐、焦?fàn)t以及混合煤氣作為燃料進(jìn)行鍛燒；
[0033]7、燃燒后排出的煙道煙氣溫度高，可回收利用，轉(zhuǎn)換為蒸汽進(jìn)行發(fā)電；
[0034]8、石灰鍛燒均勻，易于控制，活性度好、產(chǎn)品純度提高，硫含量降低，特備適用提高煉鋼、不銹鋼產(chǎn)品冶煉強(qiáng)度、高品質(zhì)鋼種的添加造渣；
[0035]9、本發(fā)明不但從根本上使二氧化碳回收成本降低，而且二氧化碳作為資源在煉鋼領(lǐng)域的應(yīng)用水平不斷提高，有利于推進(jìn)煉鋼工藝的進(jìn)步，同時(shí)對緩解大氣的溫室效應(yīng)起到了積極的作用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明的一種回轉(zhuǎn)窯C02和氬氣用于轉(zhuǎn)爐冶煉的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖2為本發(fā)明的一種回轉(zhuǎn)窯C02和氬氣用于轉(zhuǎn)爐冶煉的控制方法的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說明，在與本發(fā)明的目的無沖突的前提下，下文中提到的實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:回轉(zhuǎn)窯部分包含回轉(zhuǎn)窯內(nèi)筒燃燒室，用以燃燒產(chǎn)生熱源；外筒煅燒室，用以放置待煅燒石灰石，內(nèi)外筒之間設(shè)置傳熱墻。鍛燒石灰石后產(chǎn)生的二氧化碳通過預(yù)熱器對石灰石預(yù)熱，經(jīng)集氣管收集后再經(jīng)除塵、干燥、加壓進(jìn)入壓力緩沖罐，用以獲得潔凈的二氧化碳?xì)怏w；轉(zhuǎn)爐冶煉部分包括二氧化碳?xì)怏w、氬氣的復(fù)合冶煉控制系統(tǒng)，主要由二氧化碳、氬氣壓力緩沖罐，以及壓力、流量、溫度檢測裝置，電磁閥和調(diào)節(jié)閥等組成。外供的氬氣直接進(jìn)入壓力緩沖罐。兩種氣體經(jīng)各自的電磁閥和調(diào)節(jié)閥控制完成轉(zhuǎn)爐冶煉的冶煉。
[0040]本發(fā)明實(shí)施方式涉及一種回轉(zhuǎn)窯C02和氬氣用于轉(zhuǎn)爐冶煉的控制裝置，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述:
[0041]圖1為本發(fā)明的裝置示意圖，圖中的標(biāo)示為:1_石灰石卸料口，2-預(yù)熱裝置，3-石灰石室，4-預(yù)熱氣體室，5-給料機(jī)，6中間倉，7-液壓推桿，8-入料口，9-回轉(zhuǎn)窯傳熱墻，10-回轉(zhuǎn)窯燃燒室(內(nèi)筒)，