CN205170895U - 一种回转窑co2和氩气用于转炉冶炼的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置。包括：回转窑部分、转炉冶炼部分，其中回转窑设置内筒燃烧室，用以燃烧产生热源；外筒煅烧室，用以放置待煅烧石灰石，内外筒之间设置传热墙，锻烧产生的二氧化碳经预热器、集气管收集后，再经除尘、干燥、加压进入压力缓冲罐，获得洁净的二氧化碳；转炉冶炼部分包括二氧化碳、氩气的复合冶炼控制系统，主要由二氧化碳、氩气压力缓冲罐，以及压力、流量、温度检测装置，电磁阀和调节阀等组成。冶炼时经各自的电磁阀和调节阀控制，前期、中期进行二氧化碳吹炼，后期进行氩气吹炼，而且互为备用。本实用新型既降低炼钢生产成本，又能降低碳排放和温室效应，符合循环经济。

Description

一种回转窑CO2和氩气用于转炉冶炼的控制装置

技术领域

本实用新型涉及冶金钢铁领域，尤其是冶金行业利用间接煅烧石灰石产生的二氧化碳气体、以及外供氩气复合用于炼钢转炉的冶炼控制装置。

背景技术

2009年哥本哈根气候变化研讨，使低碳经济成为全球焦点。低碳经济以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式，是对现行消耗大量化石能源、大量排放二氧化碳的生产方式的根本变革，我国政府承诺2020年，单位GDP的二氧化碳排放量比2005年下降40-45％，并作为约束性指标被纳入国民经济和社会发展中长期规划。

钢铁生产过程二氧化碳排放占工业二氧化碳排放量的16％左右，总排放量达近20亿吨，成为我国二氧化碳排放大户，如何降低二氧化碳排放以及将二氧化碳资源化利用已越来越引起钢铁工作者的重视。

钢铁企业目前用于锻烧细粒石灰的主要窑型为回转窑，此类窑用于锻烧20-40mm小粒度石灰石，采用煤气与石灰石一起锻烧生产活性石灰。由于石灰与燃料混合一起燃烧，分解产生的二氧化碳含有残留的煤气，难以回收排放的二氧化碳，而且燃烧产生的高温烟气由于含有大量粉尘，回收难度较大，成本高，余热也难以利用，目前几乎直接排放大气，造成污染环境和能源浪费，与国家要求的循环经济、低碳排放不想适应，因此急需一种从根本上解决煅烧石灰石分离、提取、低成本的纯净二氧化碳技术。

目前国内转炉基本采用氩气底吹冶炼，钢包吹氩原理是将具有一定压力的氩气通过喷枪或吹氩透气砖形成环流，在环流过程中大颗粒夹杂、脱氧产物在流经顶渣下部区域时传递进入顶渣，同时吹氩形成的气泡在钢液中形成相对真空，起到了对钢中气体的捕集和排除作用。随着近年来氩气成本的提高，以及碳在炼钢过程中起着重要作用——不仅使钢材具有良好的机械性能，而且能与各种氧化物和气态氧反应，充当主要的能量源。因此需要寻求利用冶金生产过程煅烧石灰石产生的二氧化碳气体为资源，减少温室气体排放方法替代氩气进行转炉、不锈钢的冶炼控制。

实用新型内容

针对现有的转炉炼钢、煅烧石灰石存在的上述问题，本实用新型提供的技术方案的主要目的是：

提供一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置，其特征在于，包括：

回转窑部分、转炉冶炼部分，

其中回转窑设置内筒燃烧室，用以燃烧产生热源；外筒煅烧室，用以放置待煅烧石灰石，并通过内外筒隔热墙与燃烧室分隔，用以制取洁净的二氧化碳气体；

转炉冶炼部分包括二氧化碳气体、氩气的复合冶炼控制系统，主要由二氧化碳、氩气压力缓冲罐，以及压力、流量、温度检测装置，电磁阀和调节阀等组成。

本实用新型的另一方面，还包括设置于窑尾上方的预热装置，设置有复数个石灰石室和预热室，所述预热室通过管道与回转窑燃烧室联通，所述石灰石室经中间仓与煅烧室联通。

本实用新型的另一方面，还包括设置于用于转炉炼钢需要的回转窑煅烧石灰石，产生的二氧化碳气体，顺序经过预热石灰石装置、集气管收集、除尘、脱湿净化，加压进入压力缓冲罐。

本实用新型的另一方面，还包括设置于二氧化碳、氩气压力缓冲罐之后的电磁阀、调节阀和检测装置，用于自动调节二氧化碳、氩气的流量。

需要进一步说明的是所述废气收集管道经除尘、变频调节风机与余热利用装置连接。

需要进一步说明的是回转窑内筒煅烧石灰石产生的热源，经除尘、变频调节风机、回收的余热与废气余热回收装置连接。

需要进一步说明的是回转窑头部设置有冷却器，用以将煅烧产生的石灰快速冷却，冷却后的石灰经输送机送出进入成品仓。

需要进一步说明的是本实用新型装置也可应用于不锈钢工艺AOD冶炼控制。

通过对本实用新型技术方案的实施，可以获得以下技术效果：

1、排出的二氧化碳易于净化，得到纯净二氧化碳，替代氩气用于转炉冶炼，使工业废品得到循环有效利用，有利于解决碳排放等环境污染问题；

2、二氧化碳替代氩气吹炼，可减少金属铁部分氧化挥发，降低转炉冶炼粉尘排放浓度；

3、采用二氧化碳替代氩气吹炼，由于氩气价格为二氧化碳价格的6-8倍，使生产成本明显降低，为企业带来显著的经济效益；

4、转炉底吹二氧化碳，由于存在CO₂+C＝2CO，生成吹入气体2倍的CO，不但可强化熔池搅拌，有利于去气去杂质，而且也能提高回收转炉煤气的数量和质量。

5、二氧化碳气体、氩气复合冶炼，互为备用，既有利于生产操作，也可提高生产作业率；

6、回转窑热效率提高，回转窑分解温度易于控制，避免能源浪费，用于石灰石分解的单位产品耗热量降低，而且可充分利用煤粉燃烧，或高炉、转炉、焦炉以及混合煤气作为燃料进行锻烧；

7、燃烧后排出的烟道烟气温度高，可回收利用，转换为蒸汽进行发电；

8、石灰锻烧均匀，易于控制，活性度好、产品纯度提高，硫含量降低，特备适用提高炼钢、不锈钢产品冶炼强度、高品质钢种的添加造渣；

9、本发明不但从根本上使二氧化碳回收成本降低，而且二氧化碳作为资源在炼钢领域的应用水平不断提高，有利于推进炼钢工艺的进步，同时对缓解大气的温室效应起到了积极的作用，具有显著的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为本实用新型的一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本实用新型的技术方案进行说明，在与本实用新型的目的无冲突的前提下，下文中提到的实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1所示，本实用新型所采用的技术方案是：回转窑部分包含回转窑内筒燃烧室，用以燃烧产生热源；外筒煅烧室，用以放置待煅烧石灰石，内外筒之间设置传热墙。锻烧石灰石后产生的二氧化碳通过预热器对石灰石预热，经集气管收集后再经除尘、干燥、加压进入压力缓冲罐，用以获得洁净的二氧化碳气体；转炉冶炼部分包括二氧化碳气体、氩气的复合冶炼控制系统，主要由二氧化碳、氩气压力缓冲罐，以及压力、流量、温度检测装置，电磁阀和调节阀等组成。外供的氩气直接进入压力缓冲罐。两种气体经各自的电磁阀和调节阀控制完成转炉冶炼的冶炼。

本发明实施方式涉及一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置，为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述：

图1为本发明的装置示意图，图中的标示为：1-石灰石卸料口，2-预热装置，3-石灰石室，4-预热气体室，5-给料机，6中间仓，7-液压推杆，8-入料口，9-回转窑传热墙，10-回转窑燃烧室(内筒)，11-回转窑煅烧室(外筒)，12-回转窑，13-竖式冷却室，14-风机，15-煤气管道，16-回转窑烧嘴，17-废气管道，18-废气收集管，19-除尘装置，20-调节风机，21-余热利用装置，22-集气管，23-除尘净化装置，24-变频调节风机，25-干燥装置，26-转炉，27-底吹装置，28-顶吹装置，29-调节阀，61-增压装置，62-压力缓冲罐，63-电磁阀，64-调节阀，65-流量检测，66-电磁阀，67-温度检测，68-压力检测，69-安全阀，71-增压装置，72-压力缓冲罐，73-电磁阀，74-调节阀，75-流量检测，76-电磁阀，77-温度检测，78-压力检测，79-安全阀。

本实用新型主要过程：石灰石通过卸料口1添加到换热装置2中的复数个石灰石室3内，卸料口1上有盖板，在卸料时自动打开，卸料完毕后进行自动封闭，复数个石灰石室3下部分别装有给料机5，预热后的石灰石通过给料机5定时送至中间仓6进一步预热后，通过液压推杆7将石灰石经入料口8送至回转窑12内，到达锻烧带时，外供煤气经过管道15、烧嘴16与助燃风机14送来的二次助燃风进行燃烧，使石灰石快速煅烧分解，分解后进入窑头竖式冷却室13进行冷却，冷却产生的热气体经风机14作为二次助燃风通过管道进入回转窑进行循环，冷却好的成品灰进入灰仓。

回转窑煅烧室11内煅烧石灰石产生的二氧化碳气体，经中间仓6进行预热石灰石，再经复数个预热石灰石室3对石灰石进行预热，之后经集气管22进行收集，收集后的二氧化碳气体经除尘净化装置23、变频调节风机24、干燥装置25，加压装置61进入压力缓冲罐62，压力缓冲罐62上安装有温度检测67、压力检测68，以及安全阀69，压力罐62出口管道上依次安装有电磁阀63、调节阀64，流量检测装置65、以及电磁阀66，控制二氧化碳的流量和压力，并通过转炉底吹装置进入转炉进行吹炼，通过调节阀69进入顶吹装置28进行吹炼。

外供氩气经加压装置71进入压力缓冲罐72，压力缓冲罐72上安装有温度检测77、压力检测78，以及安全阀79，压力缓冲罐72出口管道上依次安装有电磁阀73、调节阀74，流量检测装置75、以及电磁阀76，控制氩气的流量和压力，并通过转炉底吹装置27进入转炉进行吹炼，通过调节阀29进入顶吹装置28进行吹炼。

回转窑燃烧室10产生的废气通过废气管道17与复数个预热气体室4相连，向预热装置2中石灰石室3的石灰石进行预热。复数个预热气体室4上部封闭，侧面与废气收集管18连接。预热后的废气通过废气收集管18收集送除尘系统19，调节风机20自动调节废气的流量，之后进入余热回收装置21供全厂使用或进行余热发电。

需要说明的是实施方式中，回转窑系统烧嘴燃烧系统可进一步采用富氧燃烧，节能降耗，降低成本。

需要说明的是上述实施方式中，预热装置石灰石室4和预热气体室5的数量，根据石灰实际生产产量进行设计组合。

不难发现，本实用新型通过利用回转窑内外筒燃烧室、煅烧室，锻烧产生的二氧化碳，经简单除尘净化、干燥、加压可直接进入压力缓冲罐使用，低成本地获得洁净二氧化碳气体，与外供氩气的进行复合冶炼控制，两种气体既独立又互为备用，在转炉冶炼及不锈钢冶炼前期、中期进行二氧化碳吹炼，冶炼后期依靠外供氩气进行吹炼，不但能显著降低冶炼成本，降低炉渣铁损、强化熔池搅拌、提高脱磷率，提高回收煤气质量，而且也能提高底吹系统的寿命。为国内降低二氧化碳排放，资源的综合应用，实现炼钢过程节能降耗及提高钢水质量开辟了新的更有市场前景的一种途径，真正响应了国家政策，实现了循环经济和低碳节能减排。

上述的实施例仅是本实用新型的部分体现，并不能涵盖本实用新型的全部，在上述实施例以及附图的基础上，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下可根据本实用新型获得更多的实施方式，以及对其他类似冶炼及类似窑型进行类似的改造，因此这些不付出创造性劳动的前提下获得的实施方式均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置，其特征在于，包括：

回转窑部分、转炉冶炼部分，

其中回转窑设置内筒燃烧室，用以燃烧产生热源；外筒煅烧室，用以放置待煅烧石灰石，并通过内外筒隔热墙与燃烧室分隔，用以制取洁净的二氧化碳气体；

转炉冶炼部分包括二氧化碳气体、氩气的复合冶炼控制系统，主要由二氧化碳、氩气压力缓冲罐，以及压力、流量、温度检测装置，电磁阀和调节阀等组成。

2.如权利要求1所述一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置，其特征在于，还包括设置于窑尾上方的预热装置，含有复数个石灰石室和预热室，预热室通过管道与回转窑燃烧室联通，石灰石室经中间仓与煅烧室联通。

3.如权利要求1所述一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置，其特征在于，还包括用于转炉炼钢需要的回转窑煅烧石灰石，产生的二氧化碳气体，顺序经过预热石灰石装置、集气管收集、除尘、脱湿净化，加压进入压力缓冲罐。

4.如权利要求1所述一种回转窑CO₂和氩气用于转炉冶炼的控制装置，其特征在于，还包括设置于二氧化碳、氩气压力缓冲罐以及电磁阀、调节阀和检测装置，用于自动调节二氧化碳、氩气的流量。