專利名稱：一種懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋼及鋼材生產(chǎn)的短流程環(huán)保型工藝，尤其涉及一種以非焦煤或可燃氣
體為主能源，以懸浮預還原連續(xù)煉鋼方法和設備為核心的鋼及鋼材生產(chǎn)短流程環(huán)保型工廠 的方法和工藝流程，屬鋼鐵冶金技術領域。
背景技術：
隨著世界鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展和國際社會對環(huán)保、節(jié)能減排的日益重視，鐵礦石、 焦煤等資源的短缺，人們不斷尋找一種不用焦煤的煉鐵或煉鋼方法，尋求一種把各種含鐵 粉塵有效利用、過程產(chǎn)生的二次能源再有效利用、產(chǎn)生的余熱再利用的完整的短流程工廠 化方法。 目前鋼材生產(chǎn)主要有短流程和長流程兩種形式。傳統(tǒng)長流程是從鐵礦石、燒結(jié) (或球團)、煉焦、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐吹煉成粗鋼水，再經(jīng)精煉爐煉鋼，再軋鋼成材。焦煤資源匱 乏、規(guī)模龐大、投資高、占用土地面積大、生產(chǎn)周期長、噸鋼能耗高、環(huán)境污染嚴重是傳統(tǒng)長 流程無法克服的弊端。 短流程即以廢鋼、直接還原鐵(DRI、海綿鐵)等為原料，通過電爐熔化、氧化成粗 鋼水，經(jīng)精煉、連鑄、軋材生產(chǎn)出成品鋼材，不需要焦炭，采用最普遍的是以天然氣為還原劑 的MIDREX、 HYL法以及煤為還原劑的回轉(zhuǎn)窯法、豎爐法、懸浮預還原爐法等。但目前的短 流程并未達到由礦石直接煉鋼到成材各工序過程產(chǎn)生的能源高效利用、二次能源高效再利 用、余熱高效利用、含鐵粉塵綜合利用的完整的短流程工廠化效果，綜合能耗高，生產(chǎn)成本 高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法。
發(fā)明概述 本發(fā)明以非焦煤或天然氣等可燃氣體為主能源，以懸浮預還原連續(xù)煉鋼方法和設 備為核心，充分利用連續(xù)煉鋼設備產(chǎn)生的二次能源高溫煤氣改質(zhì)為懸浮預還原爐或/和軋 鋼加熱爐用的高溫煤氣，采用鑄軋一體化設備或傳統(tǒng)連鑄軋鋼設備直接生產(chǎn)出合格鋼材。 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的低壓水蒸汽或低溫水加壓后用于煤氣改質(zhì)；含鐵除塵灰和軋鋼氧化鐵皮 返回球磨機，鋼渣和塵灰用于制造水泥。實現(xiàn)了從鐵礦石到鋼材生產(chǎn)全套完整的超短工藝 流程，是一種投資小、占地面積小、運行成本低、能源消耗小、能源利用率高、物料全部綜合 利用、排放少的環(huán)保型工藝。 本發(fā)明中的原料為連續(xù)煉鋼的常規(guī)原料鐵礦粉、含鐵除塵灰、氧化鐵皮等，在本申 請中統(tǒng)一稱為含鐵物料。 由于本發(fā)明涉及從鐵礦原料開始直至成品鋼材的生產(chǎn)方法，其中所涉及的工藝步 驟較多，除明確限定的工藝條件外，本發(fā)明未特別說明的工藝部分均按本領域現(xiàn)有技術。
發(fā)明詳述
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本發(fā)明提供一種懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，包括物料球磨、懸浮預還原爐 預還原、連續(xù)煉鋼，鋼水精煉，連鑄、軋制成材；包括如下步驟 1)含鐵物料通過球磨機加工成1 40 ii m的含鐵微粉供懸浮預還原爐；
2)在懸浮預還原爐內(nèi)應用煤氣改質(zhì)設備生成的800 85(TC的高溫改質(zhì)煤氣還原 步驟1)制備的含鐵微粉，生產(chǎn)出金屬化率85 95%的預還原金屬化含鐵微粉供連續(xù)煉鋼 爐；懸浮預還原爐產(chǎn)生的100°C 20(TC的廢氣經(jīng)除塵后排放，廢氣中回收的含鐵塵灰直接 噴入連續(xù)煉鋼爐； 3)向連續(xù)煉鋼爐中噴入懸浮預還原爐提供的預還原金屬化含鐵微粉，噴入氧氣和 含碳物料，實現(xiàn)連續(xù)煉鋼；同時產(chǎn)生高溫煤氣，高溫煤氣經(jīng)煤氣改質(zhì)設備生產(chǎn)出溫度800 85(TC的高溫煤氣供懸浮預還原爐或/和軋鋼加熱爐；4)連續(xù)煉鋼爐生產(chǎn)的C含量0. 01 0. 40%、溫度1580 168(TC鋼水，經(jīng)初步合
金化后供精煉爐，精煉爐生產(chǎn)出合格鋼水，供鑄軋設備生產(chǎn)出合格鋼材。 生產(chǎn)中產(chǎn)生的含鐵除塵灰和軋鋼氧化鐵皮返回球磨機作為步驟1)的原料再利用。 生產(chǎn)中產(chǎn)生的鋼渣和其它不含鐵或含微量鐵的粉塵用于制造水泥。 步驟1)所述的含鐵物料包括鐵礦粉、含鐵除塵灰和/或氧化鐵皮。 步驟2)所述的高溫改質(zhì)煤氣是將連續(xù)煉鋼爐產(chǎn)生的1450 155(TC高溫煤氣流
過煤氣改質(zhì)爐中懸浮的煤粉，C02與煤粉反應產(chǎn)成CO，同時吸收熱量；水蒸汽與煤粉反應生
成H2和CO，同時吸收熱量；改質(zhì)后煤氣中的C02含量小于15%，水蒸汽含量小于5. 0%，溫
度800 850°C ，直接供轉(zhuǎn)底爐或/和軋鋼加熱爐使用。 所述高溫煤氣中C02含量29 31 % ，水蒸汽含量11 13 % ，體積比。高溫煤氣
中的其余成分為C0、H2、CH4和N2，其含量范圍對本領域的技術人員是公知的。 步驟2)中預還原金屬化含鐵微粉的出爐溫度為500 600°C 。 步驟3)所述的含碳物料選自非焦煤煤粉、天然氣或可燃冰?？扇急翘烊粴馑?br> 物，是在一定條件(合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、ra值等)下，由氣體或揮發(fā)
性液體與水相互作用過程中形成的白色固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)，外觀像冰。 步驟3)所述的高溫煤氣，溫度為1450 1550°C 。 優(yōu)選的，步驟5)所述的精煉爐可以是LF或RH，或其它形式的精煉爐。 優(yōu)選的，步驟5)所述的鑄軋設備為鑄軋一體化設備，優(yōu)選鋼帶鑄軋一體設備、型
鋼鑄軋一體設備或棒材鑄軋一體設備。 優(yōu)選的，步驟5)所述的鑄軋設備為傳統(tǒng)連鑄機、軋鋼加熱爐和軋鋼設備，所生產(chǎn) 鋼材可以是鋼板、鋼帶、型鋼或棒材。 優(yōu)選的，步驟3)使用的氧氣由制氧設備制??；所述制氧設備可以采用變壓吸附技 術設備生產(chǎn)工廠用氧氣，或深冷技術設備生產(chǎn)工廠用氧氣和氬氣。 優(yōu)選的，步驟3)和4)所述連續(xù)煉鋼爐可通過調(diào)整含碳物料噴入量和氧氣噴入量 控制來控制煤氧比例，進而調(diào)節(jié)控制高溫煤氣的產(chǎn)生數(shù)量和質(zhì)量?？砂凑粘Ｒ?guī)工藝進行，優(yōu) 選使用專利申請200810238696. 6、200810139695. 6、200810139696. 0和200810140082. 4所
述的方法和設備。 本發(fā)明還提供一種懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法的專用設備，包括球磨機(2)、懸浮預還原爐(3)、連續(xù)煉鋼爐(4)、精煉爐(5)、鑄軋設備(6)、噴煤塔(8)、制氧設備(9)、 煤氣改質(zhì)設備(10)、高溫可燃氣加壓站(11)、除塵設備(12);球磨機(2)、懸浮預還原爐 (3)、連續(xù)煉鋼爐(4)、精煉爐(5)和鑄軋設備(6)依次相連，噴煤塔(8)與連續(xù)煉鋼爐(4) 相連，用于向連續(xù)煉鋼爐(4)提供非焦煤煤粉，制氧設備(9)與連續(xù)煉鋼爐(4)相連，用于 向連續(xù)煉鋼爐(4)提供氧氣；煤氣改質(zhì)設備(10)用于對連續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生的煤氣進行改 性；高溫可燃氣加壓站(11)位于懸浮預還原爐(3)和煤氣改質(zhì)設備(10)之間，煤氣改質(zhì) 設備(10)產(chǎn)生的改性煤氣經(jīng)高溫可燃氣加壓站(11)輸送到懸浮預還原爐(3);除塵設備 (12)與懸浮預還原爐(3)相連，用于對懸浮預還原爐(3)產(chǎn)生的廢氣進行除塵。 [OOSO] 優(yōu)選的，球磨機(2)的原料來自原料場(1)。 優(yōu)選的，還包括鋼渣處理設備(14)和水泥廠(15)，用于處理連續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生 的鋼渣。 優(yōu)選的，所述的鑄軋設備為鑄軋一體化設備，優(yōu)選鋼帶鑄軋一體設備、型鋼鑄軋一 體設備或棒材鑄軋一體設備。如圖1所示。 優(yōu)選的，所述的鑄軋設備為傳統(tǒng)連鑄機(16)、軋鋼加熱爐(17)、軋鋼設備(18)和 加熱爐空氣預熱器。如圖2所示。 優(yōu)選的，非焦煤煤粉可用天然氣、可燃冰或其它可燃氣體替代，可燃氣儲備柜(20) 替代噴煤塔(8)，如圖3所示。 本發(fā)明從鐵礦石等含鐵物料連續(xù)得到鋼水的具體工藝路線是以非焦煤或天然氣 或其它可燃氣體為主能源，以懸浮預還原爐和連續(xù)煉鋼設備為核心，實現(xiàn)工序自身產(chǎn)生的 二次能源再利用、廢氣熱量串級利用、物理熱量充分利用、含鐵粉塵循環(huán)利用等能源和資源 高效利用，生產(chǎn)出合格鋼材的超短工藝流程，鋼渣和其它粉塵用于制造水泥的節(jié)能環(huán)保型 工廠。工廠實現(xiàn)了能源綜合利用效率高，能耗低、生產(chǎn)成本低、排放少、總投資少、節(jié)約土地 等，是超短流程實現(xiàn)礦石到鋼材節(jié)能環(huán)保型工廠的典范，是傳統(tǒng)鋼鐵冶金工藝流程的革命 性變革。 本發(fā)明的優(yōu)勢體現(xiàn)在 (1)本發(fā)明工廠以懸浮預還原爐和連續(xù)煉鋼設備為核心的鋼材生產(chǎn)工廠，與傳統(tǒng) 長流程相比不需要焦化、造球、燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐設備，實現(xiàn)了全連續(xù)煉鋼，與鑄軋一體化設 備結(jié)合，是目前已知的由礦石到鋼材的最短工藝流程，是鋼鐵冶金的一個革命性工藝變革。
(2)本發(fā)明工廠還可以傳統(tǒng)連鑄和軋鋼設備替代鑄軋一體化設備，生產(chǎn)出各種質(zhì) 量要求的鋼材。 (3)本發(fā)明工廠以非焦煤為主能源，以懸浮預還原爐和連續(xù)煉鋼設備為核心，實現(xiàn) 了工廠產(chǎn)生的二次能源再利用、廢氣熱量串級利用、物理熱量充分利用的目標，噸鋼綜合能 耗達到556公斤標煤，是目前已知的鋼鐵工藝流程中能源利用率最高、能耗最低的工藝流 程。 (4)本發(fā)明工廠實現(xiàn)了含鐵粉塵循環(huán)利用、鋼渣和其它粉塵用于制造水泥的環(huán)保 型鋼材生產(chǎn)，減排效果顯著。 (5)本發(fā)明工廠能耗低、生產(chǎn)成本低、排放少、總投資少、節(jié)約土地，是節(jié)能減排最 有效的工廠工藝流程，具有較強的市場競爭力。


圖1是本發(fā)明的示意流程圖。其中1 :原料場，2 :球磨機，3 :懸浮預還原爐，4 :連 續(xù)煉鋼爐，5 :精煉爐，6 :鑄軋一體化設備，7 :鋼材，8 :噴煤塔，9 :制氧設備，IO :煤氣改質(zhì)設 備，11 :高溫可燃氣加壓站，12 :除塵設備，13 :煙囪，14 :鋼渣處理，15 :水泥廠。如圖1所示。
圖2是本發(fā)明的另一種流程示意圖。其中6 :鑄軋一體化設備被16 :傳統(tǒng)的連鑄 機，17 :軋鋼加熱爐，18 :軋鋼設備，19 :加熱爐空氣預熱器所替代，其它同圖1。
圖3是本發(fā)明的另一種流程示意圖。其中可燃氣儲備柜20替代噴煤塔8，鑄軋 一體化直接成材，其它同圖1。 圖4是本發(fā)明的另一種流程示意圖。其中可燃氣儲備柜20替代噴煤塔8，傳統(tǒng) 連鑄軋鋼成材，其它同圖2。
具體實施例方式以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，但本發(fā)明并不局限于此。除明確限定的工
藝條件外，本發(fā)明未特別說明的工藝部分均按本領域現(xiàn)有技術。
實施例1 : 原料含鐵物料包括鐵礦粉，含鐵除塵灰，氧化鐵皮；含碳物料選自煤粉；其他原 料包括石灰，熒石，白云石。 本發(fā)明工廠的設備，包括1 :原料場，2 :球磨機，3 :懸浮預還原爐，4 :連續(xù)煉鋼爐， 5 :精煉爐，6 :鑄軋一體化設備，7 :鋼材，8 :噴煤塔，9 :制氧設備，IO :煤氣改質(zhì)設備，ll :高 溫可燃氣加壓站，12 :除塵設備，13 :煙囪，14 :鋼渣處理，15 :水泥廠。如圖1所示。
原料場(1)產(chǎn)生的鐵礦粉或/和含鐵粉塵、氧化鐵皮等含鐵物料經(jīng)球磨機(2)細 磨到1 40 ii m的微粉后送懸浮預還原爐(3)，預還原后的金屬化率85 95% 、出爐溫度 500 60(TC的預還原含鐵微粉供連續(xù)煉鋼爐(4)冶煉出合格鋼水，鋼水經(jīng)初步合金化后進 精煉爐(5)精煉，精煉鋼水由鑄軋一體化設備(6)生產(chǎn)出合格鋼材(7)。
非焦煤經(jīng)噴煤塔(8)與制氧設備(9)生產(chǎn)的氧氣用煤氧槍噴入連續(xù)煉鋼爐(4)，連 續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生的煤氣(1450 1550°C )經(jīng)煤氣改質(zhì)設備(10)生產(chǎn)出溫度800 850°C 的高溫煤氣經(jīng)高溫可燃氣加壓站(11)后供懸浮預還原爐(3)，懸浮預還原爐(3)的廢氣經(jīng) 除塵設備(12)除塵后由煙囪(13)排放(100°C 200°C )。連續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生煤氣的高 溫得到了最高效的利用。工廠產(chǎn)生的低壓蒸汽或低溫水用于煤氣改質(zhì)，低品質(zhì)熱能得到有 效利用； 工廠產(chǎn)生的含鐵除塵灰和軋鋼氧化鐵皮返回原料場(1)再利用，鋼渣經(jīng)鋼渣處理
(14)和其它粉塵一起送水泥廠(15)制造水泥，固體廢棄物得到了充分利用。 該流程噸鋼綜合耗標煤556Kg，是目前已知的設備最少、占地最少、投資最少、流程
最短、能耗最少、成本最低的鋼材生產(chǎn)流程之一。 實施例2 : 原料含鐵物料包括鐵礦粉，含鐵除塵灰，氧化鐵皮；含碳物料選自煤粉；其他原 料包括石灰，熒石，白云石。 本發(fā)明工廠的設備，包括1 :原料場，2 :球磨機，3 :懸浮預還原爐，4 :連續(xù)煉鋼爐， 5 :精煉爐，16 :傳統(tǒng)的連鑄機，17 :軋鋼加熱爐，18 :軋鋼設備，7 :鋼材，19 :加熱爐空氣預熱
7器，8 :噴煤塔，9 :制氧設備，IO :煤氣改質(zhì)設備，ll :高溫可燃氣加壓站，12 :除塵設備，13 : 煙囪，14 :鋼渣處理，15 :水泥廠。如圖2所示。 原料場(1)鐵礦粉或/和含鐵粉塵、氧化鐵皮等含鐵物料經(jīng)球磨機(2)細磨到 1 40 ii m的微粉后送懸浮預還原爐(3)，預還原后的金屬化率85 95% 、出爐溫度500 60(TC的預還原含鐵微粉供連續(xù)煉鋼爐(4)冶煉出合格鋼水，鋼水經(jīng)初步合金化后進精煉 爐(5)精煉，精煉鋼水由傳統(tǒng)的連鑄機(15)鑄成鋼坯，經(jīng)軋鋼加熱爐(16)加熱后，由軋鋼 設備(18)軋制成合格鋼材(7)。 非焦煤經(jīng)噴煤塔(8)與制氧設備(9)生產(chǎn)的氧氣用煤氧槍噴入連續(xù)煉鋼爐(4)，連 續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生的煤氣(1450 1550°C )經(jīng)煤氣改質(zhì)設備(10)生產(chǎn)出溫度800 850°C 的高溫煤氣經(jīng)高溫可燃氣加壓站(11)后供懸浮預還原爐(3)和不加壓直接供軋鋼加熱爐 (17)，連續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生煤氣的高溫得到了最高效的利用。工廠產(chǎn)生的低壓蒸汽或低溫 水用于煤氣改質(zhì)，低品質(zhì)熱能得到有效利用； 軋鋼加熱爐(16)應用自身尾煙700°C 90(TC的高溫廢氣經(jīng)加熱爐空氣預熱器 (19)加熱空氣到400 50(TC供軋鋼加熱爐(17)與煤氣改質(zhì)設備(10)送來的高溫改質(zhì)煤 氣(800 85(TC)燃燒加熱連鑄鋼坯，供軋鋼設備(18)生產(chǎn)出鋼材(7)。加熱爐空氣預熱 器(19)排出的200 30(TC廢氣由煙囪(13)排放，高溫廢氣熱量得到了充分利用。
工廠產(chǎn)生的含鐵除塵灰和軋鋼氧化鐵皮返回原料場(1)再利用，鋼渣經(jīng)鋼渣處理 (14)和其它粉塵一起送水泥廠(15)制造水泥，固體廢棄物得到了充分利用。
該工廠噸鋼綜合耗標煤590Kg，是目前已知鋼鐵廠中綜合能耗最低、排放最少、生
產(chǎn)成本最低的鋼材生產(chǎn)工藝流程。
實施例3 : 原料含鐵物料包括鐵礦粉，含鐵除塵灰，氧化鐵皮；含碳物料選自天然氣；其 他原料包括石灰，熒石，白云石。，石灰，熒石，白云。
本發(fā)明工廠的設備，包括1 :原料場，2 :球磨機，3 :懸浮預還原爐，4 :連續(xù)煉鋼爐， 5 :精煉爐，6 :鑄軋一體化設備，7 :鋼材，9 :制氧設備，IO :煤氣改質(zhì)設備，ll :高溫可燃氣加 壓站，12 :除塵設備，13 :煙囪，14 :鋼渣處理，15 :水泥廠，20 :可燃氣儲備柜。如圖3所示。
天然氣也可以是可燃冰等其它可燃氣體。 原料場(1)鐵礦粉或/和含鐵粉塵、氧化鐵皮等含鐵物料經(jīng)球磨機(2)細磨到 1 40 ii m的微粉后送懸浮預還原爐(3)，預還原后的金屬化率85 95% 、出爐溫度500 60(TC的預還原含鐵微粉供連續(xù)煉鋼爐(4)冶煉出合格鋼水，鋼水經(jīng)初步合金化后進精煉 爐(5)精煉，精煉鋼水由鑄軋一體化設備(6)生產(chǎn)出合格鋼材(7)。 制氧設備(9)生產(chǎn)的氧氣與天然氣分別噴入連續(xù)煉鋼爐(4)，連續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生 的煤氣(1300 1500°C )經(jīng)煤氣改質(zhì)設備(10)生產(chǎn)出溫度800 85(TC的高溫改質(zhì)煤氣 經(jīng)高溫可燃氣加壓站(11)與天然氣混合后噴入懸浮預還原爐(3)用于加熱還原含鐵微粉， 懸浮預還原爐(3)的廢氣經(jīng)除塵設備(12)除塵后由煙囪(13)排放(10(TC 20(TC)。連 續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生煤氣的高溫得到了最高效的利用，工廠產(chǎn)生的低壓蒸汽或低溫水用于煤 氣改質(zhì)，低品質(zhì)熱能得到有效利用； 工廠產(chǎn)生的含鐵除塵灰和軋鋼氧化鐵皮返回原料場(1)再利用，鋼渣經(jīng)鋼渣處理 (14)和其它粉塵一起送水泥廠(15)制造水泥，固體廢棄物得到了充分利用。
該流程是目前已知的設備最少、占地最少、投資最少、流程最短、能耗最少、成本最 低的鋼材生產(chǎn)工廠之一。 該工廠噸鋼綜合耗標煤560Kg，是目前已知鋼鐵廠中綜合能耗最低、排放最少、生
產(chǎn)成本最低的鋼材生產(chǎn)工藝流程。
實施例4: 原料含鐵物料包括鐵礦粉，含鐵除塵灰，氧化鐵皮；含碳物料選自天然氣；其 他原料包括石灰，熒石，白云石。
本發(fā)明工廠的設備，包括1 :原料場，2 :球磨機，3 :懸浮預還原爐，4 :連續(xù)煉鋼爐， 5 :精煉爐，16 :傳統(tǒng)的連鑄機，17 :軋鋼加熱爐，18 :軋鋼設備，7 :鋼材，19 :加熱爐空氣預熱 器，9 :制氧設備，10 :煤氣改質(zhì)設備，11 :高溫可燃氣加壓站，12 :除塵設備，13 :煙囪，14 :鋼 渣處理，15 :水泥廠，20 :可燃氣儲備柜。如圖4所示。
天然氣也可以是可燃冰等其它可燃氣體。 原料場(1)鐵礦粉或/和含鐵粉塵、氧化鐵皮等含鐵物料經(jīng)球磨機(2)細磨到 1 40 ii m的微粉后送懸浮預還原爐(3)，預還原后的金屬化率85 95% 、出爐溫度500 60(TC的預還原含鐵微粉供連續(xù)煉鋼爐(4)冶煉出合格鋼水，鋼水經(jīng)初步合金化后進精煉 爐(5)精煉，精煉鋼水由傳統(tǒng)的連鑄機(16)鑄成鋼坯，經(jīng)軋鋼加熱爐(17)加熱后，由軋鋼 設備(18)軋制成合格鋼材(7)。 制氧設備(9)生產(chǎn)的氧氣與天然氣分別噴入連續(xù)煉鋼爐(4)，連續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生 的煤氣(1450 1550°C )經(jīng)煤氣改質(zhì)設備(10)生產(chǎn)出溫度800 850°C的高溫改質(zhì)煤氣， 高溫改質(zhì)煤氣一部分經(jīng)高溫可燃氣加壓站(11)與天然氣混合后噴入懸浮預還原爐(3)用 于加熱還原含鐵微粉，另一部分與天然氣混合后直接供軋鋼加熱爐(17)燒鋼。連續(xù)煉鋼爐 (4)產(chǎn)生煤氣的高溫得到了最高效的利用，工廠產(chǎn)生的低壓蒸汽或低溫水用于煤氣改質(zhì)，低 品質(zhì)熱能得到有效利用； 軋鋼加熱爐(16)應用自身尾煙700°C 90(TC的高溫廢氣經(jīng)加熱爐空氣預熱器 (19)加熱空氣到400 50(TC供軋鋼加熱爐(17)與改質(zhì)煤氣及天然氣的混合氣燃燒加熱 連鑄鋼坯，供軋鋼設備(18)生產(chǎn)出合格鋼材(7)。加熱爐空氣預熱器(19)排出的200 26(TC廢氣由煙囪(13)排放，高溫廢氣熱量得到了充分利用。 工廠產(chǎn)生的含鐵除塵灰和軋鋼氧化鐵皮返回原料場(1)再利用，鋼渣經(jīng)鋼渣處理
(14)和其它粉塵一起送水泥廠(15)制造水泥，固體廢棄物得到了充分利用。 該工廠噸鋼綜合耗標煤600Kg，是目前已知鋼鐵廠中綜合能耗最低、排放最少、生
產(chǎn)成本最低的鋼材生產(chǎn)工藝流程。
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權利要求
一種懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，包括物料球磨、懸浮預還原爐預還原、連續(xù)煉鋼，鋼水精煉，連鑄、軋制成材；包括如下步驟1)含鐵物料通過球磨機加工成1～40μm的含鐵微粉供懸浮預還原爐；2)在懸浮預還原爐內(nèi)應用煤氣改質(zhì)設備生成的800～850℃的高溫改質(zhì)煤氣還原步驟1)制備的含鐵微粉，生產(chǎn)出金屬化率85～95％的預還原金屬化含鐵微粉供連續(xù)煉鋼爐；懸浮預還原爐產(chǎn)生的100℃～200℃的廢氣經(jīng)除塵后排放，廢氣中回收的含鐵塵灰直接噴入連續(xù)煉鋼爐；3)向連續(xù)煉鋼爐中噴入懸浮預還原爐提供的預還原金屬化含鐵微粉，噴入氧氣和含碳物料，實現(xiàn)連續(xù)煉鋼；同時產(chǎn)生高溫煤氣，高溫煤氣經(jīng)煤氣改質(zhì)設備生產(chǎn)出溫度800～850℃的高溫煤氣供懸浮預還原爐或/和軋鋼加熱爐；4)連續(xù)煉鋼爐生產(chǎn)的C含量0.01～0.40％、溫度1580～1680℃鋼水，經(jīng)初步合金化后供精煉爐，精煉爐生產(chǎn)出合格鋼水，供鑄軋設備生產(chǎn)出合格鋼材。
2. 如權利要求1所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，其特征在于，步驟1)所述的 含鐵物料包括鐵礦粉、含鐵除塵灰和/或氧化鐵皮。
3. 如權利要求1所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，其特征在于，步驟2)所述的 高溫改質(zhì)煤氣是將連續(xù)煉鋼爐產(chǎn)生的1450 155(TC高溫煤氣流過煤氣改質(zhì)爐中懸浮的煤 粉，(A與煤粉反應產(chǎn)成CO，同時吸收熱量；水蒸汽與煤粉反應生成4和CO，同時吸收熱量； 改質(zhì)后煤氣中的C02含量小于15% ，水蒸汽含量小于5. 0% ，溫度800 850°C ，直接供轉(zhuǎn)底 爐或/和軋鋼加熱爐使用。
4. 如權利要求3所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，其特征在于，所述高溫煤氣 中C02含量29 31 % ，水蒸汽含量11 13 % ，體積比。
5. 如權利要求1所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，其特征在于，步驟2)中預還 原金屬化含鐵微粉的出爐溫度為500 600°C。
6. 如權利要求1所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，其特征在于，步驟3)所述 的含碳物料選自非焦煤煤粉、天然氣或可燃冰；步驟3)所述的高溫煤氣，溫度為1450 1550°C。
7. 如權利要求1所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，其特征在于，步驟5)所述的 鑄軋設備為鑄軋一體化設備，優(yōu)選鋼帶鑄軋一體設備、型鋼鑄軋一體設備或棒材鑄軋一體 設備。
8. 如權利要求1所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法，其特征在于，步驟5)所述的 鑄軋設備為傳統(tǒng)連鑄機、軋鋼加熱爐和軋鋼設備，所生產(chǎn)鋼材可以是鋼板、鋼帶、型鋼或棒 材。
9. 一種懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法的專用設備，包括球磨機(2)、懸浮預還原爐(3) 、連續(xù)煉鋼爐(4)、精煉爐(5)、鑄軋設備(6)、噴煤塔(8)、制氧設備(9)、煤氣改質(zhì)設備 (10)、高溫可燃氣加壓站(11)、除塵設備(12);球磨機(2)、懸浮預還原爐(3)、連續(xù)煉鋼爐(4) 、精煉爐(5)和鑄軋設備(6)依次相連，噴煤塔(8)與連續(xù)煉鋼爐(4)相連，用于向連續(xù) 煉鋼爐(4)提供非焦煤煤粉，制氧設備(9)與連續(xù)煉鋼爐(4)相連，用于向連續(xù)煉鋼爐(4) 提供氧氣；煤氣改質(zhì)設備(10)用于對連續(xù)煉鋼爐(4)產(chǎn)生的煤氣進行改性；高溫可燃氣加 壓站(11)位于懸浮預還原爐(3)和煤氣改質(zhì)設備(10)之間，煤氣改質(zhì)設備(10)產(chǎn)生的改性煤氣經(jīng)高溫可燃氣加壓站(11)輸送到懸浮預還原爐(3);除塵設備(12)與懸浮預還原爐(3)相連，用于對懸浮預還原爐(3)產(chǎn)生的廢氣進行除塵。
10. 如權利要求9所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法的專用設備，其特征在于，球 磨機(2)的原料來自原料場(1)。
11. 如權利要求9所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法的專用設備，其特征在于，所 述的鑄軋設備為鑄軋一體化設備，優(yōu)選鋼帶鑄軋一體設備、型鋼鑄軋一體設備或棒材鑄軋 一體設備。如圖l所示。
12. 如權利要求9所述的懸浮預還原短流程連續(xù)煉鋼方法的專用設備，其特征在于，所 述的鑄軋設備為傳統(tǒng)連鑄機(16)、軋鋼加熱爐(17)、軋鋼設備(18)和加熱爐空氣預熱器。 如圖2所示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種懸浮預還原連續(xù)煉鋼方法和設備為核心的鋼材生產(chǎn)短流程環(huán)保型工廠，以非焦煤或天然氣等為主能源，煤粉(天然氣等)和氧氣噴入連續(xù)煉鋼爐熔化轉(zhuǎn)底爐提供的高溫預還原微粉，實現(xiàn)連續(xù)煉鋼，鋼水經(jīng)精煉后由鑄軋一體化設備直接成材，或由傳統(tǒng)連鑄軋鋼成材。同時連續(xù)煉鋼爐產(chǎn)生的高溫煤氣經(jīng)改質(zhì)后用于懸浮預還原爐預還原含鐵微粉，另一部分高溫改質(zhì)煤氣可用于傳統(tǒng)連鑄軋鋼加熱爐，軋鋼加熱爐高溫廢氣預熱加熱爐用空氣，含鐵粉塵循環(huán)利用，鋼渣和其它粉塵用于制造水泥，工廠能源綜合利用效率高，能耗低、生產(chǎn)成本低、排放少、總投資少、節(jié)約土地，是礦石到鋼材超短流程節(jié)能環(huán)保型工廠的范例。
文檔編號C21C7/00GK101748234SQ20091001844
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權日2009年9月28日
發(fā)明者曾暉, 李豐功, 王博, 王學斌, 董杰 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司