本發(fā)明涉及鋼鐵冶渣的回收利用，特別涉及一種避免鑄余渣返生產(chǎn)過程中重包鐵水包粘包的方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在鋼鐵生產(chǎn)長流程中，高爐-轉(zhuǎn)爐流程里，當(dāng)連鑄平臺上的鋼水澆鑄完畢之后，平臺上的鋼包內(nèi)總要?dú)埩粢徊糠咒撍蜔釕B(tài)熔渣不能放入中間包里，這是為了保證后續(xù)連鑄坯的質(zhì)量，鋼包內(nèi)剩余的這部分熱態(tài)熔體通常就是廣義上的鑄余渣。

2、廣義上的鑄余渣中包含兩部分熔體，一是廣義鑄余渣中的液態(tài)金屬部分-即鋼水，二是廣義鑄余渣中的液態(tài)熔渣部分-即狹義上的鑄余渣。由于廣義上的鑄余渣中鋼水和狹義上的鑄余渣兩部分密度差別較大，鋼水密度遠(yuǎn)大于狹義上的鑄余渣，因此通常情況下鋼包中底部是鋼水，鋼水上面是狹義的鑄余渣。

3、對于300t轉(zhuǎn)爐鋼廠而言，通常廣義上的鑄余渣有6～10t，其中鋼水和狹義上的鑄余渣各占一半，也就是說，鑄余鋼包里有3～5t的鋼水和3～5t的狹義鑄余渣。因?yàn)檫@部分熔體中含有寶貴的經(jīng)過精煉之后的鋼水，且具有巨大的熱能，所以，將廣義上的鑄余渣返生產(chǎn)利用，可以取得更高的生產(chǎn)率，更高的生產(chǎn)效益及顯著的節(jié)能降耗優(yōu)勢。

4、在現(xiàn)有的廣義鑄余渣返生產(chǎn)利用技術(shù)中，有幾條返回路徑：一是返回精煉爐，二是返回轉(zhuǎn)爐，三是返回脫硫工序。其中，第二和第三條路徑都需要把廣義上的鑄余渣倒入鐵水包中，再由鐵水包返回轉(zhuǎn)爐前工序，這就是廣義鑄余渣返生產(chǎn)技術(shù)。

5、由于廣義鑄余渣返回是間歇式的，間隔周期通常要半小時(shí)左右，考慮到廣義鑄余渣的溫降，可以先在鐵水包內(nèi)預(yù)裝一部分鐵水，之后再去接廣義鑄余渣，這種預(yù)裝鐵水的鐵水包稱為重包鐵水包。

6、對300t轉(zhuǎn)爐鋼廠而言，通常在鐵水包內(nèi)預(yù)裝30t鐵水，由于有了30t鐵水的熱量儲備，就可以使得鐵水包承接廣義鑄余渣3～5次。在鐵水包承接每次鑄余渣的間隙時(shí)，鐵水包內(nèi)的鑄余渣是敞開降溫的。另外，在廣義鑄余渣注入鐵水包中時(shí)，由于廣義鑄余渣中的狹義鑄余渣具有氧化性，其會與鐵水包中具有還原性元素的鐵水反應(yīng)，反應(yīng)吸熱，加上等待承接鑄余渣期間的散熱，導(dǎo)致鐵水包內(nèi)的熔體出現(xiàn)溫降，很容易使得鐵水包內(nèi)的熔渣溫度降低到粘附或凝結(jié)在鐵水包內(nèi)壁上的程度，造成鐵水包內(nèi)鑄余渣粘包現(xiàn)象，給后續(xù)鐵水包倒包、傾倒熔體都造成惡劣影響。粘渣后的鐵水包修理又影響鐵水包耐材壽命，增加生產(chǎn)修復(fù)成本，更嚴(yán)重的是影響鑄余渣返生產(chǎn)工藝的連續(xù)運(yùn)行，給鋼廠造成多方面的經(jīng)營損失。

7、因此，如何避免鑄余渣倒入鐵水包后，由于渣溫下降形成粘包，就成為急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種避免鑄余渣返生產(chǎn)過程在重包鐵水包內(nèi)粘包的方法及裝置，解決鑄余渣返生產(chǎn)過程中與鐵水包壁粘結(jié)凝渣的問題，促進(jìn)鑄余渣返生產(chǎn)工藝的完善，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種避免鑄余渣返生產(chǎn)過程在重包鐵水包內(nèi)粘包的方法，包括如下步驟：

4、1)在鐵水包內(nèi)裝入鐵水后備用，其中鐵水裝入量為鐵水包容量的10～15％，裝有鐵水的鐵水包稱為重包鐵水包；

5、2)鋼水澆注完畢后，將鋼包內(nèi)的鑄余渣注入所述重包鐵水包內(nèi)，在鑄余渣傾倒過程中或鑄余渣傾倒完畢后，向重包鐵水包的熔體內(nèi)吹入氧氣，氧氣與鐵水包內(nèi)的鐵水反應(yīng)，直至重包鐵水包再次承接鑄余渣前；

6、同時(shí)，在重包鐵水包渣層上方利用點(diǎn)火裝置將從鑄余渣中溢出的co氣體和o2燃燒；

7、重復(fù)上述操作，直至所述重包鐵水包承接鑄余渣完成；

8、3)將承接鑄余渣完成后的重包鐵水包返生產(chǎn)利用。

9、優(yōu)選的，步驟2)中，利用氧槍穿過鑄余渣層，向重包鐵水包的鐵水內(nèi)連續(xù)吹氧或間歇吹氧。

10、優(yōu)選的，步驟2)中，吹氧過程中，不斷調(diào)整氧槍的位置，使氧氣均勻分散在鐵水中。

11、優(yōu)選的，所述每噸鑄余渣需要的氧氣量為250～700l/min，供氧壓力為0.15～0.35mpa。

12、優(yōu)選的，所述鑄余渣倒入鐵水包至再次承接鑄余渣前，鐵水包以其耳軸中心線為軸進(jìn)行擺動。

13、優(yōu)選的，所述鐵水包單側(cè)擺動角度小于21°。

14、在本發(fā)明所述的方法中：

15、重包鐵水包承接鑄余渣后至再次承接鑄余渣的間歇，將氧槍穿過鑄余渣層，插入重包鐵水包的鐵水層內(nèi)，連續(xù)或間歇向鐵水層內(nèi)吹入氧氣，該氧槍穿過鐵水包內(nèi)上層的鑄余渣部分，進(jìn)入下層的鐵水部分，氧氣與鐵水中的可發(fā)熱元素si、mn、c、p等發(fā)生反應(yīng)，放出反應(yīng)熱，生成co氣體。未反應(yīng)的氧氣與生成的co氣體從熔體中逸出，對鐵水和鑄余渣混合熔體產(chǎn)生聯(lián)合攪拌作用，從而使產(chǎn)生的熱量可以順利傳給混合熔體，鐵水和鑄余渣的混熔體得到加熱，從而彌補(bǔ)了鑄余渣與鐵水反應(yīng)過程中的吸熱。

16、當(dāng)鑄余渣倒入鐵水包的過程中，就開始利用氧槍吹氧，氧氣與鐵水進(jìn)行部分氧化放熱，由于注入鑄余渣的動量沖擊作用疊加部分鐵水氧化放熱生成co氣體的攪拌作用，將更加有利于較快且均勻地對鐵水與鑄余渣的混合熔體進(jìn)行補(bǔ)熱。

17、同時(shí)，在渣層上方布置點(diǎn)火裝置，將從下方熔體中溢出的co氣體和o2點(diǎn)燃后放熱，這樣就會在鐵水包內(nèi)形成一個(gè)熔渣上層的溫和燃燒放熱層，從而使鐵水包上方裸露爐襯溫度不致下降太多。且鐵水包內(nèi)表面鑄余渣層受到火焰輻射，彌補(bǔ)鑄余渣的散熱，表層鑄余渣溫度不致降低過多，這樣，消除承接鑄余渣間隙表層鑄余渣的結(jié)渣顧慮。

18、吹煉和烘烤雙重放熱確保鑄余渣返生產(chǎn)過程中不會造成過大的溫降，避免鑄余渣在鐵水包內(nèi)壁出現(xiàn)粘渣凝固現(xiàn)象。

19、所述鑄余渣倒入鐵水包至再次承接鑄余渣前，鐵水包以其耳軸中心線為軸進(jìn)行擺動，即將鐵水包放置在可以其耳軸中心線為軸來回?cái)[動包體的臺車上，如此可以促進(jìn)鐵水包內(nèi)鑄余渣層和鐵水層間的強(qiáng)迫對流運(yùn)動，更大范圍促進(jìn)氧化放熱和燃燒放熱對鑄余渣和鐵水共熔體的均勻加熱，消除鐵水包壁粘結(jié)的結(jié)渣圈層，使鐵水包包襯無法發(fā)生較大溫降，確保工藝過程和設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)鑄余渣返生產(chǎn)的優(yōu)化運(yùn)行。

20、本發(fā)明還提供一種用于所述避免鑄余渣返生產(chǎn)過程中重包鐵水包粘包方法的裝置，其包括：

21、鐵水包；

22、氧槍，所述氧槍槍身插入所述鐵水包內(nèi)部；

23、點(diǎn)火裝置，設(shè)置在所述鐵水包內(nèi)上部。

24、優(yōu)選的，所述鐵水包放置在臺車上，所述臺車底部設(shè)有若干可伸縮頂桿和支撐柱，所述支撐柱內(nèi)部設(shè)有可伸縮的支撐桿。

25、優(yōu)選的，所述鐵水包上方設(shè)有吸塵罩。

26、本發(fā)明與已有技術(shù)的區(qū)別及改進(jìn)之處：

27、中國專利cn2018102072178公開了“一種熱態(tài)鑄余渣返鐵水包的鋼水回收方法”，通過設(shè)置在鋼水接收跨的保溫爐來承接和周轉(zhuǎn)多包鑄余渣，保溫爐的作用是對鑄余渣進(jìn)行補(bǔ)熱，采用感應(yīng)加熱或吹氧補(bǔ)熱的方式來加熱，并且至少倒入3個(gè)鋼包的鑄余渣。由于鑄余渣是熱的不良導(dǎo)體，不管用感應(yīng)加熱還是吹氧補(bǔ)熱，都無法加熱厚厚的渣層，上表面的渣層還會降溫凝固，起不到將渣補(bǔ)熱或保溫的作用。

28、中國專利cn2018115574613公開了“一種轉(zhuǎn)爐循環(huán)利用鋼包熱態(tài)鑄余渣的方法”，步驟1)：轉(zhuǎn)爐出鋼后，將轉(zhuǎn)爐渣在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行濺渣，轉(zhuǎn)爐渣濺干全部留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)，位于轉(zhuǎn)爐的爐底和爐襯；步驟2)：在鐵水罐中對鐵水脫硫預(yù)處理后進(jìn)行扒渣操作，將熱態(tài)鑄余渣與扒渣后的鐵水混合兌入轉(zhuǎn)爐，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉。鐵水經(jīng)過預(yù)處理和扒渣之后，其鐵水溫度會降低很多，之后再向其內(nèi)直接倒入鑄余渣，鑄余渣與鐵水進(jìn)一步反應(yīng)又會吸熱，這樣鑄余渣很容易粘包，到轉(zhuǎn)爐那里倒鐵水時(shí)，鐵水包壁的結(jié)渣，將會使鐵水倒入轉(zhuǎn)爐的路徑、方向和速度很難預(yù)料，很可能會有鐵水和熔渣四處飛濺，甚至噴濺出轉(zhuǎn)爐外，給轉(zhuǎn)爐兌鐵水操作帶來極大危險(xiǎn)。

29、中國專利cn2010102764524公開了“一種連鑄鋼包注余熱態(tài)鋼渣回收再利用的方法”，連鑄生產(chǎn)中，鋼包鋼水注入中間包的過程結(jié)束后，將鋼包內(nèi)熔融的注余熱態(tài)鋼渣倒入重鐵水罐內(nèi)；隨后將注余熱態(tài)鋼渣隨鐵水一起兌入轉(zhuǎn)爐用于煉鋼。該專利中提及鋼渣可能會存在凝渣情況，但是并沒有提出解決方案，而本發(fā)明則重點(diǎn)是在如何避免鑄余渣因持續(xù)降溫而凝結(jié)。

30、中國專利cn2014102591190公開了“一種鐵水罐回收連鑄注余鋼渣操作方法”，該專利中也是使用重包鐵水包來接鑄余渣，但剛開始鐵水包內(nèi)鐵水裝入量要達(dá)到整包容鐵量的70～80％，而本發(fā)明中預(yù)裝鐵水量只有10％左右，所以本發(fā)明有充裕的空間再接納多爐過熱鋼水進(jìn)來補(bǔ)熱，所以倒入的過熱鋼水量才能有相對較大的落差和沖量將較淺的鐵水和鑄余渣形成有力的攪拌和翻動，促進(jìn)二者的交融混合便利熱量傳遞，否則少量的過熱鋼水和較小的倒入落差無法使鐵水包內(nèi)液體形成較劇烈的翻騰，不能使熱量較好的傳遞。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

32、現(xiàn)有技術(shù)中為了避免鑄余渣返生產(chǎn)過程中粘渣、結(jié)渣、粘包，多是集中在如何快速將鑄余渣返回生產(chǎn)利用或?qū)υO(shè)備的改進(jìn)上。

33、本發(fā)明通過向重包鐵水包的熔體內(nèi)吹入氧氣，氧氣與鐵水包內(nèi)的鐵水反應(yīng)，氧氣與鐵水間反應(yīng)為放熱反應(yīng)，彌補(bǔ)鑄余渣與鐵水反應(yīng)過程中的吸熱；同時(shí)，在鑄余渣渣層上方，反應(yīng)溢出的co氣體和o2又會燃燒放熱彌補(bǔ)鑄余渣承接間隙的散熱，從而保證鑄余渣溫度不會明顯下降，即使承接多包鑄余渣，也能避免鑄余渣在鐵水包內(nèi)壁出現(xiàn)粘渣凝固現(xiàn)象，助力鑄余渣返生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，形成良好的工藝技術(shù)保證，共同實(shí)現(xiàn)鋼廠效益的提升。