本發(fā)明涉及冶金工業(yè)，尤其涉及一種金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的長流程煉鋼是采用高爐-轉(zhuǎn)爐工藝，作為煉鋼主原料的生產(chǎn)工藝流程，該工藝是co2排放的主要來源，lca碳排放高達3.0/t成品左右。

2、目前鋼鐵企業(yè)一方面在積極探索傳統(tǒng)長流程極致減碳工藝，同時也在積極研究新型綠色鋼冶煉工藝。當前正在探索的新工藝路徑主要有兩種：第一種路徑是以電爐作為生產(chǎn)成品鋼液的核心設備，可采用全廢鋼電爐冶煉，也可采用氫基直接還原鐵加電爐冶煉；第二種路徑是前端采用氫基還原爐加熔煉爐提供低碳排放的液態(tài)鐵液，后工序仍以轉(zhuǎn)爐作為生產(chǎn)成品鋼水的核心設備。

3、電爐冶煉是較為成熟的煉鋼工藝，使用全廢鋼和綠電模式可以將碳排放降至較低水平，但是鋼水殘余有害元素和n含量控制困難，無法滿足汽車外板等高端產(chǎn)品的要求，并且生產(chǎn)成本較長流程高。目前蒂森克虜伯、浦項等企業(yè)開發(fā)了豎爐-熔分爐-轉(zhuǎn)爐工藝，生產(chǎn)的鐵液銜接轉(zhuǎn)爐工藝可以滿足高端產(chǎn)品的質(zhì)量要求，但是由于豎爐生產(chǎn)使用天然氣、焦爐煤氣，碳排放降低有限，并且生產(chǎn)成本高于或接近電爐，明顯高于現(xiàn)有高爐-轉(zhuǎn)爐流程。使用氫氣和綠電雖然可以較大幅度降低碳排放，但生產(chǎn)成本更高，因此需要改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。

2、具體地，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：

4、混合加熱爐，用于混合鐵素資源和碳素原料；

5、第一熔池，用于粗熔所述鐵素資源和所述碳素原料的混合料以得到鐵水和爐渣；所述第一熔池與所述混合加熱爐連接；

6、第二熔池，用于對所述鐵水和爐渣進行滲碳、混勻和渣金分離；所述第二熔池與所述第一熔池連接；

7、熱風爐，用于回收利用所述混合加熱爐產(chǎn)生的熱煙氣；所述熱風爐與所述混合加熱爐連接。

8、可選地，所述第一熔池和所述第二熔池之間通過連通管道連接。

9、可選地，所述連通管道與水平方向的夾角為10-60°。

10、可選地，所述第一熔池、所述第二熔池和所述連通管道的外側(cè)壁上均布置有電磁感應線圈。

11、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種金屬液體連續(xù)生產(chǎn)方法，基于如前述中任一所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)，所述方法包括步驟：

12、通過所述混合加熱爐混合鐵素資源和碳素原料；

13、通過所述第一熔池粗熔所述鐵素資源和所述碳素原料的混合料以得到鐵水和爐渣；

14、通過所述第二熔池對所述鐵水和爐渣進行滲碳、混勻和渣金分離；

15、通過所述熱風爐回收利用所述混合加熱爐產(chǎn)生的熱煙氣。

16、可選地，所述鐵素資源的全鐵質(zhì)量分數(shù)為30％～100％。

17、可選地，所述碳素原料中碳元素質(zhì)量分數(shù)為30％～99％。

18、可選地，所述碳素原料的質(zhì)量為所述鐵素固廢的2％～20％

19、可選地，所述混合加熱爐的出口溫度為400-800℃。

20、可選地，所述第一熔池的溫度范圍為800-1500℃，所述第二熔池的溫度范圍為1400-1600℃。

21、本發(fā)明提供的技術(shù)方案至少帶來以下有益效果：

22、本申請?zhí)峁┑囊环N金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)將鐵素資源和碳素原料進行混合，得到混合料；采用熱風對下降的混合料進行預熱及滲碳，預熱后的鐵素資源和石灰等物料加入第一熔池進行熔煉，熔化的鐵水和爐渣連續(xù)流入第二熔池進行滲碳、混勻和渣金分離，然后分別進行出鐵和出鋼，得到不同碳含量的鐵液、半鋼液或鋼液，以及特定成分的爐渣。熱風在混合加熱爐產(chǎn)生熱態(tài)煤氣，回收煤氣在熱風爐生成熱風，作為物理熱源和助燃氣體被噴入混合加熱爐實現(xiàn)能源再利用。相比于目前的工藝，本申請利用獨特的雙熔池結(jié)構(gòu)，有效解決了廢鋼采用豎式預熱與連續(xù)熔煉模式時形成的死料柱結(jié)構(gòu)，將短時間熔化不均勻的鐵水和爐渣在第二熔池進行蓄積，實現(xiàn)短流程連續(xù)廢鋼加料、預熱及出鐵工藝。

23、本申請?zhí)峁┑囊环N金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)及方法開發(fā)新的低碳熔煉工藝，提高流程能源效率，利用零碳原料，并且產(chǎn)生鐵液銜接轉(zhuǎn)爐主流程，鐵液在轉(zhuǎn)爐處理滿足高端產(chǎn)品對低氮含量產(chǎn)品質(zhì)量要求，實現(xiàn)降低碳排放同時滿足產(chǎn)品質(zhì)量，并且對降低生產(chǎn)成本具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一熔池和所述第二熔池之間通過連通管道連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述連通管道與水平方向的夾角為10-60°。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一熔池、所述第二熔池和所述連通管道的外側(cè)壁上均布置有電磁感應線圈。

5.一種金屬液體連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于，基于如權(quán)利要求1-4中任一所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)，所述方法包括步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于，所述鐵素資源的全鐵質(zhì)量分數(shù)為30％～100％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于，所述碳素原料中碳元素質(zhì)量分數(shù)為30％～99％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于，所述碳素原料的質(zhì)量為所述鐵素固廢的2％～20％。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于，所述混合加熱爐的出口溫度為400-800℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一熔池的溫度范圍為800-1500℃，所述第二熔池的溫度范圍為1400-1600℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，所述金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)包括：混合加熱爐，用于混合鐵素資源和碳素原料；第一熔池，用于粗熔所述鐵素資源和所述碳素原料的混合料以得到鐵水和爐渣；所述第一熔池與所述混合加熱爐連接；第二熔池，用于對所述鐵水和爐渣進行滲碳、混勻和渣金分離；所述第二熔池與所述第一熔池連接；熱風爐，用于回收利用所述混合加熱爐產(chǎn)生的熱煙氣；所述熱風爐與所述混合加熱爐連接。本申請?zhí)峁┑囊环N金屬液體連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)及方法利用獨特的雙熔池結(jié)構(gòu)，有效解決了廢鋼采用豎式預熱與連續(xù)熔煉模式時形成的死料柱結(jié)構(gòu)，將短時間熔化不均勻的鐵水和爐渣在第二熔池進行蓄積，實現(xiàn)短流程連續(xù)廢鋼加料、預熱及出鐵工藝。

技術(shù)研發(fā)人員：楊春政,董文亮,閆占輝,武建龍,徐海衛(wèi),邵沖,王偉業(yè),武國平,鄧小旋,黃文斌,丁國慧,劉海云,繆成亮,李海波,陳斌,季晨曦,黃財?shù)?劉延強,王同賀,郝寧,賈劉兵
受保護的技術(shù)使用者：首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10