专利名称：一种电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置及方法
技术领域：
本发明属于炼钢及金属料源处理领域，涉及一种电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置及方法。
背景技术：
目前主要有转炉及电炉两种炼钢工艺方法。其中电炉炼钢以废钢原料为主，辅助配加一定量生铁、铁水及直接还原铁。而困扰电炉钢质量的主要问题之一是废钢中夹带一些杂质金属(Cu/As/Sb/ZyPb/Bi/Sj，钢水的质量受其影响较大，这些残余元素在冶炼过程中也不能去除。解决这一问题，目前主要是采取配料(含兑铁水)稀释、或物理分选的方法。其中的物理分选主要为人工分辨及机械分选，但这两种方法的可靠性及经济性一直备受质疑，不能稳定获得优质的废钢(低杂质金属元素)及保证炼钢的钢水质量，使得电炉生产高品质特殊钢受到了制约。
发明内容
本发明目的是利用电炉炼钢的废钢预热系统实现废钢中杂质金属元素的有效分离，既解决废钢的质量问题，同时有效的回收杂质金属元素。一种电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置，包括带预热装置的炼钢电弧炉 1、预热输送装置2、燃控装置3、废钢输送承接平台4、带振动控制装置的输送体尾部5、料入平闭装置7、烟尘尾部排气管口 8，其特征是预热输送装置2分为5-7个预热段，每个预热段设有小叠缝6，在预热输送装置2下面设有可移动金属接收器皿9，预热段输送小叠缝6通过内部溜槽10连接到可移动金属接收器皿9。如上所述电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素的提取方法是根据杂质元素的物理性质Sn在250°C前熔化，Bi在300°C前熔化，Pb在400°C前熔化，Zn在500°C前熔化、Sb 在700°C前熔化，As在900°C前熔化，Cu在1100°C前熔化。废钢预热段的长度及温度将根据此设计为5-8段，满足不同金属的熔流。如图1所示熔流的位置标尺电炉(1)的烟气从炉内流向预热烟道，烟气温度达到1200°C，在(7)-(8)的预热区域，铜熔化流出；在(6)-(7)的预热区域，烟气温度为 800-900°C, As熔化流出；在(5)-(6)的预热区域，烟气温度为600-700°C，Sb熔化流出； (4)-(5)的预热区域，烟气温度为400-500°C，ai熔化流出；在03)-(4)的预热区域，烟气温度在300-400°C，1 熔化流出；在0)-(3)的预热区域，烟气温度为250-300°C，Bi熔化流出；在(1)-( 的预热区域，烟气温度在200-250°C，Sn熔化流出。视具体气流情况各点间的距离为(1)-(2)点的距离为 800 1200mm，(2)-(3)点的距离为 1600 2100mm, (3)-(4) 点的距离为MOO 3200mm，(4)-(5)点的距离为3300 4100mm，(5)-(6)点的距离为 3500 4500mm, (6)-(7)点的距离为 4500 5500mm, (7)-(8)点的距离为 3000 4000mm。当冶炼余热供应不足时，在废钢预热段，通过喷吹一定量的煤粉，补充保证预热通道的烟气温度在200-1200°C范围。其中吨废钢喷吹煤粉量为3-100kg/t，煤粉燃烧采用空气助熔，空气量为30-1200Nm3/t。除金属铁外所有熔化金属从图2的小叠缝6流下，小叠缝6内设有溜槽10、金属管 11、管G串气阀12，金属管11、管G串气阀12用于残余物的吹扫。本发明基于电弧炉炼钢排烟过程有充分的烟气余热；废钢含有-定量的杂质金属；各杂质金属所具有的熔点温度存差的物理性质；各杂质金属的熔化温度均在炉体烟气温度与布袋除尘温度之间；废钢预热区域控制在还原气氛下，杂质金属在200-1200°C范围内，杂质金属均逐次形成熔流被收集而废钢尚未熔化。其技术原理是通过横输预热装备实现碎杂废钢在预热通道中逐次升温，最高温度达到1200°C的高温；高于杂质金属熔点而低于铁的熔点，杂质金属实现熔流的目的，各元素因熔点不同依次提取，熔流过程为Je — Cu/As/Sb/Zn/mVBi/Sn。本发明在电炉炼钢的废钢预热装置中，实现了废钢中杂质金属元素的有效分离， 提高电炉钢质量；同时有效的回收杂质金属元素。
图1所示1 炼钢电弧炉带预热装置2 预热输送装置为交穿结构的高效横输振动装置；3 燃控装置；包括喷煤及燃烧控制；4:废钢输送承接平台；5 输送体尾部设振动控制装置；6 输送仓槽底的小叠缝(见图2)；7:料入平闭装置；8:烟尘尾部排气管口；9 可移动金属接收器皿；图1中所标符号为Fe 铁；Cu 铜；As 砷；Sb 锑；Zn 锌；Pb 铅；Bi 铋；Sn 锡。如图1所示熔流的位置标尺视具体气流情况各点间的距离为(1)-(2)点的距离为 800 1200mm，(2)-(3)点的距离为 1600 2100mm, (3)-(4) 点的距离为MOO 3200mm，(4)-(5)点的距离为3300 4100mm，(5)-(6)点的距离为 3500 4500mm, (6)-(7)点的距离为 4500 5500mm, (7)-(8)点的距离为 3000 4000mm。图2是图1的补充，熔流流出的小叠缝简图，其中10 、溜槽11 金属管12:管G串气阀
具体实施例方式1,120吨电弧炉炼钢炉，电炉变压器功率为90MVA，废钢采用水平输送装置，原料 70%为碎杂废钢，其余为30%生铁，年产钢100万吨。水平输送装置配置了 10吨装入量的喷煤装置，每炉次水平输送装置需喷吹煤量最大为3600kg、最小喷吹量为零，空气用量最大为36000Nm3，最小喷吹量为零。可获取铜6000吨；锌1000吨；铅120吨。
2,70吨电弧炉炼钢炉，电炉变压器功率为60MVA，废钢采用水平输送装置，原料 70%为碎杂废钢，其余为30%铁水，年产钢70万吨。水平输送装置配置了 5吨装入量的喷煤装置，每炉次水平输送装置需喷吹1500kg、最小喷吹量为零，空气用量15000Nm3，最小喷吹量为零。可获取铜3500吨；锌700吨；铅60吨。
权利要求
1.一种电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置，包括带预热装置的炼钢电弧炉 (1)、预热输送装置O)、燃控装置(3)、废钢输送承接平台G)、带振动控制装置的输送体尾部(5)、料入平闭装置(7)、烟尘尾部排气管口(8)，其特征是预热输送装置( 分为5-7个预热段，每个预热段设有小叠缝(6)，在预热输送装置( 下面设有可移动金属接收器皿 (9)，预热段输送小叠缝(6)通过内部溜槽(10)连接到可移动金属接收器皿(9)。
2.如权利要求1所述电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置，其特征是小叠缝 (6)内设有溜槽(10)、金属管(11)、管G串气阀(12)，金属管(11)、管G串气阀(12)用于残余物的吹扫。
3.如权利要求1所述电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置，其特征是预热输送装置为交穿结构的高效横输振动装置；燃控装置包括喷煤及燃烧控制。
4.一种采用权利要求1所述电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置的杂质金属元素提取方法，其特征是根据杂质元素的物理性质Sn在250°C前熔化，Bi在30(TC前熔化，1 在400°C前熔化，Zn在500°C前熔化、Sb在700°C前熔化，As在900°C前熔化，Cu在 1100°C前熔化；废钢预热段的长度及温度将根据此设计为5-8段，满足不同金属的熔流；按熔流的位置分段电炉⑴的烟气从炉内流向预热烟道，烟气温度达到1200°C，在(7)-⑶ 的预热区域，铜熔化流出；在(6)-(7)的预热区域，烟气温度为800-900°C，AS熔化流出；在 (5)-(6)的预热区域，烟气温度为600-700°C，Sb熔化流出；(4)-( 的预热区域，烟气温度为400-500°C，ai熔化流出；在(3)-(4)的预热区域，烟气温度在300-400°C，1 熔化流出； 在(2)-03)的预热区域，烟气温度为250-300°C，Bi熔化流出；在(1)-( 的预热区域，烟气温度在200-250°C，Sn熔化流出；视具体气流情况各点间的距离为(1)-(2)点的距离为800 1200mm，(2)-(3)点的距离为1600 2100mm，(3)-(4)点的距离为2400 3200mm，(4)-(5)点的距离为3300 4100mm，(5)-(6)点的距离为3500 4500mm, (6)-(7)点的距离为 4500 5500mm，(7)-(8)点的距离为 3000 4000mm。
5.如权利要求3所述电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取提取方法，其特征是当冶炼余热供应不足时，在废钢预热段，通过喷吹一定量的煤粉，补充保证预热通道的烟气温度在200-1200°C范围，其中吨废钢喷吹煤粉量为3-100kg/t，煤粉燃烧采用空气助熔，空气量为 30-1200Nm3/t。
全文摘要
一种电炉炼钢废钢预热的杂质金属元素提取装置及方法，属于炼钢及金属料源处理领域。本发明通过横输预热装备实现碎杂废钢在预热通道中逐次升温，废钢预热区域通过喷吹一定量的煤粉，使预热通道的烟气在还原气氛下，温度控制在200-1200℃范围，机械混入的废钢中的金属被熔化分离、且均逐次形成熔流收集，将有害杂质金属转化为资源，而废钢却不熔化；预热后的废钢输送到电弧炉。本发明在电炉炼钢的废钢预热装置中，实现了废钢中杂质金属元素的有效分离，提高电炉钢质量；同时有效的回收杂质金属元素。
文档编号C21C5/52GK102417948SQ20111035427
公开日2012年4月18日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者朱荣, 李士琦, 郑颖杰 申请人:朱荣, 李士琦, 郑颖杰