依次包括布料区、还原区401、软熔区402和渣铁熔分区。其中，布料区、还原区401和软熔区402组成双圆台形结构，还原区401包括上部还原区和下部还原区两部分，上部还原区位于双圆台形结构的上圆台下部，下部还原区位于双圆台形结构的下圆台上部，且软熔区402位于该双圆台形结构的下圆台下部。本实施例中的渣铁熔分区呈圆柱形结构，且布料区、还原区401和软熔区402组成的双圆台形结构与渣铁熔分区的圆柱形结构的体积比为2:1。在布料区和还原区401的炉体四周设有至少两排微波加热装置，具体可根据炼钢炉的还原区401和加热装置的高度来定，本实施例中的微波加热装置为两排，分别为上排微波加热装置301和下排微波加热装置302，其中上排微波加热装置301位于布料区对应的炉体四周，用于加热含碳球团料注的顶部料面，下排微波加热装置302位于上部还原区401对应的炉体四周，用于加热含碳球团料注的侧面。在软熔区402和渣铁熔分区的炉体四周设有电磁感应加热装置5，该电磁感应加热装置5选用中频感应加热装置。本实施例中的渣铁熔分区包括炉渣区403和钢液区404，钢液区404位于炉渣区403的下方，且在炉渣区403对应的炉体一侧炉墙上设有出渣口 6，在钢液区404对应的炉体另一侧炉墙上设有出钢口 7。
[0030]本实施例的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢方法，其工艺流程简图如图2所示，其具体步骤为:
[0031]步骤一、含碳球团的预热:
[0032]将含碳球团在100°C下进行预热lOmin，本实施例中的含碳球团由如下质量百分比含量的组分组成:铁精粉86%、煤粉12%和粘结剂2%，其中，铁精粉中TFe的质量分数为65 %、S的质量分数为2.3 %、P的质量分数为0.8% ;所用煤粉的固定碳含量为81 %，粘结剂选用膨润土。含碳球团的具体制备方法为:将铁精粉、煤粉和粘结剂按上述质量百分比含量称量后进行混合并磨细至-200目，然后制成含碳球团并筛分，最后所得含碳球团的碱度为1.0，碳氧摩尔比为0.7，粒度为15mm。
[0033]步骤二、钢浴熔池的形成:
[0034]在冶炼第一炉钢液前向本实施例的电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置中加入废钢，通过电磁感应加热方式，在炼钢炉内预先形成钢浴熔池。
[0035]步骤三、含碳球团的预还原:
[0036]将经步骤一预热后的含碳球团经炉体外部皮带上料机运至炼钢炉顶部，通过炼钢炉顶部的布料口 1布入炉内，然后经布料区后进入还原区401，通过微波加热装置将含碳球团持续加热至1100°C，使其发生预还原反应，铁精粉中铁的氧化物被煤粉中的碳直接还原，产生的C0通过煤气出口 2排出装置，并被煤气收集装置收集，避免了炉渣泡沫化的难题，且可以防止C0气体直接排放至空气中造成环境污染，能够实现煤气资源的回收利用。本实施例中预还原反应的时间为37分钟，含碳球团经预还原后的金属化率为80%，且该微波加热装置的加热频率为2.45GHz、输出功率为15kw。
[0037]步骤四、渣铁熔分反应:
[0038]经步骤三预还原的含碳球团在经过炉体软熔区402时发生软熔，并滴落进入渣铁熔分区，通过电磁感应加热装置5将熔池加热至1600°C，含碳球团在熔池中进一步还原并发生渣铁熔融分离，同时电磁加热对熔池进行强烈的电磁搅拌，保证了熔池中炉渣良好的流动性，避免了炉渣遇冷使得流动性变差的难题，为放渣出钢做好了铺垫作用。此外，采用电磁感应加热装置5进行加热，加热速度较快，还可以避免传统中使用石墨电极加热带来的铁水渗碳问题，由于通过控制含碳球团中的C/0摩尔比即可直接控制出钢钢水的[C]含量，因此不需再进行吹炼脱氧、二次脱碳处理，使直接炼钢装置得到了进一步简化。最后将获得的液态钢水和炉渣分别直接从出钢口 7和出渣口 6排出，经放渣出钢后，含碳球团料柱继续下降，炉内不断补充新的含碳球团，从而完成连续的放渣出钢和连续加料过程，实现了连续直接炼钢，生产效率得到很大程度地提高。本实施例中电磁感应加热装置5选用中频加热装置，其加热频率为350Hz、输出功率3000kw，最后得到的钢水成分为[C]0.01%,[Si]0.005%, [Mn]0.005%, [S]0.18%, [P]0.15%。
[0039]采用本实施例中的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置进行炼钢时，由于可以通过控制配加的铁矿粉和煤粉的质量来控制加入的含碳球团的C/0摩尔比，从而实现了对钢水中[C]含量的控制，熔池中的渣铁不需再进行吹炼便可直接得到钢水，打破了现有技术中冶炼钢水须进行吹炼的技术认知，使含碳球团能够一步直接生产出液态钢水，精简了传统的含铁矿物一铁水或直接还原铁一钢水的工艺，生产效率高，且得到的钢水成分完全符合要求。此外，本实施例中采用电磁感应加热装置对熔池进行加热，与现有炼钢技术中通过吹入炉内的氧气或空气向渣铁熔分提供热量相比，加热速度较快，加热均匀，且能够实现对加热条件的有效控制，从而能够更好地控制炼钢效果。
[0040]实施例2
[0041]本实施例的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置与实施例1相似，其区别在于，其炼钢炉还原区401的炉体四周的微波加热装置为三排，其中一排位于布料区对应的炉体四周，另外两排位于上部还原区对应的炉体四周。
[0042]本实施例的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢方法，其步骤为:
[0043]步骤一、含碳球团的预热:
[0044]将含碳球团在200°C下进行预热13min，本实施例中的含碳球团由如下质量百分比含量的组分组成:铁精粉82%、煤粉15%和粘结剂3%，其中，铁精粉中TFe的质量分数为70%、S的质量分数为2.1 %、P的质量分数0.6% ;所用煤粉的固定碳含量为85%，粘结剂选用膨润土。含碳球团的具体制备方法为:将铁精粉、煤粉和粘结剂按上述质量百分比含量称量后进行混合并磨细至-200目，然后制成含碳球团并筛分，最后所得含碳球团的碱度为1.1，碳氧摩尔比为0.8，粒度为13mmo
[0045]步骤二、钢浴熔池的形成:
[0046]在冶炼第一炉钢液前向本实施例的电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置中加入废钢，通过电磁感应加热方式，在炼钢炉内预先形成钢浴熔池。
[0047]步骤三、含碳球团的预还原:
[0048]将经步骤一预热后的含碳球团经炉体外部皮带上料机运至炼钢炉顶部，通过炼钢炉顶部的布料口 I布入炉内，然后经布料区后进入还原区401，通过微波加热装置将含碳球团持续加热至1400°C，使其发生预还原反应，铁精粉中铁的氧化物被煤粉中的碳直接还原，产生的CO通过煤气出口 2排出装置，并被煤气收集装置收集，避免了炉渣泡沫化的难题，且可以防止CO气体直接排放至空气中造成环境污染，能够实现煤气资源的回收利用。本实施例中预还原反应的时间为40分钟，含碳球团经预还原后的金属化率为83%，且该微波加热装置的加热频率为2.47GHz、输出功率为12kw。
[0049]步骤四、渣铁熔分反应:
[0050]经步骤三预还原的含碳球团在经过炉体软熔区402时发生软熔，并滴落进入渣铁熔分区，通过电磁感应加热装置5将熔池加热至1550°C，含碳球团在熔池中进一步还原并发生渣铁熔融分离，同时电磁加热对熔池进行强烈的电磁搅拌，保证了熔池中炉渣良好的流动性，避免了炉渣遇冷使得流动性变差的难题，为放渣出钢做好了铺垫作用。本实施例中采用电磁感应加热装置5进行加热，加热速度较快，还可以避免传统中使用石墨电极加热带来的铁水渗碳问题。由于本实施例通过控制配加的铁矿粉和煤粉的质量来控制加入的含碳球团的c/ο摩尔比，从而实现了对钢水中[C]含量的控制，熔池中的渣铁不需再进行吹炼脱氧、二次脱碳处理便可直接得到钢水，将获得的液态钢水和炉渣分别直接从出钢口 7和出渣口 6排出，经放渣出钢后，含碳球团料柱继续下降，炉内不断补充新的含碳球团，从而完成连续的放渣出钢和连续加料过程，实现了连续直接炼钢，生产效率得到很大程度地提高。本实施例中电磁感应加热装置5选用中频加热装置，其加热频率为200Hz、输出功率 2800kw，最后得到的钢水成分为[C]0.07%, [Si]0.022%, [Μη]0.019%, [S]0.16%,[Ρ]0.14%。
[0051]实施例3
[0052]本实施例的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置同实施例1。
[0053]本实施例的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢方法，其步骤为:
[0054]步骤一、含碳球团的预热:
[0055]将含碳球团在170°C下进行预热15min，本实施例中的含碳球团由如下质量百分比含量的组分组成:铁精粉80%、煤粉18.5%和粘结剂1.5%，其中，铁精粉中TFe的质量分数为68%、S的质量分数为1.5%、P的质量分数<0.5%;所用煤粉的固定碳含量为88%，粘结剂选用膨润土。含碳球团的具体制备方法为:将铁精粉、煤粉