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1.2，碳氧摩尔比为0.9，粒度为12mm。
[0056]步骤二、钢浴熔池的形成:
[0057]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。
[0058]步骤三、含碳球团的预还原:
[0059]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1250°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43分钟，含碳球团经预还原后的金属化率为87%，且该微波加热装置的加热频率为2.5GHz、输出功率为18kw。
[0060]步骤四、渣铁熔分反应:
[0061]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1580°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/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500Hz、输出功率 2950kw，最后得到的钢水成分为[C]0.52%, [Si]0.029%, [Mn]0.035%, [S]0.13%,[P] 0.14%。
[0062]实施例4
[0063]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。
[0064]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:
[0065]步骤一、含碳球团的预热:
[0066]将含碳球团在135°C下进行预热12min，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78%、煤粉20%和粘结剂2%，其中，铁精粉中TFe的质量分数为73%、S的质量分数为1.2%、P的质量分数为0.7% ;所用煤粉的固定碳含量为83%，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1.2，碳氧摩尔比为1.0，粒度为14mm。
[0067]步骤二、钢浴熔池的形成:
[0068]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。
[0069]步骤三、含碳球团的预还原:
[0070]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1200°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41分钟，含碳球团经预还原后的金属化率为90%，且该微波加热装置的加热频率为2.46GHz、输出功率为16kw。
[0071]步骤四、渣铁熔分反应:
[0072]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1575°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/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400Hz、输出功率 3200kw，最后得到的钢水成分为[C]l.16%, [Si]0.085%，[Mn]0.09%，[S]0.13%,[P] 0.13%。
[0073]以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，包括炼钢炉本体(4)，其特征在于:在所述的炼钢炉本体(4)的顶部设有布料口(1)和煤气出口(2)，该炼钢炉本体(4)自上而下依次包括布料区、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，所述的还原区(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；所述的渣铁熔分区呈圆柱形结构；在所述的布料区和还原区(401)的炉体四周设有至少两排微波加热装置，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)，上述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)。2.根据权利要求1所述的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，其特征在于:所述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)。3.根据权利要求2所述的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，其特征在于:所述的煤气出口(2)与煤气收集装置相连。4.根据权利要求2所述的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，其特征在于:所述的布料口(1)与炉体外部皮带上料机相连。5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，其特征在于:所述的布料区、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。6.根据权利要求5所述的一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，其特征在于:所述的电磁感应加热装置(5)选用中频感应加热装置。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，属于钢铁冶金技术领域。本实用新型包括炼钢炉本体，在炼钢炉本体的顶部设有布料口和煤气出口，其布料区、还原区和软熔区组成双圆台形结构，渣铁熔分区呈圆柱形结构；在布料区和还原区的炉体四周设有至少两排微波加热装置，在软熔区和渣铁熔分区的炉体四周设有电磁感应加热装置。通过使用本实用新型中的电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，可以融炼铁、炼钢装置于一体，不需进行吹炼便可直接由含碳球团生产出合格的优质钢水，避免了传统的炉渣泡沫化和铁水渗碳需二次脱碳的难题，生产效率高，实现了连续炼钢，且基建成本和设备投资大幅节省。
【IPC分类】C21B13/12
【公开号】CN204981933
【申请号】CN201520571246
【发明人】杨佳龙, 李家新, 郭其飞, 解成成, 梁晨, 陈小龙, 贾晓颖, 张春雷, 相冬文, 孟庆民, 狄瞻霞
【申请人】安徽工业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年7月29日