实现钢铁零界面的设备组合及方法
【专利摘要】本发明涉及一种铁水钢水界面的设备组合及其铁水快速运输方法，高炉或高炉组一侧或两侧带有铁水沟；转炉或转炉组位于转炉车间内，转炉车间带有转炉装料跨，且转炉装料跨位于靠近高炉或高炉组一侧；铁水罐位于转炉与高炉之间，且位于转炉装料跨内。本发明打破传统高炉与转炉布置，将高炉与转炉紧密布置，高炉铁水经铁水沟流向高炉一侧，高炉铁水沟及盛铁水的铁水罐直接布置到转炉车间装料跨内，减少运输铁水距离。
【专利说明】实现钢铁零界面的设备组合及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铁水钢水界面的设备组合及其铁水快速运输方法，尤其涉及实现钢铁零界面设备组合及方法，属于冶金工业【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前冶金工业高炉和转炉界面距离较远，高炉铁水向转炉运输时，一般采用火车将装满铁水的鱼雷罐车或铁水罐车运到转炉车间，这种运输方式缺点明显:高炉与转炉距离远，铁路线长，占地面积大；火车头及罐车多，设备投资大；高炉出铁场下，需等待多个罐车装满铁水后才能向转炉运输，到达转炉车间，需将每个罐中铁水兑入转炉，等所有罐清空后，方能回到出铁场下，罐在高炉和转炉等待时间长，铁水降温大，不利于节能；运输环节动力消耗大。
[0003]对于高炉和转炉界面，人们进行了大量研究，比如，邱剑等《高炉转炉界面流程的研究》(钢铁，第40卷第8期18-21页，2005年8月)对高炉转炉之间界面流程工程问题进行研究，研究表明:合理的铁水运输方式、优化选择与转炉公称容量相同的铁水包的容量而形成的一包到底界面流程是高炉转炉界面技术的发展趋势。但仍局限于现有铁路火车运输的基础上进行优化，转炉前的等待时间不能有效降低。同时，由于炼钢炼铁设备复杂、辅助设备多，对设备组合和布置造成了很大困难。
[0004]CN101249558公开 了一种炼铁-炼钢的“一罐到底”工艺，包括高炉铁水的承接、运输、缓冲储存、铁水预处理、转炉兑铁、容器周转和铁水保温工艺，高炉铁水的承接、运输、缓冲储存、铁水预处理、转炉兑铁和铁水保温工艺均在一个铁水罐内完成，改变了炼铁-炼钢界面传统模式，取消了炼钢车间的倒罐坑或混铁炉，和除尘系统，减少了铁水倒罐作业。但是需要在高炉与转炉之间增设约600m长的周转厂房，在周转厂房内增设多部重载吊车，并利用重载吊车将罐在高炉铁水运输车、脱硫站罐车、转炉铁水运输车之间进行倒换，重载吊车、铁水运车、脱硫站罐车等设备多、投资大，罐在各种车之间的倒换增加辅助作业时间，做功多、能耗高。
[0005]CN101280347公开了一种高炉一转炉界面“紧凑型一罐制”工艺和一种缓冲高炉一转炉间的生产不均衡的调解方法。在一个炼钢车间和至少由一座高炉组成的作业区域，高炉至少有一条主沟及其铁沟、一个摆动流嘴、二条过跨车和铁路混合运行线、一条铁路运行线、两个受铁罐、两台过跨车构成，在高炉出铁场一侧，炼钢车间的加料跨厂房紧邻出铁场布置；过跨车采用电动过跨车，在车上配备称量装置。该工艺需在高炉出铁场下设至少二条过跨车和铁路混合运行线、一条铁路运行线，用于高炉一转炉间生产不均衡的调解，过跨车和铁路混合运行线中的铁路运行线为标准轨距铁路，由于标准轨距铁路转弯半径非常大且需与一条铁路运行线(标准轨距)相连，因此，占地面积较大，铁路多，增加投资；电动过跨车上配备称量装置，需要每台电动过跨车都配备称量装置，称量装置多，称量装置由于受罐体辐射的长期热辐射影响，特别是洒落的高温铁水的影响，称量装置很快会损坏和需要频繁校称；虽然高炉与转炉的距离较传统的铁路运输放式缩短了，但仍较长，仍有缩短的可能；未满的铁水罐需要由转炉加料跨的行车倒换至下次出铁罐位的过跨车上，返回高炉出铁场摆动嘴下等待下次出铁，操作时间长。
【发明内容】
[0006]本发明的目的，是针对现有技术的不足，提供一种实现钢铁零界面的方法。
[0007]本发明的另一目的，提供一种实现钢铁零界面的设备组合，以克服现有技术存在的问题。
[0008]本发明技术方案是:
本发明提供一种实现钢铁零界面的设备组合，包括高炉或高炉组、高炉出铁场、转炉车间、转炉或转炉组、铁水罐，其特征在于:
高炉(I)或高炉组一侧或两侧带有铁水沟(3)；
转炉(8)或转炉组位于转炉车间(6)内，转炉车间(6)带有转炉装料跨(7)，且转炉装料跨(7)位于靠近高炉(I)或高炉组一侧；
用于接取高炉铁水的铁水罐位于转炉与高炉之间，且位于转炉装料跨内。优选的，铁水罐位于摆动流嘴(4)下。
[0009]优选的，所述实现钢铁零界面的设备组合还包括铁水运输单元(10)，铁水运输单元位于高炉出铁场(2)下部，一个铁水运输单元由一个独立运行的铁水车和位于其上的一个铁水罐组成。
[0010]在本发明的一个优选方案中，出铁场两侧布置铁水运输线(11)，其中一侧至少设两条铁水运输线；优选的，其中一侧至少设四条铁水运输线；铁水运输单元位于高炉出铁场(2 )下部的铁水运输线(11)上。
[0011]在本发明的另一个优选方案中，出铁场两侧布置铁水运输线，铁水运输线设于远离转炉的高炉出铁口对应的铁水沟下方，靠近转炉的高炉出铁口对应的铁水沟下方不设铁水运输线。
[0012]高炉出铁场、转炉车间、转炉的位置关系根据需要布置，优选的，高炉出铁场紧靠转炉车间的转炉装料跨。高炉出铁场与转炉装料跨的距离越近，运输距离约短，铁水的温降越小。
[0013]更优选的，在铁水沟端部设至少一个摆动流嘴(4);铁水由摆动流嘴流入铁水罐中。
[0014]更优选的，高炉铁水流向转炉装料跨方向一侧的铁水沟由铁水沟(3)、移动式铁水沟(13)、铁水槽组成(12);移动式铁水沟(13)和铁水槽(12)位于铁水沟(3)和铁水罐(5)之间，移动式铁水沟(13 )低于铁水沟(3 )，铁水槽(12 )低于移动式铁水沟(13 )，铁水槽高于铁水罐。
[0015]优选的，至少有一个移动式铁水沟，铁水槽至少有两个流向铁水罐的流嘴，且两个流嘴间互不相通。
[0016]转炉装料跨内的铁水罐可以放置于地面或固定架上。转炉装料跨内的铁水罐也可以置于能够移动的车上；优选的，转炉装料跨内的铁水罐置于独立运行的铁水运输车上。
[0017]在转炉装料跨内铁水罐和运输单元周围设铁水脱硫站。
[0018]在区域内高炉与转炉错位布置。有至少两个区域时，区域间的转炉装料跨通过铁水运输联系线相连。
[0019]在铁水运输联系线侧部设置铸铁机。
[0020]在转炉装料跨铁水罐下部或铁水运输单元接铁水的位置设称量装置。
[0021]本发明还提供实现最短铁水钢水界面距离的连铁连钢方法，采用上述的设备组合，包括下列步骤:
O高炉铁水经铁水沟流向高炉一侧；
2)在这一侧布置转炉车间和至少两个铁水罐，用于接取高炉铁水的铁水罐位于转炉与高炉之间，且罐位位于转炉装料跨内；
3)高炉出铁时，铁水经铁水沟流入铁水罐；
4)铁水罐装满铁水后,进行后续操作,最后将铁水兑入转炉； 5)将空的铁水罐放回罐位。
[0022]优选的，所述的实现最短铁水钢水界面距离的连铁连钢方法，包括下列步 骤:
O高炉出铁时，一部分铁水经铁水沟流入转炉装料跨内的铁水罐；另一部分铁水经铁水沟流向高炉出铁场下部的运输单元，运输单元上的铁水罐装满铁水后通过铁水运输线将铁水送到转炉装料跨内；
2)转炉装料跨内铁水罐装满铁水后，进行后续操作，最后将铁水兑入转炉，将空的铁水罐放回罐位；
3)送到转炉装料跨内的运输单元，进行后续操作，最后将铁水兑入转炉，将空的铁水罐放回铁水车，运输单元经铁水运输线返回出铁场下。
[0023]所述后续操作包含铁水脱硫。
[0024]优选的，在至少一座高炉和至少两座转炉组成的区域，在区域内高炉与转炉错位布置。在高炉与转炉之间布置高炉铁水沟及铁水罐，高炉出铁时，铁水经铁水沟流向高炉一侧，在这一侧布置转炉车间和至少两个铁水罐，且铁水罐位于转炉装料跨内，并方置于转炉装料跨内地面上。铁水由摆动流嘴流入铁水罐中，铁水罐装满铁水后，转炉装料跨的吊车将铁水罐移到周围的脱硫站进行脱硫，脱硫后完成向转炉兑铁水操作，然后将空罐放回原位。铁水罐下部设置称量装置。
[0025]优选的是，在上述操作的同时，在高炉出铁场的另一侧布置铁水沟及铁水运输单元，高炉铁水的另一部分经铁水沟流向高炉出铁场下部的运输单元，一个运输单元由一个独立运行的铁水运输车和位于其上的一个铁水罐组，运输单元上的铁水罐装满铁水后通过铁水运输线将铁水送到转炉装料跨内，完成脱硫及向转炉兑铁水操作，将空的铁水罐放回铁水车，运输单元经铁水运输线返回出铁场下。铁水运输车底部设置称量装置。
[0026]更优选的是，在高炉与转炉之间布置高炉铁水沟及铁水罐，且位于转炉装料 跨内，高炉出铁时，铁水经铁水沟流向高炉一侧，在这一侧布置转炉车间和至少两个铁
水罐,甚至多个铁水罐。铁水沟由铁水沟、移动式铁水沟、铁水槽组成,移动式铁水沟位于铁水沟下部并位于铁水槽上部,铁水槽位于铁水罐上部。高炉出铁时,铁水沿铁水沟流到移动式铁水沟,并由移动式铁水沟流到铁水槽,再经铁水槽流到铁水罐中。这里至少有一个移动式铁水沟，铁水槽至少有两个流向铁水罐的流嘴，且两个溜嘴间互不相通，在铁水罐上部的此铁水沟端部设至少一个摆动流嘴。[0027]在高炉、转炉总图工艺布置中，可根据生产需要，区域内布置有几种情况:有至少一座高炉和至少两座转炉组成；或布置有至少两座高炉和四座转炉，四座转炉两两组对，位于同一个厂房内且在同一个中心线上；或区域有至少两座高炉和四座转炉，四座转炉两两组对，位于同一个厂房内且在同一个中心线上，两座高炉位于两组转炉之间。
[0028]也可以有至少两个区域，区域间的转炉装料跨通过铁水运输线相连，高炉铁水可通过铁水运输线运到另一个区域。在铁水运输线侧部设置铸铁机。
[0029]本发明的主要有益之处在于:
1、本发明摆脱了标准轨距铁路运行线及过跨车和铁路混合运行线(其中的铁路运行线为标准轨距铁路)，节省铁路、占地面积小，降低投资；
2、本发明不需要在高炉与转炉之间增设约600m长的周转厂房，节省了周转厂房内重载吊车，铁水运输车等设备少，节省投资，取消了罐在高炉铁水运输车、脱硫站罐车、转炉铁水运输车之间倒换，辅助作业时间短，做功少、能耗低。[0030]3、本发明打破传统高炉与转炉布置，将高炉与转炉紧密布置，高炉铁水经铁水沟流向高炉一侧，铁水罐布置到转炉车间装料跨内，省去了铁水从高炉到转炉的中间运输装置和运输线，实现钢铁零界面。
[0031 ] 4、将传统工艺中的固定铁水沟变成可移动的铁水沟。
[0032]5、高炉与转炉紧密布置，工艺流程缩短，总图布置紧密，大大缩短了高炉和转炉间的铁水运输距离；减少铁水降温，与常规方式相比，铁水温度普遍提高3(T50°C，与CN101249558的方案相比平均每罐铁水至少要减少吊运过程做功的1.5X 105kJ，节约能源，提高生产效率。炼钢炼铁成本降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为实施例1的设备布置平面简图 图2为实施例1的设备布置立面简图
图3为实施例2的设备布置平面简图 图4为实施例2的设备布置立面简图 图5为实施例3的设备布置平面简图 图6为实施例3的设备布置立面简图 图7为两座高炉和四座转炉设备布置平面简图 图8为两个区域设备布置平面简图 图9为图8的局部放大图。
[0034]其中:1是高炉；2是出铁场；3是铁水沟；4是摆动流嘴；5是出铁罐；6是转炉车间；7是装料跨；8是转炉；9是吊车；10是铁水运输单元；11是铁水运输线；12是铁水槽；13是移动式铁水沟；14是铸铁机；15是两区域间的铁水运输联系线
【具体实施方式】
[0035]本发明的【具体实施方式】，将结合实施例及附图加以说明。
[0036]实施例1
如图1，2所示，包括高炉1、高炉出铁场2、转炉车间6、转炉8、铁水罐5，一座高炉I和两座转炉8组成的区域，在区域内高炉I与转炉8错位布置。高炉I 一侧带有铁水沟3 ;在铁水沟端部设至少一个摆动流嘴；转炉8位于转炉车间6内，转炉车间6带有转炉装料跨7，且转炉装料跨7位于靠近高炉I 一侧；铁水罐位于转炉与高炉之间，且位于转炉装料跨内。高炉出铁时，铁水经铁水沟3流向高炉一侧，在这一侧布置转炉车间6和至少两个铁水罐5，且铁水罐5位于转炉装料跨7内，并放置于转炉装料跨内地面上或固定架上，也可以置于能够移动的车上。铁水由摆动流嘴4流入铁水罐5中，铁水罐5装满铁水后，转炉车间装料跨的吊车9将铁水罐5移到周围的脱硫站进行脱硫，脱硫后完成向转炉兑铁水操作，然后将空罐放回原位，等待接铁水。铁水罐下部设置称量装置。
[0037]实施例2
如图3、4所示，包括高炉1、高炉出铁场2、转炉车间6、转炉8、铁水罐5，其它如实施例1，不同之处在于，还包括铁水运输单元10,—个铁水运输单元由一个独立运行的铁水车和位于其上的一个铁水罐组成。出铁场两侧布置铁水运输线11，其中一侧至少设两条铁水运输线；铁水运输单元位于高炉出铁场2下部的铁水运输线11上。另一个优选方案中，其中一侧至少设四条铁水运输线。根据实际生产的需要，也可以设更多的铁水运输线。
[0038]在高炉出铁场2的另一侧布置铁水沟3、摆动流嘴4及铁水运输单元10，高炉铁水的另一部分经铁水沟3流向高炉出铁场2下部的铁水运输单元10，一个铁水运输单元10由一个独立运行的铁水运输车和位于其上的一个铁水罐组，在转炉装料跨内铁水罐和运输单元周围设铁水脱硫站；铁水运输单元10上的铁水罐装满铁水后通过铁水运输线11将铁水送到转炉车间装料跨7内，完成脱硫及向转炉兑铁水操作，将空的铁水罐放回铁水车，铁水运输单元10返回出铁场2下面，等待接铁水。铁水运输车底部设置称量装置。
[0039]实施例3
如图5、6所示，包括I是高炉；2是出铁场；3是铁水沟；4是摆动流嘴；5是出铁罐；6是转炉车间；7是装料跨；8是转炉；9是吊车；12是铁水槽；13是移动式铁水沟
如实施例1，不同之处在于，高炉铁水流向转炉装料跨方向一侧的铁水沟由铁水沟3、移动式铁水沟13、铁水槽组成12 ;移动式铁水沟13和铁水槽12位于铁水沟3和铁水罐5之间，移动式铁水沟13低于铁水沟3，铁水槽12低于移动式铁水沟13，铁水槽高于铁水罐。至少有一个移动式铁水沟，铁水槽至少有两个流向铁水罐的流嘴，且两个流嘴间互不相通。
[0040]在高炉与转炉之间布置高炉铁水沟及铁水罐，且位于转炉装料跨内，高炉出铁时，铁水经铁水沟流向高炉一侧，在这一侧布置转炉车间和至少两个铁水罐。高炉出铁时，铁水沿主铁水3沟流到移动式铁水沟13并由移动式铁水沟13的一端或两端流到铁水槽12，再经铁水槽流12到铁水罐5中。这里至少有一个移动式铁水沟13，铁水槽12至少有两个流向铁水罐的流嘴，且两个溜嘴间互不相通，两个溜嘴下分别接不同的铁水罐5。铁水槽12的溜嘴数量可根据需要设定，溜嘴间互不相通并流向不同的铁水罐。
[0041]移动式铁水沟13可由移动小车带动。当第一个铁水罐装满铁水后，移动小车带动移动式铁水沟13移动，铁水经移动式铁水沟13流向铁水槽12的另外的溜嘴，并流向第二个铁水罐，依次类推，直到高炉出铁完毕。
[0042] 铁水罐放置于地面或固定架上,铁水罐装满铁水后的操作同实施例1。或者铁水罐置于能够移动的车上；铁水罐也可以置于独立运行的铁水运输车上。铁水罐装满铁水后的操作同实施例2。[0043]实施例4
如图8所示，包括I是高炉；2是出铁场；3是铁水沟；4是摆动流嘴；5是出铁罐；6是转炉车间；7是装料跨；8是转炉；9是吊车；10是铁水运输单元；11是铁水运输线；14是铸铁机；15是两区域间的铁水运输联系线。
[0044]至少有两个由高炉和转炉组成的区域，区域间的转炉装料跨7通过铁水运输线15相连，高炉铁水可通过铁水运输联系线15从一个区域运输到另一个区域。在铁水运输线侧部设置铸铁机14。其它同实施例2。
[0045]实施例5
如图7所示，区域有至少两座高炉和四座转炉，四座转炉两两组对，位于同一个厂房内且在同一个中 心线上，两座高炉位于两组转炉之间。其他同实施例2。
【权利要求】
1.一种实现钢铁零界面的设备组合，包括高炉或高炉组、高炉出铁场、转炉车间、转炉或转炉组、铁水罐，其特征在于: 高炉(1)或高炉组的一侧或两侧设置铁水沟(3)； 转炉(8)或转炉组位于转炉车间(6)内，转炉车间(6)带有转炉装料跨(7)，且转炉装料跨(7)位于靠近高炉(1)或高炉组一侧； 用于接取高炉铁水的铁水罐位于转炉与高炉之间，且位于转炉装料跨内。
2.如权利要求1所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于，所述钢铁零界面设备组合还包括铁水运输单元(10)，铁水运输单元位于高炉出铁场(2)下部，一个铁水运输单元由一个独立运行的铁水车和位于其上的一个铁水罐组成。
3.如权利要求2所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:出铁场两侧布置铁水运输线(11)，其中一侧至少设两条铁水运输线；优选的，其中一侧至少设四条铁水运输线.铁水运输单元位于高炉出铁场(2)下部的铁水运输线(11)上。
4.如权利要求3所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:出铁场两侧布置铁水运输线，铁水运输线设于远离转炉的高炉出铁口对应的铁水沟下方，靠近转炉的高炉出铁口对应的铁水沟下方不设铁水运输线。
5.如权利要求1~4任一项所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特 征在于，在铁水沟端部设至少一个摆动流嘴。
6.如权利要求1~4任一项所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:高炉铁水流向转炉装料跨方向一侧的铁水沟由铁水沟(3)、移动式铁水沟(13)、铁水槽组成(12); 移动式铁水沟(13)和铁水槽(12)位于铁水沟(3)和铁水罐(5)之间，移动式铁水沟(13 )低于铁水沟(3 )，铁水槽(12 )低于移动式铁水沟(13)，铁水槽(12)高于铁水罐(5 )。
7.如权利要求6所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:至少有一个移动式铁水沟，铁水槽至少有两个流向铁水罐的流嘴，且流嘴间互不相通。
8.如权利要求1~7任一项所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:转炉装料跨内的铁水罐放置于地面或固定架上；或者转炉装料跨内的铁水罐置于能够移动的车上； 优选的，转炉装料跨内的铁水罐置于独立运行的铁水运输车上。
9.如权利要求1或2所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:在转炉装料跨内铁水罐和运输单元周围设铁水脱硫站。
10.如权利要求1或2所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:在区域内高炉与转炉错位布置。
11.如权利要求1~10任一项所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:高炉出铁场紧靠转炉装料跨。
12.如权利要求1、2、10所述的实现钢铁零界面的设备组合，有至少两个区域时，区域间的转炉装料跨通过铁水联系线相连。
13.如权利要求12所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:在铁水联系线侧部设置铸铁机。
14.如权利要求1或2所述的实现钢铁零界面的设备组合，其特征在于:在转炉装料跨铁水罐下部或铁水运输单元接铁水的位置设称量装置。
15.实现钢铁零界面的方法，采用如权利要求1所述的设备组合，其特征在于: O高炉铁水经铁水沟流向高炉一侧； 2)在这一侧布置转炉车间和至少两个用于接取高炉铁水的铁水罐，铁水罐位于转炉与高炉之间，且罐位位于转炉装料跨内； 3)高炉出铁时，铁水经铁水沟流入铁水罐； 4)铁水罐装满铁水后,进行后续操作,最后将铁水兑入转炉； 5)将空的铁水罐放回罐位。
16.如权利要求15所述的实现钢铁零界面的方法，采用如权利要求2~5所述的设备组合，其特征在于， O高炉出铁时，一部分铁水经铁水沟流入转炉装料跨内的铁水罐；另一部分铁水经铁水沟流向高炉出铁场下部的运输单元，运输单元上的铁水罐装满铁水后通过铁水运输线将铁水送到转炉装料跨内； 2)转炉装料跨内铁水罐装满铁水后，进行后续操作，最后将铁水兑入转炉，将空的铁水罐放回罐位； 3)送到转炉装料跨内的运输单元，进行后续操作，最后将铁水兑入转炉，将空的铁水罐放回铁水车，运输单元经铁水运输线返回出铁场 下。
17.如权利要求15或16所述的实现钢铁零界面的方法，采用如权利要求6~10所述的设备组合，其特征在于， 所述“铁水经铁水沟流入”为:高炉出铁时，铁水沿铁水沟流到移动式铁水沟并由移动式铁水沟的一端或两端流到铁水槽，再经铁水槽流到铁水罐中。
18.如权利要求15或16所述的实现钢铁零界面的方法，其特征在于:后续操作包含铁水脱硫。
【文档编号】C21C5/28GK103924015SQ201310010765
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月13日 优先权日:2013年1月13日
【发明者】黄东生, 姚朝胜, 陈诚, 焉永刚, 于国华, 王洪军, 李奇武 申请人:山东省冶金设计院股份有限公司