一種動態(tài)火焰吹烤的鋼包烘烤系統(tǒng)及烘烤方法技術(shù)方案

技術(shù)編號：44403051 閱讀：4 留言：0更新日期：2025-02-25 10:17

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種動態(tài)火焰吹烤的鋼包烘烤系統(tǒng)及烘烤方法，該系統(tǒng)包括鋼包、移動式燒嘴裝置以及氣體噴吹裝置。所述移動式燒嘴裝置設(shè)置在鋼包頂部，并包括承載板、移動車、移動電機以及燒嘴。所述氣體噴吹裝置設(shè)置在鋼包的底部，并且氣體噴吹裝置的排氣口與鋼包的內(nèi)腔底部相連通。本發(fā)明專利技術(shù)通過鋼包頂部的移動燒嘴裝置提供動態(tài)火焰，提高了火焰的穿透效果，實現(xiàn)對鋼包內(nèi)各區(qū)域、各深度的廢鋼的有效沖擊，實現(xiàn)均勻預(yù)熱；還通過從鋼包底部噴入熱煙氣或燃氣，增強對最底層廢鋼的加熱強度，杜絕了由于廢鋼溫度過低而導(dǎo)致的局部冷區(qū)的出現(xiàn)，最終實現(xiàn)廢鋼的均熱預(yù)熱，大大降低了系統(tǒng)投資和運行成本低。

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【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及鋼包預(yù)熱設(shè)備及預(yù)熱技術(shù)，具體涉及一種動態(tài)火焰吹烤的鋼包烘烤系統(tǒng)及烘烤方法，屬于鋼鐵生產(chǎn)。

技術(shù)介紹

1、在煉鋼流程中，鋼包是用于在轉(zhuǎn)爐或電爐等煉鋼裝置的排料口下部承接高溫鋼水，并將鋼水運往后端精煉工序的一個重要裝置。常溫冷態(tài)的鋼包無法直接承接高達2000攝氏度的鋼水鋼液，這會導(dǎo)致鋼包的耐材瞬間開裂、破碎。所以在承接鋼水之前，通常需要將鋼包用外部燃燒器熱源整體烘烤至1150攝氏度以上，再用熱包去承接鋼水。當前市場內(nèi)，部分回購的廢鋼，品質(zhì)和純度較好，不需要經(jīng)過轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，一般可直接加入后端精煉工序，而把冷廢鋼直接加入精煉會導(dǎo)致爐內(nèi)出現(xiàn)局部冷區(qū)，所以，在鋼包烘烤前，加入適量廢鋼，使得鋼包攜帶廢鋼一同被烘烤預(yù)熱，一起去承接鋼水再前往精煉工序，已成為當前行業(yè)市場內(nèi)降本增效、提高效益的一種普遍方法。但在現(xiàn)階段使用大比例廢鋼加入的鋼包烘烤裝置在生產(chǎn)過程中，存在以下三大缺陷。

2、(1)廢鋼預(yù)熱和均熱效果差：由于廢鋼大比例加入后，在鋼包內(nèi)會堆積成料厚較高的料柱，從而會影響甚至阻礙頂部燒嘴的火焰往下傳熱，這樣會造成頂部廢鋼被高溫火焰烘烤至熔融狀態(tài)，底部廢鋼還沒有及時升溫，在鋼包接鋼水后，底部將形成局部冷區(qū)，導(dǎo)致鋼液凝結(jié)，不但阻礙后端精煉工序鋼包底部氬氣底吹工藝的實施，而且凝結(jié)的鋼液會不斷粘接在鋼包底部，導(dǎo)致鋼包使用次數(shù)大幅減少。

3、(2)鋼包烘烤質(zhì)量差：同上，由于燒嘴火焰的熱量無法傳播至鋼包底部，鋼包底部的溫度得不到同步有效的提升，失去了烤包的原始初衷，在突然接觸超高溫鋼水時容易發(fā)生開裂、破碎等事故。</p>

4、(3)鋼包爐襯壽命短：一方面由于鋼包烘烤的質(zhì)量變差，另一方面由于鋼液會不斷粘結(jié)在鋼包底部，導(dǎo)致鋼包的爐襯壽命周期大幅縮短，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大大提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中鋼包內(nèi)加廢鋼協(xié)同烤包存在廢鋼預(yù)熱和均熱效果差、鋼包烘烤質(zhì)量差、鋼包爐襯壽命短等問題，本專利技術(shù)提供了一種動態(tài)火焰吹烤的鋼包烘烤系統(tǒng)以及采用該系統(tǒng)進行鋼包烘烤的方法，通過設(shè)置在鋼包頂部的移動燒嘴裝置提供動態(tài)火焰，提高了火焰的穿透效果，實現(xiàn)對鋼包內(nèi)各區(qū)域、各深度的廢鋼的有效沖擊；進一步地，還通過從鋼包底部噴入熱煙氣或燃氣，增強對最底層廢鋼的加熱強度，杜絕由于廢鋼溫度過低而導(dǎo)致的局部冷區(qū)的出現(xiàn)，最終實現(xiàn)廢鋼的均熱預(yù)熱，降低系統(tǒng)投資和運行成本低。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下所述：

3、根據(jù)本專利技術(shù)的第一種實施方案，提供一種動態(tài)火焰吹烤的鋼包烘烤系統(tǒng)：

4、一種動態(tài)火焰吹烤的鋼包烘烤系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鋼包、移動式燒嘴裝置以及氣體噴吹裝置。所述移動式燒嘴裝置包括承載板、移動車、移動電機以及燒嘴。所述承載板設(shè)置在鋼包的頂部。所述移動車設(shè)置在承載板的上表面。所述移動電機設(shè)置在移動車上。所述承載板上開設(shè)有貫穿的移動縫，所述燒嘴的上端穿過移動縫后與移動車相連接，燒嘴的另一端向下延伸至鋼包的內(nèi)部。移動車在移動電機的驅(qū)動下帶動燒嘴沿移動縫進行水平移動。所述氣體噴吹裝置設(shè)置在鋼包的底部，并且氣體噴吹裝置的排氣口與鋼包的內(nèi)腔底部相連通。

5、作為優(yōu)選，所述移動縫在水平面內(nèi)的形狀整體為一字形、十字形、圓形(圓環(huán))、橢圓形(橢圓環(huán))、三角形、矩形、正多邊形或不規(guī)則多邊形中的一種，優(yōu)選為十字形或圓形。

6、作為優(yōu)選，所述氣體噴吹裝置包括底吹環(huán)管、底吹支管、底部氣室、多孔磚以及底吹孔。所述多孔磚設(shè)置在鋼包的底部，所述底吹氣室設(shè)置在多孔磚的下方，底吹孔開設(shè)在多孔磚上，底吹氣室通過底吹孔與鋼包的內(nèi)腔底部相連通。所述底吹環(huán)管環(huán)繞設(shè)置在底部氣室的外側(cè)四周，并通過底吹支管與底部氣室相連通。底吹環(huán)管的進氣口上連接有煙氣輸送管和燃氣輸送管，煙氣輸送管和燃氣輸送管上均獨立設(shè)置有氣閥。優(yōu)選，在底吹環(huán)管的圓周方向上，底吹環(huán)管通過多根底吹支管與底部氣室相連通。

7、作為優(yōu)選，所述底吹孔為圓形孔、長條形孔或方形孔中的一種或多種。底吹孔的上端出口的孔徑小于其下端進口的孔徑。

8、作為優(yōu)選，在多孔磚上開設(shè)有多個所述底吹孔，多個所述底吹孔在多孔磚上以任意排列方式進行分布。

9、作為優(yōu)選，該系統(tǒng)還包括有彈簧稱重裝置，所述彈簧稱重裝置設(shè)置在氣體噴吹裝置與地面之間。

10、作為優(yōu)選，該系統(tǒng)還包括有控制裝置，所述控制裝置與移動式燒嘴裝置、氣體噴吹裝置之間均進行電性連接，通過控制裝置調(diào)控移動式燒嘴裝置、氣體噴吹裝置各自的工作狀態(tài)。同時所述控制裝置還與彈簧稱重裝置之間進行電性連接，以便于實施接收彈簧稱重裝置反饋的廢鋼重量數(shù)據(jù)。

11、根據(jù)本專利技術(shù)的第二種實施方案，提供一種鋼包烘烤方法：

12、一種鋼包烘烤方法或采用第一種實施方案所述動態(tài)火焰吹烤的鋼包烘烤系統(tǒng)進行鋼包烘烤的方法，該方法包括如下步驟：

13、1)將廢鋼加入到鋼包中，根據(jù)加入的廢鋼的質(zhì)量，計算獲得對鋼包進行烘烤時的預(yù)熱系數(shù)。

14、2)根據(jù)計算獲得的預(yù)熱系數(shù)計算獲得對鋼包進行烘烤時燒嘴的移動速度、供給燒嘴的燃氣流量以及氣體噴吹裝置向鋼包的內(nèi)腔底部噴入的燃氣流量和/或煙氣流量。

15、3)根據(jù)計算獲得的燒嘴的移動速度、供給燒嘴的燃氣流量以及氣體噴吹裝置向鋼包的內(nèi)腔底部噴入的燃氣流量和/或煙氣流量進行參數(shù)設(shè)置并根據(jù)設(shè)定好的參數(shù)對鋼包進行烘烤，直至鋼包滿足盛接鋼水的要求。

16、作為優(yōu)選，步驟1)具體為：通過彈簧稱重裝置檢測得到鋼包內(nèi)廢鋼的總質(zhì)量記為w，kg。則鋼包進行烘烤時的預(yù)熱系數(shù)β，kj/mm為：

17、β＝(w*cp*tp)/d(i)。

18、在式(i)中：cp為廢鋼的平均比熱容，kj/(kg·℃)。tp為廢鋼被預(yù)熱的平均目標溫度，℃。d為廢鋼的平均粒徑，mm。

19、作為優(yōu)選，步驟2)具體為：對鋼包進行烘烤時燒嘴的移動速度記為v，r/min。供給燒嘴的燃氣流量記為q1，m3/min。氣體噴吹裝置向鋼包的內(nèi)腔底部噴入的燃氣流量記為q2，m3/min。氣體噴吹裝置向鋼包的內(nèi)腔底部噴入的煙氣流量記為q3，m3/min。則有：

20、v＝a*β+b???????(ii)。

21、q1＝(c*β+cp*β)/u???????(iii)。

22、q2＝q1*z???????(iv)。

23、q3＝(cr/cy)*q2???????(v)。

24、在式(ii)-(v)中：a是移動修正系數(shù)，(r·mm)/(kj·min)，取值為0.001-1。b是移動修正常數(shù)，取值為1-50。c是燃氣流量修正系數(shù)，kj/(kg·℃)，取值為0.001-1。u是燃氣流量修正常數(shù)，(kj2·min)/(kg·℃·mm·m3)，取值為1000-5000。z是廢鋼料層孔隙度，取值為0.05-0.5。cy為煙氣的熱值，kj/kg；cr為燃氣的熱值，kj/kg。

25、需要說明的是，本專利技術(shù)中所有的公式均為專利技術(shù)人根據(jù)實驗和工程應(yīng)用后擬合所得，所有的計算均為按照本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

1.一種動態(tài)火焰吹烤的鋼包烘烤系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括鋼包(1)、移動式燒嘴裝置(2)以及氣體噴吹裝置(3)；所述移動式燒嘴裝置(2)包括承載板(201)、移動車(202)、移動電機(203)以及燒嘴(204)；所述承載板(201)設(shè)置在鋼包(1)的頂部；所述移動車(202)設(shè)置在承載板(201)的上表面；所述移動電機(203)設(shè)置在移動車(202)上；所述承載板(201)上開設(shè)有貫穿的移動縫(205)，所述燒嘴(204)的上端穿過移動縫(205)后與移動車(202)相連接，燒嘴(204)的另一端向下延伸至鋼包(1)的內(nèi)部；移動車(203)在移動電機(203)的驅(qū)動下帶動燒嘴(204)沿移動縫(205)進行水平移動；所述氣體噴吹裝置(3)設(shè)置在鋼包(1)的底部，并且氣體噴吹裝置(3)的排氣口與鋼包(1)的內(nèi)腔底部相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包烘烤系統(tǒng)，其特征在于：所述移動縫(205)在水平面內(nèi)的形狀整體為一字形、十字形、圓形、橢圓形、三角形、矩形、正多邊形或不規(guī)則多邊形中的一種，優(yōu)選為十字形或圓形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼包烘烤系統(tǒng)，其

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼包烘烤系統(tǒng)，其特征在于：所述底吹孔(305)為圓形孔、長條形孔或方形孔中的一種或多種；底吹孔(305)的上端出口的孔徑小于其下端進口的孔徑；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的鋼包烘烤系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)還包括有彈簧稱重裝置(4)，所述彈簧稱重裝置(4)設(shè)置在氣體噴吹裝置(3)與地面之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的鋼包烘烤系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)還包括有控制裝置(5)，所述控制裝置(5)與移動式燒嘴裝置(2)、氣體噴吹裝置(3)之間均進行電性連接，通過控制裝置(5)調(diào)控移動式燒嘴裝置(2)、氣體噴吹裝置(3)各自的工作狀態(tài)。

7.一種鋼包烘烤方法或采用如權(quán)利要求1-6中任一項所述的鋼包烘烤系統(tǒng)進行鋼包烘烤的方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：步驟1)具體為：通過彈簧稱重裝置(4)檢測得到鋼包(1)內(nèi)廢鋼的總質(zhì)量記為W，kg；則鋼包(1)進行烘烤時的預(yù)熱系數(shù)β，kJ/mm為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：步驟2)具體為：對鋼包(1)進行烘烤時燒嘴(204)的移動速度記為V，r/min；供給燒嘴(204)的燃氣流量記為Q1，m3/min；氣體噴吹裝置(3)向鋼包(1)的內(nèi)腔底部噴入的燃氣流量記為Q2，m3/min；氣體噴吹裝置(3)向鋼包(1)的內(nèi)腔底部噴入的煙氣流量記為Q3，m3/min；則有：

10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的方法，其特征在于：氣體噴吹裝置(3)向鋼包(1)的內(nèi)腔底部噴入的煙氣為系統(tǒng)產(chǎn)生的熱煙氣或鋼鐵廠其他工序產(chǎn)生的熱煙氣。

...

【技術(shù)特征摘要】

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼包烘烤系統(tǒng)，其特征在于：所述氣體噴吹裝置(3)包括底吹環(huán)管(301)、底吹支管(302)、底部氣室(303)、多孔磚(304)以及底吹孔(305)；所述多孔磚(304)設(shè)置在鋼包(1)的底部，所述底吹氣室(303)設(shè)置在多孔磚(304)的下方，底吹孔(305)開設(shè)在多孔磚(304)上，底吹氣室(303)通過底吹孔(305)與鋼包(1)的內(nèi)腔底部相連通；所述底吹環(huán)管(301)環(huán)繞設(shè)置在底部氣室(303)的外側(cè)四周，并通過底吹支管(302)與底部氣室(303)相連通；底吹環(huán)管(301)的進氣口上連接有煙氣輸送管(306)和燃氣輸送管(307)，煙氣輸送管(306)和燃氣輸送管(307)上均獨立設(shè)置有氣...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周浩宇，
申請(專利權(quán))人：中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：

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