一种金属液体连续生产系统及方法与流程

本发明涉及冶金工业，尤其涉及一种金属液体连续生产系统及方法。

背景技术：

1、传统的长流程炼钢是采用高炉-转炉工艺，作为炼钢主原料的生产工艺流程，该工艺是co2排放的主要来源，lca碳排放高达3.0/t成品左右。

2、目前钢铁企业一方面在积极探索传统长流程极致减碳工艺，同时也在积极研究新型绿色钢冶炼工艺。当前正在探索的新工艺路径主要有两种：第一种路径是以电炉作为生产成品钢液的核心设备，可采用全废钢电炉冶炼，也可采用氢基直接还原铁加电炉冶炼；第二种路径是前端采用氢基还原炉加熔炼炉提供低碳排放的液态铁液，后工序仍以转炉作为生产成品钢水的核心设备。

3、电炉冶炼是较为成熟的炼钢工艺，使用全废钢和绿电模式可以将碳排放降至较低水平，但是钢水残余有害元素和n含量控制困难，无法满足汽车外板等高端产品的要求，并且生产成本较长流程高。目前蒂森克虏伯、浦项等企业开发了竖炉-熔分炉-转炉工艺，生产的铁液衔接转炉工艺可以满足高端产品的质量要求，但是由于竖炉生产使用天然气、焦炉煤气，碳排放降低有限，并且生产成本高于或接近电炉，明显高于现有高炉-转炉流程。使用氢气和绿电虽然可以较大幅度降低碳排放，但生产成本更高，因此需要改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种金属液体连续生产系统及方法。

2、具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

3、根据本发明的第一方面，提供一种金属液体连续生产系统，包括：

4、混合加热炉，用于混合铁素资源和碳素原料；

5、第一熔池，用于粗熔所述铁素资源和所述碳素原料的混合料以得到铁水和炉渣；所述第一熔池与所述混合加热炉连接；

6、第二熔池，用于对所述铁水和炉渣进行渗碳、混匀和渣金分离；所述第二熔池与所述第一熔池连接；

7、热风炉，用于回收利用所述混合加热炉产生的热烟气；所述热风炉与所述混合加热炉连接。

8、可选地，所述第一熔池和所述第二熔池之间通过连通管道连接。

9、可选地，所述连通管道与水平方向的夹角为10-60°。

10、可选地，所述第一熔池、所述第二熔池和所述连通管道的外侧壁上均布置有电磁感应线圈。

11、根据本发明的第二方面，提供一种金属液体连续生产方法，基于如前述中任一所述的金属液体连续生产系统实现，所述方法包括步骤：

12、通过所述混合加热炉混合铁素资源和碳素原料；

13、通过所述第一熔池粗熔所述铁素资源和所述碳素原料的混合料以得到铁水和炉渣；

14、通过所述第二熔池对所述铁水和炉渣进行渗碳、混匀和渣金分离；

15、通过所述热风炉回收利用所述混合加热炉产生的热烟气。

16、可选地，所述铁素资源的全铁质量分数为30％～100％。

17、可选地，所述碳素原料中碳元素质量分数为30％～99％。

18、可选地，所述碳素原料的质量为所述铁素固废的2％～20％

19、可选地，所述混合加热炉的出口温度为400-800℃。

20、可选地，所述第一熔池的温度范围为800-1500℃，所述第二熔池的温度范围为1400-1600℃。

21、本发明提供的技术方案至少带来以下有益效果：

22、本申请提供的一种金属液体连续生产系统将铁素资源和碳素原料进行混合，得到混合料；采用热风对下降的混合料进行预热及渗碳，预热后的铁素资源和石灰等物料加入第一熔池进行熔炼，熔化的铁水和炉渣连续流入第二熔池进行渗碳、混匀和渣金分离，然后分别进行出铁和出钢，得到不同碳含量的铁液、半钢液或钢液，以及特定成分的炉渣。热风在混合加热炉产生热态煤气，回收煤气在热风炉生成热风，作为物理热源和助燃气体被喷入混合加热炉实现能源再利用。相比于目前的工艺，本申请利用独特的双熔池结构，有效解决了废钢采用竖式预热与连续熔炼模式时形成的死料柱结构，将短时间熔化不均匀的铁水和炉渣在第二熔池进行蓄积，实现短流程连续废钢加料、预热及出铁工艺。

23、本申请提供的一种金属液体连续生产系统及方法开发新的低碳熔炼工艺，提高流程能源效率，利用零碳原料，并且产生铁液衔接转炉主流程，铁液在转炉处理满足高端产品对低氮含量产品质量要求，实现降低碳排放同时满足产品质量，并且对降低生产成本具有重要意义。

技术特征：

1.一种金属液体连续生产系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的金属液体连续生产系统，其特征在于，所述第一熔池和所述第二熔池之间通过连通管道连接。

3.根据权利要求2所述的金属液体连续生产系统，其特征在于，所述连通管道与水平方向的夹角为10-60°。

4.根据权利要求2所述的金属液体连续生产系统，其特征在于，所述第一熔池、所述第二熔池和所述连通管道的外侧壁上均布置有电磁感应线圈。

5.一种金属液体连续生产方法，其特征在于，基于如权利要求1-4中任一所述的金属液体连续生产系统实现，所述方法包括步骤：

6.根据权利要求5所述的金属液体连续生产方法，其特征在于，所述铁素资源的全铁质量分数为30％～100％。

7.根据权利要求5所述的金属液体连续生产方法，其特征在于，所述碳素原料中碳元素质量分数为30％～99％。

8.根据权利要求5所述的金属液体连续生产方法，其特征在于，所述碳素原料的质量为所述铁素固废的2％～20％。

9.根据权利要求5所述的金属液体连续生产方法，其特征在于，所述混合加热炉的出口温度为400-800℃。

10.根据权利要求5所述的金属液体连续生产系统，其特征在于，所述第一熔池的温度范围为800-1500℃，所述第二熔池的温度范围为1400-1600℃。

技术总结本发明涉及一种金属液体连续生产系统及方法，所述金属液体连续生产系统包括：混合加热炉，用于混合铁素资源和碳素原料；第一熔池，用于粗熔所述铁素资源和所述碳素原料的混合料以得到铁水和炉渣；所述第一熔池与所述混合加热炉连接；第二熔池，用于对所述铁水和炉渣进行渗碳、混匀和渣金分离；所述第二熔池与所述第一熔池连接；热风炉，用于回收利用所述混合加热炉产生的热烟气；所述热风炉与所述混合加热炉连接。本申请提供的一种金属液体连续生产系统及方法利用独特的双熔池结构，有效解决了废钢采用竖式预热与连续熔炼模式时形成的死料柱结构，将短时间熔化不均匀的铁水和炉渣在第二熔池进行蓄积，实现短流程连续废钢加料、预热及出铁工艺。技术研发人员：杨春政,董文亮,闫占辉,武建龙,徐海卫,邵冲,王伟业,武国平,邓小旋,黄文斌,丁国慧,刘海云,缪成亮,李海波,陈斌,季晨曦,黄财德,刘延强,王同贺,郝宁,贾刘兵受保护的技术使用者：首钢京唐钢铁联合有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10