一种电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115679037A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202310010210.8(22)申请日2023.01.05(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人魏光升王润哲朱荣田博涵韩成金苏荣芳冯超董凯薛波涛张洪金徐阿帆(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237专利代理师张仲波(51)Int.Cl.C21C5/52(2006.01)C22B19/20(2006.01)C22B19/30(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用方法及系统(57)摘要本发明公开一种电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用的方法及相应系统，在该方法中将电弧炉炼钢粉尘和碳粉、石灰粉以一定的加入量和比例混合后，通过气力输送的方式以一定的喷吹速度喷入电弧炉熔池中，随后粉尘在熔池中发生融化还原过程，还原产物分别进入金属熔池、熔渣以及再生粉尘中，从而实现电弧炉粉尘中铁素资源的高效循环利用及锌资源的循环富集，并减少固体废弃物的排放。整个系统运行过程，电弧炉炼钢粉尘不与外界环境接触，解决电弧炉炼钢粉尘造成的环境污染问题，同时改善电弧炉炼钢冶金效果，降低生产成本。CN115679037ACN115679037A权利要求书1/2页1.一种电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:将电弧炉炼钢粉尘通过密封除尘管道收集，然后进入粉尘封闭预处理装置进行研磨处理，处理完成后进入粉尘封闭储仓备用，同时对粉尘样品进行化学分析以确定成分；S2:确认电弧炉冶炼时加入废钢与铁水的质量比例；S3:根据S1和S2中获取的信息，确定碳粉和石灰粉的加入比例，并计算电弧炉炼钢粉尘、碳粉和石灰粉的混合物料向电弧炉熔池中的喷吹量；S4:根据S3中确定的混合物料喷吹量，将电弧炉粉尘、碳粉和石灰粉分别经预混料仓加入到冶炼喷射罐中；S5:待电弧炉内炉料通电完全熔化后开始向电弧炉熔池内喷入混合物料，直至混合物料喷吹结束；S6:在电弧炉冶炼期间，产生的粉尘经封闭除尘处理系统收集后，重复上述步骤S1‑S5，直到电弧炉炼钢粉尘中的锌含量为25%‑30%时不再进行循环利用，此时电弧炉炼钢粉尘作为锌冶炼系统的原料进行后续处理。2.根据权利要求1所述的电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用的方法，其特征在于，S3中的物料加入量及混合比例根据电弧炉冶炼时入炉原料的组成确定，具体方法如下：（1）电弧炉入炉原料中废钢质量分数为20%时，加入电弧炉炼钢粉尘的量为17‑20kg/t钢，所加入碳粉的量按C/Zn摩尔比为2.0:1的比例加入，加入石灰粉的量按Ca/Fe摩尔比为1.6:1的比例加入；（2）电弧炉入炉原料中废钢质量分数为40%时，加入电弧炉炼钢粉尘的量为14‑17kg/t钢，所加入碳粉的量按C/Zn摩尔比为1.8:1的比例加入，加入石灰粉的量按Ca/Fe摩尔比为1.5:1的比例加入；（3）电弧炉入炉原料中废钢质量分数为60%时，加入电弧炉炼钢粉尘的量为11~14kg/t钢，所加入碳粉的量按C/Zn摩尔比为1.6:1的比例加入，加入石灰粉的量按Ca/Fe摩尔比为1.4:1的比例加入；（4）电弧炉入炉原料中废钢质量分数为80%时，加入电弧炉炼钢粉尘的量为8‑11kg/t钢，所加入碳粉的量按C/Zn摩尔比为1.4:1的比例加入，加入石灰粉的量按Ca/Fe摩尔比为1.3:1的比例加入；（5）电弧炉入炉原料中废钢质量分数为100%时，加入电弧炉炼钢粉尘的量为5‑8kg/t钢，所加入碳粉的量按C/Zn摩尔比为1.2:1的比例加入，加入石灰粉的量按Ca/Fe摩尔比为1.2:1的比例加入。3.根据权利要求1所述的电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用的方法，其特征在于，所述方法采用的电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用系统包括：粉尘封闭收集预处理系统、预混系统和冶炼系统，其中，所述粉尘封闭收集预处理系统用于持续收集、研磨来自密封除尘管道的电弧炉炼钢粉尘；所述预混系统用于接收从所述粉尘封闭收集预处理系统输出的电弧炉炼钢粉尘，并将所述电弧炉炼钢粉尘与碳粉和石灰粉进行预混，得到混合物料；所述冶炼系统包括电弧炉熔池，用于接收从所述预混系统输出的混合物料进行熔融冶炼，并将得到的再生粉尘回送至所述粉尘封闭收集预处理系统。2CN115679037A权利要求书2/2页4.根据权利要求3所述的电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用的方法，其特征在于，所述电弧炉炼钢粉尘自循环消纳利用系统还包括供气系统和计算系统，所述供气系统用于向所述粉尘封闭收集预处理系统、预混系统和冶炼系统提供喷吹气源；所述计算系统与所述预混系统和所述冶炼系统连接，用于计算所述碳粉、石灰粉和电弧炉炼钢粉尘的加入量和喷吹