一种炼钢系统

摘要

本发明公开了一种炼钢系统，包括煤焦化系统、生料烧结系统、钢铁冶炼系统以及发电系统，其中，煤焦化系统和生料烧结系统均与钢铁冶炼系统连接，所述发电系统分别与煤焦化系统和钢铁冶炼系统连接，发电系统利用煤焦化系统产生的焦炉煤气和钢铁冶炼系统产生的高炉煤气发电。本发明中的煤焦化系统、生料烧结系统、钢铁冶炼系统以及发电系统协同工作，保证了资源的有效合理利用。本发明中的余热锅炉和发电装置可以实现余热的回收利用，有效节约了资源，更有效减轻了因供暖、发电等因消耗煤碳而产生的污染，绿色环保。干熄炉使用了来自制氧厂的冷氮气对高温焦炭进行降温，有效节约了能源，更减少了资源的浪费。

权利要求

1.一种炼钢系统，其特征在于：包括煤焦化系统、生料烧结系统、钢铁冶炼系统以及发电系统，其中，煤焦化系统和生料烧结系统均与钢铁冶炼系统连接，所述发电系统分别与煤焦化系统和钢铁冶炼系统连接，发电系统利用煤焦化系统产生的焦炉煤气和钢铁冶炼系统产生的高炉煤气发电，所述煤焦化系统包括依次连接的加热炉、碳化炉和干熄炉，未处理的煤在加热炉中进行预加热，产生的焦炉烟气中的热量被余热锅炉回收，并通过汽轮机发电；

预加热的煤进入碳化炉中焦化，得到高温焦炭，高温焦炭进入干熄炉中，被来自制氧厂的冷氮气冷却得到常温焦炭和高温氮气，高温氮气进入余热锅炉进行热量回收利用，驱动发电设备发电，降温后得到的常温氮气与来自生料烧结系统的铁矿石熟料在高炉中进行冶炼，得到铁水、废渣和高炉煤气，干熄炉分别与所述高炉和第一余热锅炉连接，第一余热锅炉与第一发电设备连接。

2.根据权利要求1所述的炼钢系统，其特征在于：所述钢铁冶炼系统包括相互连接的高炉和转炉，高炉与所述生料烧结系统连接。

3.根据权利要求2所述的炼钢系统，其特征在于：所述钢铁冶炼系统还包括废渣处理装置，所述废渣处理装置分别与供暖系统和高炉连接。

4.根据权利要求3所述的炼钢系统，其特征在于：所述生料烧结系统包括依次连接的加热炉、第二余热锅炉以及第二发电设备，所述加热炉与所述高炉连接。

5.根据权利要求4所述的炼钢系统，其特征在于：所述发电系统包括依次连接的煤压机、外燃机和第四发电设备，所述煤压机分别与焦炉煤气收集装置和高炉煤气收集装置连接。

6.根据权利要求5所述的炼钢系统，其特征在于：所述发电系统还包括相互连接的第三余热锅炉以及第三发电设备，第三余热锅炉与所述外燃机连接。

7.根据权利要求6所述的炼钢系统，其特征在于：所述第一发电设备、第二发电设备、第三发电设备以及第四发电设备均与供暖系统连接。

8.根据权利要求7所述的炼钢系统，其特征在于：所述第一发电设备、第二发电设备以及第三发电设备均为汽轮机。

说明书

一种炼钢系统

技术领域

[0001] 本发明属于冶金领域，具体涉及一种炼钢系统。

背景技术

[0002] 由于炼钢过程中会涉及到很多原料以及产物，现有的很多的炼钢系统不能有效利用各方面的原料及产物，不能进行资源的合理配置，导致资源的浪费，所以，需要一种能够有效利用各个阶段的原料，进行炼钢的生产系统。还有就是，现有的炼钢会产生很多余热，这些余热包括循环水余热资源、蒸汽余热资源、烟气余热资源以及冶金渣余热资源，这些余热资源很难被有效利用，尤其是中低温烟气余热的回收利用率较低。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术中不能充分利用资源、不能有效利用余热资源的技术问题，本发明的目的是提供一种炼钢系统。

[0004] 为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

[0005] 一种炼钢系统，包括煤焦化系统、生料烧结系统、钢铁冶炼系统以及发电系统，其中，煤焦化系统和生料烧结系统均与钢铁冶炼系统连接，所述发电系统分别与煤焦化系统和钢铁冶炼系统连接，发电系统利用煤焦化系统产生的焦炉煤气和钢铁冶炼系统产生的高炉煤气发电。

[0006] 优选的，所述钢铁冶炼系统包括相互连接的高炉和转炉，高炉与所述生料烧结系统连接。铁矿石经过烧结，结成块状，便于在高炉中冶炼，防止矿粉过细对冶炼以及冶炼效果的影响。

[0007] 进一步优选的，所述钢铁冶炼系统还包括废渣处理装置，所述废渣处理装置分别与供暖系统和高炉连接。废渣处理装置产生的高温冲渣水用于供暖，进一步利用了废渣的高温余热，用来供暖更能有效节约燃料，更避免了因燃料燃烧带来的环境污染。

[0008] 优选的，所述煤焦化系统包括依次连接的加热炉、碳化炉和干熄炉，干熄炉与所述高炉连接。煤焦化系统和高炉连接，直接将焦化好的煤输送到高炉，增加了体系的一体化和自动化。

[0009] 进一步优选的，所述干熄炉与第一余热锅炉连接，第一余热锅炉与第一发电设备连接。制氧厂产生的冷氮气冷却干熄炉中的高温焦炭，产生的高温氮气进入余热锅炉进行热量回收利用，驱动发电设备发电，进一步利用了干熄炉中产生的余热，防止了该部分余热的浪费。

[0010] 优选的，所述生料烧结系统包括依次连接的加热炉、第二余热锅炉以及第二发电设备，所述加热炉与所述高炉连接。生料烧结系统与高炉连接，将矿粉进行烧结成块，提高了矿粉的利用率和冶炼效率；另一方面，烧结系统中设置有第二余热锅炉和第二发电设备，将烧结的加热炉中的余热进行了有效回收，防止了该部分的余热的浪费，还可以发电用于工业生产或日常生活，有效节约了资源。

[0011] 优选的，所述发电系统包括依次连接的煤压机、外燃机和第四发电设备，所述煤压机分别与所述碳化炉和高炉连接。由于焦化系统的碳化炉和高炉在运行过程中会产生大量的焦炉煤气和高炉煤气，如果将这些煤气排放就会大大污染空气，如果将其利用则会在保证环保的基础上有效利用资源，防止了资源的浪费。

[0012] 进一步优选的，所述发电系统还包括相互连接的第三余热锅炉以及第三发电设备，第三余热锅炉与所述外燃机连接，用来回收外燃机产生的余热。第三余热锅炉以及第三发电设备的存在可以回收外燃机的燃烧产生的余热，使余热资源的利用效率进一步提高。

[0013] 优选的，所述第一发电设备、第二发电设备以及第三发电设备均为汽轮机。汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，通过余热锅炉回收余热，汽轮机能更好地利用回收的余热进行发电。

[0014] 优选的，所述第一发电设备、第二发电设备、第三发电设备以及第四发电设备均与供暖系统连接。经过汽轮机利用的余热资源属于低热余热资源，被用于供暖，可以更好地利用资源，避免了局部能源的浪费。

[0015] 本发明的有益效果为：

[0016] (1)本发明中的煤焦化系统、生料烧结系统、钢铁冶炼系统以及发电系统协同工作，保证了资源的有效合理利用。

[0017] (2)本发明中的余热锅炉和发电装置可以实现余热的回收利用，有效节约了资源，更有效减轻了因供暖、发电等因消耗煤碳而产生的污染，绿色环保。

[0018] (3)干熄炉使用了来自制氧厂的冷氮气对高温焦炭进行降温，有效节约了能源，更减少了资源的浪费。

[0019] (4)发电设备后还与供暖系统连接，可以通过提高发电设备的排气温度，使供暖系统有效利用这部分低温余热，减少能量的损失。

附图说明

[0020] 图1为本发明的结构示意图；

[0021] 图2为本发明的具体的结构示意图。

[0022] 其中，1、煤焦化系统，2、钢铁冶炼系统，3、生料烧结系统，4、发电系统，5、供暖系统。

具体实施方式

[0023] 如图1所示，一种炼钢系统，包括煤焦化系统1、生料烧结系统3、钢铁冶炼系统2以及发电系统4，其中，煤焦化系统1和生料烧结系统3均与钢铁冶炼系统2连接，所述发电系统4分别与煤焦化系统1和钢铁冶炼系统2连接，发电系统4利用煤焦化系统1产生的焦炉煤气和钢铁冶炼系统2产生的高炉煤气发电。

[0024] 如图2所示，钢铁冶炼系统2，即为在炼钢厂进行炼钢的系统，炼钢的原理就是在高温条件下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其他杂质转为气体或炉渣而除去。钢铁冶炼系统包括相互连接的高炉和转炉，高炉与所述生料烧结系统连接，转炉中炼好的钢运往轧钢厂进行加工。钢铁冶炼系统还包括废渣处理系统，废渣处理装置分别与供暖系统和高炉连接。高温废渣处理装置产生的高温冲渣水用于供暖。废渣处理装置为冲渣箱，高温废渣在冲渣箱内由冲渣泵提供的高速水流急冷冲成水渣并粒化，以供生产水泥之用。产生的高温的冲渣水用于供暖，将实现节能的目的，且这一工艺代替了蒸汽和换热器采暖，能减少燃煤锅炉的投入，避免了供暖锅炉生产过程中对环境的污染。

[0025] 所述煤焦化系统1，即为焦化厂对煤进行焦化的系统，煤焦化是以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺，产生的焦炭用来炼铁。煤焦化系统包括依次连接的加热炉、碳化炉和干熄炉，干熄炉与所述高炉连接。

[0026] 干熄炉第一余热锅炉连接，第一余热锅炉与第一发电设备连接。制氧厂产生的冷氮气冷却干熄炉中的高温焦炭，产生的高温氮气进入余热锅炉进行热量回收利用，驱动发电设备发电。干熄炉的工作原理是利用冷的惰性气体在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦。吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干余热锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦，余热锅炉中的蒸汽驱动汽轮机发电。

[0027] 所述生料烧结系统3，即为在烧结厂对生料(铁矿石)进行烧结，将各种粉状含铁原料，配入适宜的燃料和熔剂，均匀混合，然后放在烧结设备上点火烧结。在燃料产生高热和一系列物理化学变化的作用下，部分混合料颗粒表面发生软化和熔化，产生一定数量的液相，并润湿其他未熔化的矿石颗粒，当冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块。这个过程称为烧结，而所得的矿块叫烧结矿，而矿粉造块后才能加入高炉中使用。生料烧结系统包括依次连接的加热炉、第二余热锅炉以及第二发电设备，所述加热炉与所述高炉连接。

[0028] 所述发电系统4包括依次连接的煤压机、外燃机和第四发电设备，所述煤压机分别与焦炉煤气收集装置和高炉煤气收集装置连接。

[0029] 所述发电系统4还包括相互连接的第三余热锅炉以及第三发电设备，第三余热锅炉与所述外燃机连接，用来回收外燃机产生的余热。

[0030] 所述第一发电设备、第二发电设备以及第三发电设备均为汽轮机。汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，又称蒸汽透平，可以用作发电的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。

[0031] 第一发电设备、第二发电设备、第三发电设备以及第四发电设备均与供暖系统5连接。供暖系统5可以有效利用发电设备产生的余热进行供暖，有效避免了局部能源的浪费。

[0032] 余热锅炉，是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉，产生的余热锅炉通过余热回收可以生产热水或蒸汽来供给汽轮机发电。

[0033] 本发明的工作过程为：

[0034] 未处理的煤在加热炉中进行预加热，产生的焦炉烟气中的热量被余热锅炉回收，并通过汽轮机发电；预加热的煤进入碳化炉中焦化，得到高温焦炭，高温焦炭进入干熄炉中，被来自制氧厂的冷氮气冷却得到常温焦炭和高温氮气，常温氮气与来自生料烧结系统的铁矿石熟料在高炉中进行冶炼，得到铁水、废渣和高炉煤气，铁水进入转炉中进行炼钢，废渣经过废渣处理装置处理得到冲渣水，并利用冲渣水进行供暖；焦炉煤气和高炉煤气经过压煤机在外燃机中燃烧，发电；外燃机产生的余热被余热锅炉回收，通过汽轮机发电。生料烧结系统3的加热炉产生的烧结烟气中的热量被余热锅炉回收，并经过汽轮机发电。以上汽轮机发电过程中产生的低温余热被供暖系统5回收，进行进一步利用。

[0035] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。