【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炼钢和铸铁生产过程中增碳剂添加，具体为一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置及方法。
技术介绍
1、在钢铁产品的冶炼过程中，常常会因为冶炼时间、保温时间、过热时间较长等因素，使得钢液中碳元素的熔炼损耗量增大，造成钢液中的含碳量有所降低，导致钢液中的含碳量达不到炼制预期的理论值。为了补足钢铁熔炼过程中烧损的碳含量而添加的含碳类物质称之为增碳剂。
2、随着冶炼新工艺日渐发展成熟，市场对于增碳剂的要求也越来越高，以适应高质量的冶炼需要，增碳剂成分要求：碳含量高，硫、磷含量低，灰分少。传统的增碳剂包括电极块、焦炭粉与煅烧无烟煤。电极块增碳剂含碳量高，抗氧化性强，但生产工艺复杂，成本高；焦炭粉增碳剂价格低，但灰分、硫含量高，碳含量低，实用效果不好；目前最常用的是煅烧无烟煤增碳剂，需要对无烟煤先经过选矿提纯，再经过石墨化处理，虽然基本满足了炼钢生产的需要，但成本依然较高，且外购增碳剂质量和到货时间不稳定，有波动。
3、煤沥青作为一种高碳含量的有机化合物，可以作为增碳剂使用，而且钢铁联合企业中焦化生产单元现有碳含量在92％～97％的煤沥青为部内资源，成本较低，供给和质量均稳定。
4、但是，现阶段以煤沥青作为原料制备增碳剂，并添加到钢水中，却遇到了以下的技术难点：现在国内外常见增碳剂均为固态，有颗粒粒度要求，经计量秤称量后，常温的增碳剂再通过溜槽直接倾倒入钢水槽钢水上部从而进行钢水增碳，但煤沥青软化温度低(低温软化温度为30℃～75℃，中温软化温度为75℃～95℃，高温软化温度为95℃～120℃，改
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置及方法。即满足增碳剂成分要求，也在一定程度上改善钢水增碳过程中的温降状况，扩宽了煤沥青的用途，提高了煤沥青的使用价值，同时也降低了钢铁联合企业增碳剂外购依赖度和风险，又大幅度降低生产成本，还提高了增碳剂供给和质量的稳定性和可控性。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，包括储罐、加料管与吹扫装置；所述储罐顶部设有加料口，内部设有搅拌器，底部设有加热器；所述加料管固接于储罐底部，并与其内部连通；所述吹扫装置包括储气罐、第一吹扫管与第二吹扫管，第一吹扫管一端与储气罐相连，另一端与储罐相连，第二吹扫管一端与第一吹扫管相连，另一端与加料管相连；所述加料管设有第一阀门，第一吹扫管的储气罐端设有第二阀门，第一吹扫管的储罐端设有第三阀门。
4、进一步地，所述加料口顶部设有密封盖。
5、进一步地，还包括料位测量仪，料位测量仪安装在储罐顶部。
6、进一步地，还包括测温仪，测温仪安装在储罐侧壁。
7、进一步地，还包括换热器，换热器安装在第二吹扫管上。
8、进一步地，还包括控制器，控制器与第一阀门、第二阀门、第三阀门、料位测量仪电性相连。
9、进一步地，所述第二吹扫管斜向下与加料管相连，且连接点位于第三阀门的下方。
10、一种增碳剂制备及添加到钢水中的方法，基于上述装置实现，具体包括如下步骤：
11、1)测定煤沥青软化温度t1，℃；
12、2)将煤沥青和炭化后生物质通过加料口加入储罐，加热至t2，℃；
13、t2≥t1+10℃；
14、3)用搅拌器搅拌1～10h；
15、4)测定煤沥青混合物软化温度t3，℃；
16、煤沥青混合物密度d，kg/m3；
17、含碳量为a1，wt％；
18、储罐有效存储高度l1，m；
19、储罐底面积s，m2；
20、进行增碳操作前储罐顶部到料面距离l2，m；
21、待增碳钢水罐钢水质量m，kg；
22、增碳前钢水含碳量a2，wt％；
23、该罐钢水目标含碳量a3，wt％；
24、5)计算需要增碳的液位高度l3；
25、l3＝m×(a3-a2)÷(a1×s×d)；
26、6)当l3>l1－l2，控制器发出增碳剂不足警报，提醒需要添加原料，并重复步骤1-5；
27、当l3≤l1－l2，控制器发出信号盖上密封盖，打开第一、第二、第三阀门，打开换热器，进行增碳操作；
28、7)实时检测储罐顶部到料面距离l4，m；
29、若l4＝l1－l3，关闭第一阀门与第三阀门，延时1～30min，关闭第二阀门，关闭换热器。
30、进一步地，所述增碳剂包括以下重量百分比的原料：
31、煤沥青 95％～100％，碳重量百分比含量大于92％；
32、炭化后的生物质 0％～5％。
33、进一步地，所述储气罐存储氮气或者氩气，为储罐、第一吹扫管、第二吹扫管和加料管供气。
34、与现有技术相比，本专利技术至少具有如下技术效果或优点：
35、1、本专利技术通过利用钢铁联合企业中自有资源和部分绿色低碳资源(生物质)作为原料制备增碳剂，来源广泛，制作增碳剂工艺简单、成本极低，改变以往增碳剂固态添加方式，可以增加生产过程采用生物质作原料之一更低碳，更能保证增碳剂质量和供给的稳定性，从而减少增碳剂外购量，降低炼钢工序成本；同时以流体态方式增碳，增碳过程控制更为方便、更容易控制和计量实际增碳剂添加量，更容易实现自动化，流体态与钢水接触面更大，更容易实现钢水溶碳，增碳速度由固态增碳剂增碳和增碳收得率明显改善，增碳效果更好。
36、2、本专利技术在制备的同时进行添加，一边制备，一边添加；避免存储、运输和使用过程中软化粘连在一起，避免在添加过程中粘连在溜槽壁上。
37、3、本专利技术设置测温仪、料位测量仪、第一至第三阀门，测温仪、料位测量仪、第一至第三阀门与控制器电性相连，从而能够精确控制温度、增碳剂原料以及增碳剂的添加量，通过数学建模，精确控制增碳剂质量和供给的稳定性。
38、4、本专利技术第二吹扫管一端与第一吹扫管相连，另一端斜向下与加料管相连，且连接点位于第一阀门下方，以防止物料倒流入吹扫管，以便物料下料和增碳后管道吹扫。
39、5、本专利技术换热器安装在第二吹扫管上，换热器1给吹扫管中气体升温，温度大于t3，以便增碳结束后对加料管进行吹扫，防止物料冷凝堵塞加料管。
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1.一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
8.一种增碳剂制备及添加到钢水中的方法，基于权利要求1-7任意一项所述的增碳剂制备及添加到钢水中的装置实现，其特征在于，具体包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种增碳剂制备及添加到钢水中的装置，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的一种增碳剂制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵华，廖相巍，苏小利，张道光，李广帮，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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