[實用新型]用于熔化氧化鐵含碳球團的新型沖天爐系統

無效

• 申請號: 200820076446.2
• 申請日: 2008-03-10
• 公開（公告）號: CN201217665Y
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 王宇新;周萬山
• 申請（專利權）人: 周萬山;王宇新
• 主分類號: C21C1/08
• 分類號: C21C1/08;F27B1/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張 杰

技術領域

本實用新型屬于鑄造、鑄鐵熔煉技術領域，其具體涉及一種用于熔化含碳球團的新型沖天爐。

背景技術

在我國國內鐵礦石多為低品位的貧礦，且小鐵礦數量大，需要先加工成鐵礦精粉并經燒結成球團之后才能供高爐煉鐵使用。而目前的高爐及燒結設備體積龐大、占地面積大、造價高、能耗高；特別是高爐在生產鑄造生鐵或球鐵生鐵時，生產率會降低，能耗和生產成本進一步提高。長久以來，我國鑄造行業消耗的大量鐵液，是靠購買和使用高爐鑄造生鐵錠再經沖天爐或電爐進行二次熔化獲得；為此，高爐鐵液通常需要先經過鑄錠后，再運到鑄造車間(工廠)經沖天爐或電爐重新熔化才能用于鑄鐵件的生產，不僅增加能耗和成本，還會使鐵液在沖天爐二次熔化過程中增硫和因合金元素燒損而降低硅、錳含量；即使采用目前較先進的短流程化鐵工藝--直接將高爐鐵液經過長距離運輸到鑄造車間(工廠)再經電爐升溫、調整成分后用于鑄鐵件的生產，也會因鐵液運輸過程中溫度損失較多而使低溫鐵液大量生成氧化渣造成合金元素硅、錳損耗加大，以及升溫精煉能耗加大。上述幾個過程均能耗高、污染大，目前國內高爐生鐵生產的能耗水平約為770kg標準煤/噸鐵液，鑄鐵二次熔煉的能耗約為110～200kg標準煤/噸鐵液，二者合計使得高溫鑄造鐵液生產的綜合能耗超過800～900kg標準煤/噸鐵液，使現有國內鑄造行業成為能耗高、污染高、成本高的行業。目前國內外先進的熔融化鐵技術，雖然能夠將利用非焦煤直接將天然礦、球團礦、燒結礦轉化成海綿鐵再熔煉成鐵液，但是設備復雜、投資高。

本項目專利權人自上世紀九十年代以來，對氧化鐵含煤免燒球團進行了試驗研究，隨后申請了《沖天爐用含鐵氧化物球團及其制取工藝》發明專利(ZL?94144629.6)，并先后在國內多個鑄造企業該技術進行了工業化生產實驗，在不改動企業原有沖天爐設備和產品特性的情況下，共生產了一萬多噸合格鑄鐵件產品，鑄件材質包括了灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵等。但同時也發現：在使用目前的普通沖天爐(例如大型熱風水冷沖天爐)直接熔化氧化鐵含煤球團生產鑄造鐵液時，盡管也能夠降低鑄造鐵液的生產成本，但是，卻也存在含碳球團在爐內發生“直接還原”過程中所產生的大量煤氣不能充分得到有效利用，以及出鐵的鐵液含硫量偏高等不足，亟待加以改進。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于采用一種新型沖天爐能夠將氧化鐵含煤球團直接化鐵，其不僅能夠充分利用境內低品位的小鐵礦資源以及回收利用大型鋼鐵企業的氧化鐵廢料，還免去了球團燒結、高爐煉鐵、鑄錠以及鑄造車間二次熔化生鐵錠等工序，還可完全回收含煤球團還原時產生的煤氣并加以綜合利用，使得鑄造鐵液生產的綜合能耗大大降低，并減少了合金元素的燒損，從而明顯降低了鑄造成本，還減少了溫室氣體CO₂的排放，減輕了環境壓力，有利于建立節能型、環境友好型的新型鑄造工業，實現我國鑄造業的可持續發展。

本實用新型的技術方案為：用于直接熔化氧化鐵含碳球團的新型沖天爐系統，該沖天爐的爐身下半部設為熱風水冷爐壁沖大爐的典型結構，上半部采用煤氣發生爐的密閉結構；其爐身下半部分包括有配設的熱風箱、設在無爐襯爐殼外部的爐壁噴淋水管、設在熱風箱下部的水冷風口、設在爐身底部的渣鐵分離裝置、以及與熱風箱配套設置的外部熱風系統和鼓熱風裝置，在鐵液出口外配設有一具有脫硫和保溫作用的回轉式脫硫前爐；爐身上半部由下向上依次包括爐氣出口、料位計、設在上部爐身內的加料鐘罩、頂部為加料口，在爐氣出口外依次連接配設有重力除塵裝置、二級除塵及脫硫裝置、煤氣儲存裝置煤氣柜，煤氣柜與鼓風裝置間連接有回收利用煤氣的管道。本實用新型由于沖天爐的頂部結構采用煤氣發生爐的密閉結構，爐頂的爐氣(主要含有大量煤氣，其來源為含煤球團發生“直接還原”反應過程的產物為煤氣)為正壓，因此鼓風壓力略有提高。其通過專用管道系統進行熱交換降溫和凈化處理后輸送到煤氣儲存裝置，能作為廠內部分爐窯和烘烤裝置的能源。爐前附設一脫硫裝置，對鐵液脫硫處理后的鐵液溫度仍高于1450～1520℃，可直接用于灰鑄鐵件和可鍛鑄鐵件的澆注，以及球墨鑄鐵的球化處理等。