[發(fā)明專利]新型直接還原轉底爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910011712.2
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101550463A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設計）人: 劉德文;王春林;孔慶祜;欒穎;鄭綏旭
• 申請（專利權）人: 中冶北方工程技術有限公司
• 主分類號: C21B13/08
• 分類號: C21B13/08
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司
• 代理人: 王常謙

技術領域

本發(fā)明屬于直接還原轉底爐加熱技術領域，特別是一種新型直接還原轉底爐。

背景技術

目前，直接還原鐵的生產主要有豎爐、回轉窯、轉底爐三種工藝。三種工藝從加熱方式來看，都屬于間接的氣氛加熱。間接加熱的優(yōu)點在于加熱均勻。但這種加熱方式的能量傳遞受傳熱效率的影響較大，因而存在加熱速度慢、能量利用率低等不足。與其他兩種工藝相比，轉底爐工藝有其自身的優(yōu)勢。轉底爐工藝對原料的適應范圍較廣，還原的速度快，生產易操作和掌握，能節(jié)省工程投資和生產成本。對于傳統(tǒng)的直接還原轉底爐，其對物料加熱的方式是上述的間接氣氛加熱。加熱用的燒嘴分布在轉底爐爐身的兩側，燃料經燒嘴燃燒后，產生的高溫氣體將周圍空間的氣氛加熱，熱量通過高溫熱氣傳遞給需要加熱的物料，這種熱傳遞方式受傳熱效率的影響，因此加熱速度慢。在實際生產過程中要達到生產需要的理論溫度，需要將熱氣的溫度加熱到高于理論溫度100℃左右，即周圍氣氛的溫度要高于物料溫度100℃左右才能使物料加熱到所需要的溫度，因此有很大一部分熱量無法有效利用，造成能源的浪費。

其次以用含碳鐵礦球團為原料的直接還原轉底爐工藝為例，來說明升溫速度慢對生產的影響。鐵礦球團在升溫過程中，鐵氧化物會與鐵礦球團中的SiO₂等雜質生成鐵橄欖石等低熔點的化合物。這類化合物的生成，使得后續(xù)的高溫還原過程中形成液相，增加了還原氣體和還原反應后產生的廢氣在料層中的擴散阻力，這對還原過程的進行是不利的。如果液相產生過多，還有可能造成球團相互粘結，形成大塊，影響正常的生產。快速升溫可以減少這類低熔點化合物的生成。另外這類化合物的生產會降低鐵礦球團的還原度，將直接影響產品的質量。

為克服這些不足，提高燃料的利用率，加快物料的升溫速度，減少由于升溫緩慢這一過程中有害化合物的生成，促進直接還原反應的快速進行，提高產品的產、質量，本發(fā)明提出一套直接還原轉底爐工藝加熱新技術。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種配置合理，結構緊湊，能量利用率高，能提高直接還原鐵產品產質量的新型直接還原轉底爐。

本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種新型直接還原轉底爐，包括耐火材料外墻，設在耐火材料外墻內的可繞轉底爐中心做圓周運動的臺車，臺車底部支撐件，沿臺車轉動方向依次設有的裝料段、預熱升溫段、還原段、卸料段，內部氣氛與大氣之間的水封裝置，燃氣輸送管道，助燃空氣輸送管道以及燒嘴，其特征在于在所述的預熱升溫段和還原段的耐火材料外墻頂部設有多個燒嘴，此燒嘴以轉底爐的中心為圓心呈多圈同心圓弧布置，且垂直于臺車上的料面，此燒嘴的同心圓弧的徑向斷面呈簾幕式結構，所述的燃氣輸送管道與所述的燒嘴的頂部相連接，所述助燃空氣輸送管道與所述燒嘴的上部相連接。

所述的燒嘴布置為10～14圈同心圓弧，圓弧圈與圓弧圈之間的燒嘴交替布置。

所述的多圈同心圓弧布置的燒嘴中，每3～4圈燒嘴為一組，從外圖至內圈，每組燒嘴的規(guī)格依次減小。

所述的燃氣輸送管道和助燃空氣輸送管道與燒嘴的連接方式為沿同心圓弧的徑向，3～4個燒嘴為一組，分別交錯連接。

在所述的還原段，所述燒嘴與料面距離為450mm～550mm，燒嘴沿同心圓弧的徑向間距為450mm～600mm，沿同心圓弧的圓周方向間距為1000mm～1500mm。

在所述的預熱升溫段，所述燒嘴與料面距離為450mm～550mm，燒嘴沿同心圓弧的徑向間距為450mm～600mm，沿同心圓弧的圓周方向間距為1100mm～1600mm。

本發(fā)明的新型直接還原轉底爐取消了傳統(tǒng)直接還原轉底爐爐身兩側的燒嘴，改為將加熱用的燒嘴呈簾幕式布置在轉底爐的頂部。為使料層受熱均勻，并且達到工藝對溫度的要求，需要合理的布置燒嘴。轉底爐的臺車繞轉底爐的中心呈圓環(huán)布置，并繞轉底爐的中心做圓周運動，臺車在制作時外側(離轉底爐中心近的一側)的長度大于臺車內側的長度，因此臺車外側的料面積大于內側的料面積，外側所需的熱量相對內側要多。而且在臺車繞轉底爐中心做圓周運動時，臺車外側的線速度大于臺車內側的線速度，為滿足對臺車上線速度較快的外側物料的加熱要求，沿臺車寬度方向(轉底爐徑向)所布置的外側燒嘴規(guī)格大于內側。沿轉底爐臺車的長度方向(轉底爐圓周方向、臺車運行方向)上，燒嘴以轉底爐中心為圓心，布置呈同心圓弧狀。

轉底爐一般分為四個區(qū)段：裝料段、預熱升溫段、還原段、卸料段。需要加熱的是預熱升溫段和還原段。根據(jù)轉底爐上預熱升溫段和還原段對溫度的要求不同，各段的燒嘴布置數(shù)量、密度不相同。