[實(shí)用新型]一種熔融還原煉鐵用組合噴槍

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920109909.5
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN201463594U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文運(yùn);張殿偉;青格勒;周繼良;徐萌;孫健;馬麗
• 申請（專利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類號: F27D3/16
• 分類號: F27D3/16;C21B11/00
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于熔融還原煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種熔融還原煉鐵用組合噴槍。用于熔融還原煉鐵工藝的煤粉噴吹和燃燒的設(shè)備，可以直接使用現(xiàn)有氧氣轉(zhuǎn)爐爐體設(shè)備進(jìn)行煉鐵，適用于黑色和有色冶金領(lǐng)域進(jìn)行的高溫熔融還原冶煉領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋼鐵工業(yè)目前正面臨資源、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等各種問題，現(xiàn)代高爐愈來愈暴露出它本身的局限性，特別需要我們研究出適合我國條件的非高爐煉鐵技術(shù)，改變我國鋼鐵工業(yè)以焦炭為主要能源的局面，促進(jìn)我國鋼鐵工業(yè)穩(wěn)步健康地持續(xù)發(fā)展。非高爐煉鐵工藝由于具有高效利用資源、環(huán)境污染小以及提高生產(chǎn)效率等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)煉鐵高效、長壽、低耗發(fā)展目標(biāo)的必然趨勢。

熔融還原煉鐵工藝與傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝相反，它是借助高溫環(huán)境，用碳還原熔渣中氧化鐵，并燃燒還原過程中產(chǎn)生的煤氣為熔融和還原反應(yīng)提供熱量，從而達(dá)到產(chǎn)率和能耗合理配置，可以大大提高生產(chǎn)效率。日本的DIOS工藝、澳大利亞的HIsmelt工藝和AusIron工藝、美國的AISI工藝以及前蘇聯(lián)的Romelt工藝為這類方法的典型代表，但這些工藝由于終還原爐FeO含量高、爐襯耐火材料侵蝕嚴(yán)重、爐缸壽命短和熱能利用效率低、能耗高等原因被束之高閣。

要徹底解決這些問題，可以借鑒現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的經(jīng)驗(yàn)，使用間歇生產(chǎn)方式和濺渣護(hù)爐技術(shù)延長爐襯壽命，同時對熔融還原工藝的噴吹設(shè)備和二次燃燒方式進(jìn)行改造，提高鐵浴熔池的傳熱效率和二次燃燒熱的利用效率，降低礦耗和煤粉消耗，從而降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種熔融還原煉鐵用組合噴槍，提高鐵浴熔池的傳熱效率和二次燃燒熱的利用效率，降低礦耗和煤粉消耗，從而降低生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型的核心為一組合式噴槍，使用轉(zhuǎn)爐爐體做反應(yīng)容器進(jìn)行鐵水冶煉。

本實(shí)用新型由兩個可以獨(dú)立移動的內(nèi)部中心煤氧噴槍和外部套筒噴槍組成，中心煤氧噴槍可插入鐵浴熔池中進(jìn)行燃燒，外部套筒噴槍用于還原產(chǎn)生煤氣的二次燃燒。

中心煤氧噴槍為套筒式，中心為噴煤管，外部為水冷卻保護(hù)套管，套管內(nèi)部安裝多條冷卻水管和助燃用氧氣管。來水經(jīng)由冷卻水管直接輸送到套筒的頂端，回水沿套筒內(nèi)氧氣管和冷卻水管縫隙返回，并從出水管道排出。氧氣管將氧氣輸送到噴槍口，經(jīng)由特殊噴咀噴出，與噴吹管噴入的煤粉燃燒。

外部套筒噴槍為水冷套筒結(jié)構(gòu)，管內(nèi)安裝多條氧氣管和冷卻水管，冷卻水管用于套筒的冷卻降溫，來水經(jīng)由冷卻水管輸送到套筒的頂端，回水沿套筒內(nèi)部氧氣管和冷卻水管的縫隙返回。

可以將原料、燃料和溶劑等從外部套筒噴槍與中心煤氧噴槍的加料環(huán)縫注入鐵浴熔池中，使反應(yīng)器內(nèi)的上升煤氣流與加入的原、燃料隔離，減少粉塵排出量.

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐體做熔融還原反應(yīng)爐，將中心煤氧槍直接插入熔池中進(jìn)行燃燒并攪拌熔池，提高煤粉燃燒熱的利用效率、提高熔融和還原反應(yīng)的速度；同時通過外部套筒噴槍向熔池表面噴吹氧氣，將還原過程中產(chǎn)生的煤氣二次燃燒，為熔融和還原反應(yīng)供熱；將鐵礦石和煤塊、熔劑等通過組合噴槍連續(xù)加入到在轉(zhuǎn)爐爐體內(nèi)形成的鐵浴熔池中，減少原燃料加入過程中產(chǎn)生的粉塵，提高原燃料的利用率；另外，熔融還原反應(yīng)后期停止加料后，繼續(xù)向熔池中噴吹煤粉和氧氣，可以還原熔渣中的FeO，沉淀和回收熔渣中夾帶的部分粒鐵。

組合噴槍同時配合浸入式燃燒和厚渣層操作技術(shù)，可以大大提高對鐵浴熔池的攪拌強(qiáng)度，提高二次燃燒熱的利用效率和熔融還原反應(yīng)速率，降低燃料消耗、降低生產(chǎn)成本和提高鐵水產(chǎn)量。

本發(fā)明的有益效果是：

利用鋼鐵工業(yè)現(xiàn)有成熟的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐工藝、設(shè)備和技術(shù)，直接利用粉礦和非焦煤生產(chǎn)鐵水，與目前傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝相比，不但可以不建焦化、燒結(jié)、球團(tuán)等生產(chǎn)工廠，降低對環(huán)境的污染；而且可以直接使用非焦煤、低品位的鐵礦石和含鐵工業(yè)粉塵、轉(zhuǎn)爐煉鋼液態(tài)鋼渣等，降低燃料消耗和提高鐵水產(chǎn)量；同時由于大部分設(shè)備為現(xiàn)有的煉鋼設(shè)備，工藝技術(shù)相對成熟，工業(yè)化應(yīng)用風(fēng)險較小。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

圖1為組合噴槍的橫截面示意圖。其中，噴煤管1、冷卻水管2、氧氣管3、加料環(huán)縫4、冷卻水管5、氧氣管6、中心煤氧噴槍7、外部套筒噴槍8。

圖2為組合噴槍前端部的縱向剖面示意圖。其中，噴煤管1、冷卻水管2、氧氣管3、氧氣管6、中心煤氧噴槍7、外部套筒噴槍8。

圖3為使用組合噴槍在轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行鐵水冶煉的工藝示意圖。其中，中心煤氧噴槍7、外部套筒噴槍8、鐵浴熔池9、鐵水層10、轉(zhuǎn)爐上部煙罩11、轉(zhuǎn)爐爐體12。