[發(fā)明專利]用于直接還原生產(chǎn)方式的2~3段布料和出料的轉(zhuǎn)底爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110271320.7
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102304600A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛慶國;佘雪峰;王靜松;姜雷;曾暉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: C21B13/08
• 分類號: C21B13/08;C22B1/24
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵行業(yè)采用鐵精粉或含鐵、鋅等粉塵生產(chǎn)金屬化球團(tuán)（或直接還原鐵)領(lǐng)域，以及有色行業(yè)采用釩鈦磁鐵礦、紅土鎳礦等生產(chǎn)金屬化球團(tuán)領(lǐng)域的工藝方法和設(shè)備。具體內(nèi)容涉及在轉(zhuǎn)底爐上采用2~3段布料及出料方式，有效地解決了大型轉(zhuǎn)底爐（中徑D≥50m）運(yùn)行穩(wěn)定性差，熱工控制復(fù)雜等問題，2~3段布料及出料方式的轉(zhuǎn)底爐適用于生產(chǎn)能力大于40萬t/a金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)規(guī)模。

背景技術(shù)

采用轉(zhuǎn)底爐直接還原技術(shù)生產(chǎn)金屬化球團(tuán)是最近三十年間發(fā)展起來的煉鐵和處理特殊有色金屬礦石等的新工藝。由于此項工藝對原料和燃料的要求較低，同時能夠合理利用自然資源，因而受到冶金和有色行業(yè)的高度關(guān)注。

轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)工藝流程是將粉礦與還原劑（一般指煤粉）加入粘結(jié)劑后造球，將生球團(tuán)通過布料機(jī)均勻布置在轉(zhuǎn)底爐爐底，在爐底上的生球隨爐底轉(zhuǎn)動一圈的過程中完成直接還原，還原后的金屬化球團(tuán)再通過出料機(jī)排出轉(zhuǎn)底爐，得到的金屬化根據(jù)質(zhì)量和工藝要求等參數(shù)，然后對金屬化球團(tuán)進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)利用，例如：作為高爐原料、轉(zhuǎn)爐冷卻劑或?qū)⒔饘倩驁F(tuán)裝入熔分爐內(nèi)熔分獲得金屬等利用方法。轉(zhuǎn)底爐本體主要設(shè)備構(gòu)成為：可獨(dú)立轉(zhuǎn)動的爐底部分，固定爐墻和固定爐頂部分，爐墻或爐頂上的燒嘴和熱風(fēng)噴嘴部分，斷開后獨(dú)立分布了2~3段爐膛之間擺放布料機(jī)和出料機(jī)部分，煙氣排放部分。目前設(shè)計中徑在40m以下轉(zhuǎn)底爐本體采用一套加出料系統(tǒng)，能滿足生球團(tuán)均勻加入轉(zhuǎn)底爐和成品金屬化球團(tuán)的排出轉(zhuǎn)底爐。但對于轉(zhuǎn)底爐中徑在40m以上（或理解生產(chǎn)能力大于40萬t/a金屬化球團(tuán)），采用一套加出料系統(tǒng)完成轉(zhuǎn)底爐的裝料和卸料過程，生產(chǎn)過程中難以滿足工藝和熱工要求，具體存在以下兩方面不足：

1、目前產(chǎn)能在25萬t/a金屬化球團(tuán)以下金屬化球團(tuán)的轉(zhuǎn)底爐在生產(chǎn)過程中能夠穩(wěn)定運(yùn)行，而設(shè)計能力達(dá)到50萬t/a金屬化球團(tuán)以上的轉(zhuǎn)底爐，設(shè)計中徑通常超過50m，這將導(dǎo)致球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)高溫運(yùn)行的行程超過150m，而球團(tuán)是在特定的還原時間內(nèi)（通常在15~25min）就完成了還原過程，因此轉(zhuǎn)底爐設(shè)計產(chǎn)能越大，同時為使球團(tuán)停留在爐內(nèi)的時間不過分延長，將會導(dǎo)致設(shè)計爐底轉(zhuǎn)爐底速過大，造成轉(zhuǎn)底爐爐底相對高速運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅造成機(jī)械元件的磨損增大，而且還容易造成運(yùn)轉(zhuǎn)過程的非平衡震動帶來爐底傳動設(shè)備的壽命降低等。

2、轉(zhuǎn)底爐設(shè)計生產(chǎn)能力越大，燃料消耗量和廢煙氣量也就越大。例如設(shè)計生產(chǎn)能力達(dá)到50萬t/a金屬化球團(tuán)的轉(zhuǎn)底爐本體（中徑約50~55?m），若采用發(fā)生爐煤氣作為燃料，則廢煙氣量可達(dá)23?0000~25?0000?Nm³/h，若采用單煙道排煙，此時排煙口設(shè)計直徑過大不僅工程上難以實現(xiàn)，而且為避免相當(dāng)一部分爐內(nèi)煙氣進(jìn)入排煙口的路程太長，不得不將排煙口設(shè)計在轉(zhuǎn)底爐中部的高溫段，從而導(dǎo)致排煙溫度增高進(jìn)而增加單位產(chǎn)品的能耗。若轉(zhuǎn)底爐采用雙煙道排的煙方法，雖能適度降低排煙口的設(shè)計直徑，但雙煙道排煙方式將會帶來轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)壓力控制復(fù)雜化，同時生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)的爐壓控制的穩(wěn)定性也將急劇惡化。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)底爐向大型化、集約化的設(shè)計和工程應(yīng)用的發(fā)展方向，同時克服由于轉(zhuǎn)底爐大型化后帶來的爐底運(yùn)行平穩(wěn)度差、煙道口直徑過大、爐膛高度過高、熱效率低及爐內(nèi)爐壓控制困難等難題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可降低轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)過程的運(yùn)行速度和爐膛高度，減小煙道尺寸，增加爐子熱效率，簡化轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)的爐壓控制的用于直接還原生產(chǎn)方式的2~3段布料和出料的轉(zhuǎn)底爐。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：用于直接還原生產(chǎn)方式的2~3段布料和出料的轉(zhuǎn)底爐，該轉(zhuǎn)底爐包括環(huán)形爐體和可轉(zhuǎn)動環(huán)形爐底；其中，所述環(huán)形爐體由2-3段弧形爐膛構(gòu)成，每段所述弧形爐膛由弧形爐墻、弧形爐頂、進(jìn)料端墻和出料端墻構(gòu)成半密封結(jié)構(gòu)，每段所述弧形爐膛沿所述環(huán)形爐底的轉(zhuǎn)動方向上依次設(shè)定位預(yù)熱區(qū)、還原一區(qū)、還原二區(qū)、均熱一區(qū)和均熱二區(qū)；所述預(yù)熱區(qū)和所述還原一區(qū)的交接線±5°區(qū)域內(nèi)設(shè)有排煙口，預(yù)熱區(qū)和所述還原一區(qū)的交界線±5°區(qū)域上設(shè)有用于將引出的煙氣進(jìn)入沉降室煙道的排煙口，所述預(yù)熱區(qū)內(nèi)靠近所述排煙口一端設(shè)置有用于控制爐壓的擋墻；每段所述弧形爐膛都的兩端設(shè)有用加料的加料機(jī)和用于出料的出料機(jī)，每段所述弧形爐膛還設(shè)有設(shè)置熱工控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述熱工控制系統(tǒng)包括煤氣燒嘴和二次風(fēng)噴嘴，所述煤氣燒嘴和二次風(fēng)噴嘴均勻、且對稱設(shè)置在所述預(yù)熱區(qū)、還原一區(qū)、還原二區(qū)、均熱一區(qū)和均熱二區(qū)的所述弧形爐墻上。