[實(shí)用新型]一種直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220551725.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202912998U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒建明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州新天地設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): C21B13/12
• 分類號(hào): C21B13/12
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 王娟;郭防

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐，屬于直接還原鐵加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展，已成為世界上第一產(chǎn)鋼大國(guó)和耗鋼大國(guó)。2011年鋼產(chǎn)量突破7億噸，年需要廢鋼9000多萬(wàn)噸，還原鐵需求量為500萬(wàn)噸（其中進(jìn)口還原鐵為400多萬(wàn)噸），可我國(guó)直接還原鐵的產(chǎn)量不及印度半個(gè)月的產(chǎn)量，造成鋼鐵公司的直接還原鐵有大量的缺口，不得不花高價(jià)大量進(jìn)口國(guó)外的直接還原鐵。因此，我國(guó)并不是鋼鐵強(qiáng)國(guó)，鋼鐵產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力，在鋼材品種和質(zhì)量方面，還不適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。我國(guó)每年還要從國(guó)外及進(jìn)口鋼材4000余萬(wàn)噸（主要是優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼），而海綿鐵正是解決優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼的唯一必備原材料。而我國(guó)的直接還原鐵(海綿鐵)年產(chǎn)量?jī)H為60萬(wàn)噸，世界冶金行業(yè)把我國(guó)的海綿鐵產(chǎn)量定為零。我國(guó)又是一個(gè)天然氣和焦煤儲(chǔ)量不豐富的國(guó)家，加之我國(guó)貧、細(xì)、雜的鐵礦資源，直接還原鐵一直不能形成規(guī)模化。因此，國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)發(fā)展直接還原鐵和非焦煉鐵工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。提高還原鐵的產(chǎn)量與質(zhì)量以及開(kāi)發(fā)我國(guó)大量的貧、細(xì)、雜的鐵礦資源以及含鐵廢料和豐富的煤炭資源，使其資源化是一件迫在眉睫的事業(yè)。

世界直接還原工藝個(gè)根據(jù)使用還原劑的不同，可分為兩大類：使用氣體還原劑的氣基直接還原法和使用固體還原劑的煤基直接還原法。在走向鋼鐵強(qiáng)國(guó)的進(jìn)程中，發(fā)展立足本國(guó)資源特征的海綿鐵工業(yè)，才是發(fā)展鋼鐵強(qiáng)國(guó)的必經(jīng)之路，氣基直接還原法，主要分布在中東、南美等天然氣資源豐富的地區(qū)，這些地區(qū)以電爐短流程為主的鋼鐵工業(yè)也得到迅猛發(fā)展。代表工藝為Midrex豎爐法、HYL反應(yīng)罐法和流化床法。煤基直接還原法，主要分布在南非、印度、新西蘭等地，天然氣資源有限，但有優(yōu)質(zhì)的鐵礦資源和豐富的煤炭資源。代表工藝有SL-RN法和Krupp法。

我國(guó)從能源儲(chǔ)量和合理利用考慮，還不能為冶金工業(yè)生產(chǎn)提供足夠的天然氣，即使有氣可用，成本也太高，生產(chǎn)一噸海綿鐵，若用天然氣要400-500m³，若用煤氣，要1600m³。因此氣基直接還原無(wú)法考慮。在國(guó)內(nèi)使用較多的工藝有隧道窯工藝、回轉(zhuǎn)窯工藝和倒焰窯工藝三種，均為煤基還原法，國(guó)內(nèi)一些單位也做了一些其他工藝的研究實(shí)驗(yàn)，均未得到工業(yè)性生產(chǎn)的成功。因而煤基法生產(chǎn)海綿鐵工藝是我國(guó)首選工藝。

倒焰窯在我國(guó)發(fā)展較早，其特點(diǎn)有：投資少、上馬快、成本低、規(guī)模靈活、操作簡(jiǎn)單、對(duì)原材料要求低，但其產(chǎn)品質(zhì)量差且不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低、能耗高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作環(huán)境差、環(huán)境污染嚴(yán)重、裝備水平落后、全人工操作，無(wú)機(jī)械化可言，但因其投資少還有一些小型企業(yè)在使用，國(guó)家不提倡使用。

回轉(zhuǎn)窯工藝特點(diǎn)：機(jī)械化程度較高、操作環(huán)境較、污染較輕，但也存在這著產(chǎn)品成本高、投資大、易于發(fā)生結(jié)圈故障，產(chǎn)品質(zhì)量較低，填充系數(shù)低（一般在10%-20%），產(chǎn)品分化率高。對(duì)原料及還原劑要求苛刻，生產(chǎn)效率較低，熱效率低等缺點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)有幾家使用過(guò)，但均不太成功。

傳統(tǒng)的隧道窯工藝必須采用昂貴的耐火罐，工藝落后、能耗高（每噸直接還原鐵要消耗500-650㎏還原用煤，還要消耗450-550㎏加熱用煤）、還原時(shí)間長(zhǎng)（48-76h）、勞動(dòng)力消耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)運(yùn)行成本高，銷(xiāo)路不暢，此工藝還存在著環(huán)境污染嚴(yán)重（還原煤灰、廢還原罐等固體廢棄物多、粉塵多）、對(duì)原料要求過(guò)高（TFe≥66%）等缺點(diǎn)。

上述所有國(guó)內(nèi)外的直接還原鐵技術(shù)都無(wú)法利用低品位礦石、粉料以及含鐵廢料直接還原出高品位的還原鐵產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐。在我國(guó)低品位鐵礦資源以及豐富煤炭資源的基礎(chǔ)上，能將任意品位的塊礦、粉料和適量還原劑混合后，經(jīng)還原爐直接還原成海綿鐵。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案。直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐，構(gòu)造包括爐體，爐體外壁為耐火絕緣保溫層，在耐火絕緣保溫層內(nèi)設(shè)有發(fā)熱內(nèi)膽，發(fā)熱內(nèi)膽連接有導(dǎo)電裝置，爐體頂端設(shè)有進(jìn)料口，爐體底部設(shè)有出料口。

上述的直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐，所述發(fā)熱內(nèi)膽為圓環(huán)形。

上述的直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐，所述發(fā)熱內(nèi)膽為1個(gè)以上，在發(fā)熱內(nèi)膽之間，以及發(fā)熱內(nèi)膽和爐體內(nèi)壁之間為加熱通道。

上述的直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐，所述發(fā)熱內(nèi)膽是碳化硅、石墨或者金屬發(fā)熱內(nèi)膽。

上述的直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐，所述爐體上連接煙氣管道。

上述的直接還原鐵生產(chǎn)用發(fā)熱內(nèi)膽還原爐，所述爐體由上至下分為預(yù)熱段、升溫段和還原反應(yīng)段。