[發(fā)明專利]一種熔融還原煉鐵設(shè)備及煉鐵方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310339130.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103397127A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張英華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張英華
• 主分類(lèi)號(hào): C21B11/00
• 分類(lèi)號(hào): C21B11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
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1.一種熔融還原煉鐵設(shè)備，其特征在于：熔融還原煉鐵設(shè)備包括：回轉(zhuǎn)式流化床還原爐、鐵浴熔融還原爐(23)、水煤氣發(fā)生裝置(11)、煤氣冷卻裝置(12)、除塵裝置(13)、洗滌器(14)、還原氣提純裝置(15)、還原氣增壓風(fēng)機(jī)、氮?dú)馀c富氧發(fā)生裝置(18)、粉煤罐(22)、粉煤螺旋輸送機(jī)、熟料螺旋輸送機(jī)，氮?dú)馀c富氧發(fā)生裝置(18)是用空壓機(jī)把空氣壓縮后通過(guò)分子篩把氮?dú)饣厥盏降獨(dú)夤蘩铮諌簷C(jī)里剩余的氣體就是富氧、用氧氣罐儲(chǔ)存富氧，回轉(zhuǎn)式流化床還原爐的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)水泥的回轉(zhuǎn)水泥窯有相似的地方：在回轉(zhuǎn)窯(1)的前段和后段外面套有環(huán)形軌道，前環(huán)形軌道之前的回轉(zhuǎn)窯(1)上套有從動(dòng)齒輪；回轉(zhuǎn)窯(1)前高后低傾斜地安裝在兩個(gè)支撐臺(tái)(6)上，回轉(zhuǎn)窯(1)上的前后兩個(gè)軌道分別壓在前后兩個(gè)支撐臺(tái)(6)的兩對(duì)滾輪(4)上，回轉(zhuǎn)窯(1)上的從動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)轉(zhuǎn)軸上的主動(dòng)齒輪嚙合；回轉(zhuǎn)式流化床還原爐的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)水泥的回轉(zhuǎn)水泥窯不同的地方是：回轉(zhuǎn)式流化床還原爐有外殼(2)，外殼(2)把回轉(zhuǎn)窯(1)、滾輪(4)、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪包在里面，外殼(2)有夾層、夾層內(nèi)有冷卻水或氣體，或者外殼(2)內(nèi)襯耐火陶瓷外包保溫材料，回轉(zhuǎn)窯(1)中段和后段有爐箅(3)孔，外殼(2)的中段和后段的下部有裂口，外殼(2)下部的裂口與爐灰螺旋輸送機(jī)(5)的輸送管上部的裂口相通，爐灰螺旋輸送機(jī)(5)的出口接在塵灰管(17)上，回轉(zhuǎn)窯(1)上方的外殼(2)上依次裝有數(shù)個(gè)溫度傳感器，回轉(zhuǎn)窯(1)入口和前環(huán)形軌道后面與外殼(2)之間各有一石棉毛氈密封圈被彈簧壓在回轉(zhuǎn)窯(1)上，回轉(zhuǎn)窯(1)的出口和后環(huán)形軌道前面與外殼(2)之間也各有一石棉毛氈密封圈被彈簧壓在回轉(zhuǎn)窯(1)上，回轉(zhuǎn)式流化床還原爐有爐箅(3)的地方八點(diǎn)鐘至九點(diǎn)鐘方向的外殼(2)上有一長(zhǎng)方形還原氣進(jìn)氣口(16)，回轉(zhuǎn)式流化床還原爐有爐箅(3)的地方兩點(diǎn)鐘至三點(diǎn)鐘方向的外殼(2)上有一長(zhǎng)方形富氧進(jìn)氣口(19)，在富氧進(jìn)氣口(19)上每間隔一段距離有一條燃?xì)恻c(diǎn)火管，裝在外殼(2)長(zhǎng)方形還原氣進(jìn)氣口(16)上的石棉毛氈密封圈被彈簧壓在回轉(zhuǎn)窯(1)外壁上，裝在外殼長(zhǎng)方形富氧進(jìn)氣口(19)上的石棉毛氈密封圈也被彈簧壓在回轉(zhuǎn)窯(1)外壁上，所有安裝在外殼(2)上用于夾住石棉毛氈密封圈的夾子都是帶有夾層的夾子、夾層內(nèi)有冷卻水；回轉(zhuǎn)窯(1)出口對(duì)接熟料倉(cāng)庫(kù)(10)，熟料倉(cāng)庫(kù)(10)下方有熟料螺旋輸送機(jī)的入料口，鐵浴熔融還原爐(23)頂部的爐煤氣出口與熟料倉(cāng)庫(kù)(10)上方之間有保溫管(20)相連通，保溫管(20)上裝有電動(dòng)碟閥風(fēng)門(mén)(21)，回轉(zhuǎn)窯(1)是在回轉(zhuǎn)網(wǎng)管的前段內(nèi)外側(cè)鑲嵌耐火陶瓷板，在回轉(zhuǎn)網(wǎng)管的中后段內(nèi)外側(cè)鑲嵌帶孔的耐火陶瓷板或者帶孔的石墨板、形成爐箅(3)，在回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)側(cè)裝有抄板，有加料管的下端伸入回轉(zhuǎn)窯(1)的入口，加料管的中部與外殼(2)前端固定連接，加料管的上端通過(guò)萬(wàn)向分布器與上面的料倉(cāng)(9)連接，煙囪(8)向下從料倉(cāng)(9)中央穿過(guò)之后再穿過(guò)萬(wàn)向分布器中央孔、然后煙囪(8)的末端也與加料管相通，料倉(cāng)(9)內(nèi)的粉礦、粉煤和熔劑通過(guò)一個(gè)萬(wàn)向布料器從加料管投放到回轉(zhuǎn)窯(1)中，從煙囪(8)出來(lái)爐煤氣和水煤氣發(fā)生裝置(11)生產(chǎn)的水煤氣一起依次經(jīng)過(guò)煤氣冷卻裝置(12)使?fàn)t煤氣冷卻、除塵裝置(13)除去煤氣中的大顆粒塵土、清洗器(14)清洗掉煤氣中的小顆粒塵土、還原氣提純裝置(15)除去二氧化碳和水蒸氣后成為還原氣，還原氣經(jīng)過(guò)還原氣增壓風(fēng)機(jī)增壓、再進(jìn)入煤氣冷卻裝置(12)的外層被加熱后從回轉(zhuǎn)式流化床還原爐的還原氣進(jìn)氣口(16)進(jìn)入穿過(guò)爐箅(3)把粉礦吹動(dòng)，并與粉礦中的氧化亞鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鐵、二氧化碳或水，熟料鐵螺旋輸送機(jī)把從回轉(zhuǎn)式流化床還原爐生的回轉(zhuǎn)窯(1)出來(lái)的含氧化亞鐵、粉煤和熔劑的熟料送到鐵浴熔融還原爐(23)的頂部，然后用氮?dú)獍咽炝蠂娙腓F浴熔融還原爐(23)中，粉煤螺旋輸送機(jī)從粉煤罐(22)底部把粉煤也送到鐵浴熔融還原爐(23)頂部，然后用富氧把粉煤噴入鐵浴熔融還原爐(23)中，塵灰管(17)穿過(guò)鐵浴熔融還原爐(23)側(cè)壁，用塵埃螺旋輸送機(jī)把大顆粒塵埃送到塵灰管(17)中，從爐箅(3)漏下來(lái)的爐灰被爐灰螺旋輸送機(jī)也被輸送到塵灰管(17)中，用氮?dú)獍褷t灰管(17)中的塵埃和爐灰吹入鐵浴熔融還原爐(23)中，鐵浴熔融還原爐(23)的底部下側(cè)有鐵水出口(25)，鐵浴熔融還原爐(23)中的爐渣液層有爐渣管(24)通往外面，從鐵浴熔融還原爐(23)出來(lái)的爐渣液用來(lái)加熱富氧。

2.使用熔融還原煉鐵設(shè)備的煉鐵方法，把粉礦、粉煤和熔劑放入料倉(cāng)(9)，粉礦、粉煤和熔劑在料倉(cāng)(9)里被煙囪(8)里的爐煤氣加熱，料倉(cāng)(9)里的粉礦、粉煤和熔劑通過(guò)料倉(cāng)(9)下面的萬(wàn)向分布器投放到加料管里、然后從加料管流入回轉(zhuǎn)窯(1)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪帶動(dòng)回轉(zhuǎn)窯(1)上的從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)使回轉(zhuǎn)窯(1)上的環(huán)形軌道壓在支撐臺(tái)(6)上的滾輪(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，流入回轉(zhuǎn)窯(1)的粉礦、粉煤和熔劑在回轉(zhuǎn)窯(1)的前段由于回轉(zhuǎn)窯(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)被回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)的抄板帶到高處然后落下、被回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)流動(dòng)的熱氣體進(jìn)一步均勻地加熱，在回轉(zhuǎn)窯(1)前段內(nèi)高溫下粉煤中的碳與粉礦中的一部分氧化鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化亞鐵和二氧化碳，從煙囪(8)出來(lái)的爐煤氣和水煤氣發(fā)生裝置出來(lái)的水煤氣依次經(jīng)過(guò)冷卻裝置使上煤氣冷卻、除塵裝置除去煤氣中的大顆粒塵埃、清洗器清洗掉煤氣中的小顆粒塵埃、還原氣提純裝置除去二氧化碳和水蒸氣、還原氣增壓風(fēng)機(jī)增壓、煤氣冷卻裝置的外層加熱還原氣后，從回轉(zhuǎn)式流化床還原爐外殼的中后段的還原氣入口(16)進(jìn)入穿過(guò)回轉(zhuǎn)窯(1)中后段八點(diǎn)鐘至九點(diǎn)鐘方向的爐箅(3)把粉礦、粉煤和熔劑吹動(dòng)、并與粉礦中的氧化亞鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，由于回轉(zhuǎn)窯(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)的粉礦、粉煤和熔劑等原料被抄板帶到高處，在回轉(zhuǎn)窯(1)的內(nèi)八點(diǎn)鐘至九點(diǎn)鐘方向的地方形成一定的厚度；這些原料被爐箅(3)外吹入的還原氣吹動(dòng)后，由于粉煤的比重小，一些小顆粒粉煤被吹到靠近回轉(zhuǎn)窯(1)的兩點(diǎn)鐘至三點(diǎn)鐘方向的地方形成漂浮的煤粉塵；由于回轉(zhuǎn)窯(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)，在回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)兩點(diǎn)鐘至三點(diǎn)鐘方向的地方的原料被抄板帶走、只留下漂浮的煤粉塵；氮?dú)馀c富氧發(fā)生裝置產(chǎn)生的富氧從回轉(zhuǎn)式流化床還原爐外殼(2)的中后段富氧進(jìn)氣口(19)進(jìn)入、穿過(guò)回轉(zhuǎn)窯(1)中后段的爐箅(3)，從爐箅(3)兩點(diǎn)鐘至三點(diǎn)鐘方向的地方吹出；富氧進(jìn)氣口(19)內(nèi)的燃?xì)夤車(chē)姵龅娜細(xì)饣鹧纥c(diǎn)燃回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)兩點(diǎn)鐘至三點(diǎn)鐘方向的地方漂浮的煤粉塵；由于回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)兩點(diǎn)鐘至三點(diǎn)鐘方向的地方漂浮的煤粉塵的濃度較高、富氧支持這些漂浮的煤粉塵的燃燒只能是不充分燃燒；漂浮的煤粉塵在回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)兩點(diǎn)鐘至三點(diǎn)鐘方向的地方不充分燃燒產(chǎn)生大量的一氧化碳、同時(shí)產(chǎn)生大量的熱量加熱回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)的原料；在回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)的中后段的原料被回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)兩點(diǎn)鐘至三點(diǎn)鐘方向的地方燃燒的火焰從600℃加熱到900℃；溫度越高還原氣與氧化亞鐵的化學(xué)反應(yīng)速度越快，使回轉(zhuǎn)式流化床還原爐最終產(chǎn)生的熟料中純鐵的含量越高；由于回轉(zhuǎn)窯(1)轉(zhuǎn)動(dòng)把原料帶到高處使處在高處的還原氣也能與被帶到高處的原料中的氧化亞鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以回轉(zhuǎn)窯(1)內(nèi)的還原氣被更充分地利用；因而使回轉(zhuǎn)式流化床還原爐最終產(chǎn)生的熟料中純鐵的含量越高，和從煙囪(8)里出來(lái)的爐煤氣中的還原氣含量很低；從回轉(zhuǎn)窯(1)出來(lái)的熟料落入熟料倉(cāng)庫(kù)(10)，用塵埃螺旋輸送機(jī)把從除塵器(13)收集到的大顆粒塵埃送到塵灰管(17)中，從回轉(zhuǎn)窯(1)底部漏下來(lái)的爐灰被爐灰螺旋輸送機(jī)也被輸送到塵灰管(17)中，用氮?dú)獍褷t灰管(17)中的塵埃和爐灰吹入鐵浴熔融還原爐(23)中、落入熔解池中的塵埃和爐灰被熔解池里的熔液加熱熔解；熟料鐵螺旋輸送機(jī)把熟料倉(cāng)庫(kù)(10)的熟料送到鐵浴熔融還原爐(23)的頂部、然后用氮?dú)獍咽炝蠂娙腓F浴熔融還原爐(23)中，粉煤螺旋輸送機(jī)從粉煤罐(22)底部把粉煤也送到鐵浴熔融還原爐(23)頂部，然后用富氧把粉煤噴入鐵浴熔融還原爐(23)中，在鐵浴熔融還原爐(23)中向上升騰爐煤氣把落下來(lái)的熟料和粉煤加熱，富氧把粉煤噴入鐵浴熔融還原爐(23)后被點(diǎn)燃，燃燒的粉煤產(chǎn)生的熱量把落入鐵浴熔融還原爐(23)中的粉礦、氧化亞鐵、還原鐵、粉煤和熔劑進(jìn)一步加熱后熔化在熔解池里，熔劑與粉礦和粉煤中的雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)爐渣液，在熔解池中熔化后的氧化鐵和氧化亞鐵與熔解池中熔解炭發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)生成鐵和二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳從熔解池的熔液中溢出產(chǎn)生大量的氣泡，這些氣泡攪拌熔解池中的各種物質(zhì)使鐵水下沉、爐渣液上浮、氧化鐵和氧化亞鐵與熔解炭接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：鐵浴熔融還原爐(23)里的1000℃的爐煤氣中含有的一氧化碳比高爐氣中的一氧化碳高兩倍，從鐵浴熔融還原爐(23)出來(lái)的爐煤氣在電動(dòng)碟閥風(fēng)門(mén)(21)的調(diào)節(jié)下通過(guò)保溫管(20)進(jìn)入熟料倉(cāng)庫(kù)(10)的頂部然后從回轉(zhuǎn)窯(1)的出口進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯(1)的爐煤氣中的一氧化碳與原料中的氧化鐵和氧化亞鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、進(jìn)一步提高了熟料中生成鐵的含量；鐵水從鐵浴熔融還原爐(23)的最下側(cè)的鐵水出口(25)流出，爐渣液從稍高一些的鐵浴熔融還原爐(23)的下側(cè)的爐渣管(24)流出。