[發明專利]氫等離子體熔融還原煉鐵方法和系統

有效

• 申請號: 201610586941.7
• 申請日: 2016-07-22
• 公開（公告）號: CN106011357B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 朱興營;陳峰;周法;陳連忠;王慶
• 申請（專利權）人: 航天神潔（北京）環保科技有限公司;中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: C21B13/12
• 分類號: C21B13/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種氫等離子體熔融還原煉鐵方法，其特征在于包括如下步驟：

將氬氣送入等離子噴槍，在高頻電壓的作用下氬氣被擊穿，形成電弧；

將氫氣和氬氣按照5:1～4:1的比例送入等離子噴槍，在高頻電壓和電弧的作用下氫氣和氬氣被電離為等離子體，并從等離子噴槍的噴口噴出，形成高溫等離子體火焰；

將鐵礦石粉末送入高溫等離子體火焰區域，使鐵礦石粉末被高溫等離子體火焰熔融，并與氫等離子體發生還原反應生成熔融態的金屬鐵；

收集熔融態的金屬鐵，進行后續加工處理。

2.根據權利要求1所述的氫等離子體熔融還原煉鐵方法，其特征在于，所述高頻電壓為15000V。

3.一種實現權利要求1或2所述氫等離子體熔融還原煉鐵方法的系統，其特征在于，包括供氣系統、電源系統、等離子噴槍、供粉系統和熔融還原反應爐；所述供氣系統向等離子噴槍提供氫氣和氬氣，氫氣和氬氣按照5:1～4:1的比例形成混合氣體，作為等離子噴槍的工作氣體；所述電源系統為等離子噴槍提供啟弧電壓和直流電流；工作氣體在高頻電壓和電弧的作用下被電離為高溫等離子體，等離子噴槍將高溫等離子體噴出至熔融還原反應爐形成高溫等離子體火焰；供粉系統將鐵礦石粉送至熔融還原反應爐高溫等離子體火焰區域，熔融還原反應爐設置有熔鐵出口、熔渣出口；

所述供粉系統包括給粉器(13)、送粉管(15)、送粉管水冷套(14)和湍流室(24)，給粉器(13)包括加料口(19)、粉倉(20)以及布置在粉倉(20)內的主導軸(21)、攪拌器(22)和送料螺杠(23)，礦石粉由加料口(19)進入粉倉(20)，通過主導軸(21)的傳動，送料螺杠(23)將攪拌器(22)攪拌后的礦石粉送入湍流室(24)，在湍流室(24)內礦石粉與載氣充分混合，載氣攜帶礦石粉通過送粉管(15)進入熔融還原反應爐中高溫等離子體火焰處，送粉管(15)布置在送粉管水冷套(14)內。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述熔融還原反應爐具有帶水冷的銅質熔融還原反應爐器壁(11)。

5.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述送粉管(15)為雙層環套結構，內層粉體通道為耐磨陶瓷材料，外層為高導熱性金屬銅。