[發(fā)明專利]閃速煉鐵爐

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710092528.X
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN108456760A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉;龔樹山;張文海;薛正良;戴曦;金武濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京閃鐵科技有限公司
• 主分類號(hào): C21B11/00
• 分類號(hào): C21B11/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發(fā)明公開了閃速煉鐵爐，包括：立式爐身、臥式爐底、上升煙道和攔焦件，立式爐身內(nèi)具有懸浮冶煉腔室，立式爐身的頂端具有噴嘴；臥式爐底內(nèi)具有熔煉腔室，熔煉腔室的下部形成有熔池，熔池具有產(chǎn)物出口，臥式爐底的頂部與立式爐身的下端相連，以便熔煉腔室與懸浮冶煉腔室連通；上升煙道的下端與臥式爐底的頂部相連且與熔煉腔室連通，上升煙道與立式爐身間隔設(shè)置；攔焦件位于臥式爐底內(nèi)且鄰近立式爐身設(shè)置，以將熔池分成與懸浮冶煉腔室連通的第一熔池腔和與產(chǎn)物出口連通的第二熔池腔，攔焦件適于將焦炭攔截在第一熔池腔內(nèi)并使煙氣、爐渣和鐵水通過其進(jìn)入第二熔池腔。利用該閃速煉鐵爐能夠顯著降低噸鐵焦炭消耗量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及閃速煉鐵爐。

背景技術(shù)

煉鐵高爐已有200余年歷史，為人類社會(huì)的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)，但高爐流程長、能耗高、對(duì)貧雜資源適應(yīng)性差、尤其是環(huán)境問題日益突出。為了從源頭上解決資源和環(huán)境問題，世界各國早在上世紀(jì)初即未雨綢繆，以國家行為組織開展“非高爐煉鐵”的研究，但迄今均未能成功替代高爐，表明其創(chuàng)新難度很大。

閃速冶金是有色行業(yè)成熟的先進(jìn)技術(shù)，它與高爐的根本區(qū)別在于閃速爐是微細(xì)顆粒的“飄浮反應(yīng)”，因此具有高爐不可比擬的化學(xué)動(dòng)力學(xué)優(yōu)越條件。鐵礦砂在飄浮狀態(tài)下，僅需3秒鐘，即可完成高爐需要數(shù)小時(shí)的化學(xué)反應(yīng)過程。因此，閃速煉鐵工藝立足于“鋼鐵-有色”學(xué)科交叉新思維，具有流程短、節(jié)能、清潔生產(chǎn)的明顯優(yōu)點(diǎn)。

“一種鐵的閃速冶金方法”(CN201210179226.3)專利技術(shù)，該發(fā)明公開了一種閃速熔煉爐和煉鐵生產(chǎn)方法。其中，閃速熔煉爐包括：反應(yīng)塔，該反應(yīng)塔內(nèi)限定有反應(yīng)空間；爐料噴嘴，該爐料噴嘴設(shè)置在反應(yīng)塔頂部；熔池，該熔池設(shè)置在反應(yīng)塔的下部，用于容納從反應(yīng)塔空間中反應(yīng)后落下的熔體作后續(xù)的還原反應(yīng)；以及煙道，該煙道通過熔池與反應(yīng)塔相連通，用于排出反應(yīng)過程所排出的煙氣。

“利用閃速煉鐵爐煉鐵的方法”(CN201410678066.6)專利技術(shù)，該發(fā)明提出了一種利用閃速煉鐵爐煉鐵的方法，主要步驟包括：向閃速煉鐵爐的還原塔腔內(nèi)噴入干燥鐵精礦、溶劑和包括焦炭、粉煤和氧氣的燃料，并使還原塔腔內(nèi)形成高溫的還原性氣氛；使干燥鐵精礦與還原氣在還原塔腔內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以便得到熔鐵、渣和煙氣，并在熔池內(nèi)由上至下形成焦炭層、渣層和鐵水層；其中，氧化還原反應(yīng)是在600～1200攝氏度下進(jìn)行；還原性氣氛中含有5～80體積％的一氧化碳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種閃速煉鐵爐，利用該閃速煉鐵爐能夠顯著降低噸鐵焦炭消耗量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

具體地，本發(fā)明是基于下列發(fā)現(xiàn)完成的：目前的閃速煉鐵技術(shù)或者方法所采用的焦炭是平鋪在臥式熔池的表面形成焦炭層，生產(chǎn)時(shí)鐵水混合著爐渣穿過焦炭層發(fā)生滲碳后，流向熔池底部。而由于熔池的面積比較大，產(chǎn)物中的氣體CO₂/H₂O與大面積的焦炭在高溫下接觸，不可避免地會(huì)發(fā)生焦炭溶損反應(yīng)，進(jìn)而顯著增加了焦炭的損耗。為了減少焦炭損耗，發(fā)明人通過在閃速煉鐵爐內(nèi)設(shè)置攔焦件，將焦炭層限制在閃速爐的臥式爐底與立式爐身結(jié)合的一端，從而降低焦炭與產(chǎn)物氣體中CO₂/H₂O的接觸面積，進(jìn)而顯著降低焦炭損耗，同時(shí)保證產(chǎn)物氣體、鐵水和爐渣均能夠順利排出。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種閃速煉鐵爐，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該閃速煉鐵爐包括：

立式爐身，所述立式爐身內(nèi)具有懸浮冶煉腔室，所述立式爐身的頂端具有噴嘴；

臥式爐底，所述臥式爐底內(nèi)具有熔煉腔室，所述熔煉腔室的下部形成有熔池，所述熔池具有產(chǎn)物出口，所述臥式爐底的頂部與所述立式爐身的下端相連，以便所述熔煉腔室與所述懸浮冶煉腔室連通；

上升煙道，所述上升煙道的下端與所述臥式爐底的頂部相連且與所述熔煉腔室連通，所述上升煙道與所述立式爐身間隔設(shè)置；