[發明專利]一種生產直接還原鐵的超大容積煤基直立爐

在審

• 申請號: 201810332325.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108467913A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 徐妍;肖長志;趙殿輝;楊俊峰;李振國
• 申請（專利權）人: 中冶焦耐（大連）工程技術有限公司
• 主分類號: C21B13/02
• 分類號: C21B13/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

本發明涉及一種生產直接還原鐵的超大容積煤基直立爐，包括燃燒室、還原室、蓄熱室、冷卻室和爐頂，燃燒室和還原室沿高向分為多段，蓄熱室沿高向分為多個，每段燃燒室的頂部和底部分別連接對應的水平氣道，水平氣道通過匯合氣道連接對應的單個蓄熱室的頂部，蓄熱室的底部通過對應小煙道連接廢氣開閉器；最下方的分段燃燒室的底部設富煤氣下噴的磚煤氣道外，該分段燃燒室的頂部及其余分段燃燒室的頂部與底部分別設富煤氣側入的橫排磚煤氣道。本發明的爐體結構合理，傳熱條件好，爐體壽命長；能夠適應大型化的需求，使直立爐還原室容積顯著增加，從而顯著提高直接還原鐵的產量；同時能夠方便地調節氣體流量，燃燒過程可控性好，更有利于節能環保。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，尤其涉及一種生產直接還原鐵的超大容積煤基直立爐。

背景技術

直接還原煉鐵工藝(DRI)是指在低于鐵礦石的熔化溫度下，通過在固態下還原，把鐵礦石煉制成金屬鐵的工藝過程，其產物叫做海綿鐵。海綿鐵是冶煉優特鋼的必須原料。然而，我國直接還原鐵的產量不及百萬噸，不到世界直接還原鐵產量的1％，遠低于世界平均水平。

直接還原煉鐵按工藝分成氣基直接還原和煤基直接還原兩種，其主體設備分為回轉窯、轉底爐、反應罐、管式爐和流化床等。目前，世界上90％以上的直接還原鐵都是用氣基還原法生產出來的，但是我國天然氣資源有限、且價格較高，氣基還原工藝不適合我國多煤少氣的國情；而傳統的煤基回轉窯工藝、轉底爐工藝、隧道窯工藝都存在能耗高、生產過程不易控制、產品質量品位低等問題。

外熱式豎爐直接還原法(KM法)是用豎爐形式進行生產，國內研究者對外熱式煤基直接還原工藝也做了一定的研究，如公開號為CN101832706A的專利《外燃管式直接還原豎爐》、公開號為CN201166513的專利《煤基直接還原鐵外熱式豎爐》，公開號為CN204529897U的專利《一種生產直接還原鐵的外熱式煤基豎爐》等。上述技術方案中，爐體結構均過于簡單，且受爐體強度的限制，還原室的高度不能太高，導致產能受限，無法滿足大型化的需求。

發明內容

本發明提供了一種生產直接還原鐵的超大容積煤基直立爐，其爐體結構合理，傳熱條件好，爐體壽命長；能夠適應大型化的需求，直立爐還原室容積可增加到現有容積的2倍以上，從而顯著提高直接還原鐵的產量；同時能夠方便地調節氣體流量，燃燒過程可控性好，更有利于節能環保。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種生產直接還原鐵的超大容積煤基直立爐，包括燃燒室、還原室、蓄熱室、冷卻室和爐頂，所述燃燒室與還原室位于爐體一側，且燃燒室與還原室相間分布，蓄熱室位于爐體另一側，蓄熱室內設有格子磚；爐頂位于燃燒室和還原室的上方，冷卻室設于還原室的下方；所述燃燒室沿高向分為多段，還原室對應分為多段；蓄熱室沿高向分為多個，每段燃燒室的頂部和底部分別連接對應的水平氣道，水平氣道通過匯合氣道連接對應的單個蓄熱室的頂部，蓄熱室的底部通過對應小煙道連接廢氣開閉器；最下方的分段燃燒室的底部設富煤氣下噴的磚煤氣道外，該分段燃燒室的頂部及其余分段燃燒室的頂部與底部分別設富煤氣側入的橫排磚煤氣道。

所述燃燒室沿高向分為上部燃燒室和下部燃燒室，蓄熱室沿高向分為上部蓄熱室、中部蓄熱室和下部蓄熱室；上部燃燒室的頂部通過對應水平氣道和匯合氣道連接上部蓄熱室，上部燃燒室的底部及下部燃燒室的頂部通過對應水平氣道和匯合氣道連接中部蓄熱室，下部燃燒室的底部通過對應水平氣道和匯合氣道連接下部蓄熱室；上部燃燒室的頂部設富煤氣側入的上部橫排磚煤氣道，上部燃燒室的底部設富煤氣側入的中部橫排磚煤氣道，下部燃燒室的頂部設富煤氣側入的下部橫排磚煤氣道；下部燃燒室的底部設富煤氣下噴的磚煤氣道；還原室與上部燃燒室和下部燃燒室相對應地分為上部還原室和下部還原室。

所述還原室為單排還原室、雙排還原室或三排還原室。

所述上部還原室與下部還原室之間設有縮徑結構，上部還原室和下部還原室均為上口窄、下口寬的錐形結構。