[發明專利]一種直接熔融還原爐

在審

• 申請號: 202211205633.7
• 申請日: 2022-09-29
• 公開（公告）號: CN115418428A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 閆方興;孟玉杰;蘭吉然;梅叢華;章啟夫;侯健;毛慶武
• 申請（專利權）人: 北京首鋼國際工程技術有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 王普玉

一種直接熔融還原爐，屬于非高爐煉鐵技術領域。還原爐包括，煙氣室，富甲烷氣體噴槍，富氧氣體噴槍，燃氣噴槍，固體粉料噴槍，爐缸內襯，前置爐，渣口，直接熔融還原爐和錐段等；直接熔融還原爐下部呈圓柱形，內部砌筑有爐缸內襯，與前置爐連通，上部與錐段和煙氣室依次連接，煙氣室上設有煤氣出口；直接熔融還原爐爐殼內表面設有水冷壁，爐缸上方設有渣口；直接熔融還原爐沿圓周方向設有固體粉料噴槍，錐段中部設有富氧氣體噴槍。優點在于，把直接熔融還原爐出口煤氣溫度由1600℃左右降至1000℃以下，轉化效率高，操作簡單可靠，工藝流程簡單，投資低，運行穩定。

技術領域

本發明屬于非高爐煉鐵技術領域，特別涉及一種直接熔融還原爐。

背景技術

高爐煉鐵技術是當前鋼鐵行業最主流的煉鐵工藝，在生產大型化、高效化、長壽等方面具有顯著的技術優勢，但同時高爐煉鐵工藝也存在必須使用焦炭、原料必須進行造塊、污染排放高等問題，高爐煉鐵工藝面臨日益嚴重的焦煤資源短缺和環保升級的壓力，因此開發非高爐煉鐵工藝迫在眉睫。直接熔融還原技術可以直接使用非焦煤和鐵礦石粉，可以完全擺脫焦化、燒結、球團工序，因此具有顯著的環保技術優勢。

HIsmelt熔融還原煉鐵工藝是直接熔融還原技術的代表，已經實現工業化生產，是未來非高爐低碳綠色冶金的主要技術發展方向，具有較好的發展前景。HIsmelt工藝采用較高的二次燃燒率，并通過物料噴槍噴吹使液態渣鐵產生涌泉，用于強化上部二次燃燒過程向熔池的傳熱，由于熔融還原爐內沒有固體料柱，二次燃燒產生的高溫煙氣帶走了大量的物理熱，熔融還原爐出口煤氣溫度達到1500℃以上，現有工藝采用汽化冷卻煙道、余熱鍋爐生產蒸汽，再用蒸汽發電，現有煤氣余熱回收方式能量回收效率較低，綜合效率只有約30～40％左右，這也是造成工序能耗偏高的主要原因。除此之外，過高的煤氣溫度給汽化冷卻煙道的長期穩定運行帶來較大難度，汽化冷卻煙道損壞漏水將導致熔融還原爐被迫停爐，從而影響熔融還原工廠的正常運行。

由此可見，實現熔融還原爐高溫低熱值煤氣余熱的高效利用，提高汽化冷卻煙道的運行穩定性，是目前直接熔融還原技術發展亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直接熔融還原爐，解決了熔融還原爐高溫煤氣余熱的回收效率不高的問題。同時降低熔融還原爐出口煤氣溫度，解決煤氣系統設備故障率較高的問題。

一種直接熔融還原爐，包括，煙氣室1，富甲烷氣體噴槍2，富氧氣體噴槍3，燃氣噴槍4，固體粉料噴槍5，爐缸內襯6，前置爐7，渣口8，直接熔融還原爐9，錐段10，煤氣出口11和水冷壁12；直接熔融還原爐9下部呈圓柱形，內部砌筑有爐缸內襯6，并與前置爐7連通，直接熔融還原爐9上部與錐段10和煙氣室1依次連接，煙氣室1上設有煤氣出口11；直接熔融還原爐9爐殼內表面，爐缸內襯6以上，設有水冷壁12，直接熔融還原爐9爐缸上方設有渣口8；直接熔融還原爐9沿圓周方向設有固體粉料噴槍5，固體粉料噴槍5上部設有燃氣噴槍4；錐段10中部設有富氧氣體噴槍3，煙氣室1的煤氣入口段設有富甲烷氣體噴槍2。

所述的直接熔融還原爐9爐缸底部設有殘鐵口和殘渣口，用于停爐時排凈渣鐵；

所述的直接熔融還原爐9爐內的操作壓力為-180至160kPa；

所述的直接熔融還原爐9內部從下至上可分為液態金屬區、渣鐵混合區和二次燃燒區；

所述的固體粉料噴槍5位于爐缸內襯6側壁上方，沿圓周方向均勻分布，數量為2～8支，固體粉料噴槍5的中心線與垂直方向夾角ε大小為20°～80°；

所述的渣口8數量為1～2個，與前置爐7在圓周方向夾角為90°或180°；

所述的燃氣噴槍4沿圓周方向均勻分布，數量為1～4支，燃氣噴槍4的中心線與垂直方向夾角δ大小為20°～80°；