[發明專利]一種軸向旋流熔融還原冶煉爐及其工作方法

在審

• 申請號: 202211454322.4
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN116179778A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 朱子霖;馬春元;周濱選;趙媛;王濤;張立強;許煥煥;朱振坤;宋德升;潘峰
• 申請（專利權）人: 山東祥桓環境科技有限公司;山東大學
• 主分類號: C21B11/00
• 分類號: C21B11/00;C21B13/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

1.一種軸向旋流熔融還原冶煉爐，其特征在于，由上至下依次為物料輸送管道、爐膛、爐缸；所述物料輸送管道，將物料從頂部送入爐膛，使物料在爐膛內形成軸向旋流；所述物料輸送管道由中心向外包括熱風管道、循環煤氣管道、礦粉管道、煤粉管道；所述熱風管道位于爐膛頂部中央；所述循環煤氣管道套在所述熱風管道外側；所述礦粉管道和煤粉管道以爐膛頂部中心為圓心交替呈圓周陣列對稱布置。

2.如權利要求1所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐，其特征在于，所述熱風管道熱風出口處設置擴口和旋流葉片。

3.如權利要求1所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐，其特征在于，所述循環煤氣管道出口處設置8-20片旋流葉片，所述旋流葉片傾斜角度為30-60度。

4.如權利要求1所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐，其特征在于，所述礦粉管道數量為4-8支，所述礦粉管道在爐膛內管道末端設置彎頭，彎頭軸向角度設置15-45度，切向角度設置30-60度。

5.如權利要求1所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐，其特征在于，所述煤粉管道數量為4-8支，所述煤粉管道在爐膛內管道末端設置彎頭，彎頭軸向角度設置15-45度，切向角度設置30-60度。

6.如權利要求1所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐，其特征在于，所述爐膛采用膜式水冷壁結構，由內到外依次為澆注料、水冷壁、保溫棉、鋼殼，所述澆注料為耐火耐腐蝕澆注料。

7.如權利要求1所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐，其特征在于，所述爐膛為縮口式爐膛，爐膛內壁向內傾斜，傾斜角度為2-5度。

8.如權利要求1所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐，其特征在于，所述爐膛底部設置有煤氣出口；

或，所述爐缸設置有出鐵口和出渣口,所述出鐵口位于所述出渣口下方。

9.根據權利要求1-8任一項所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐的工作方法，其特征在于，包括：

高溫助燃風通過熱風管道與循環煤氣通過循環煤氣管道一同噴入爐膛，在爐膛中心區域燃燒；

煤粉以低溫循環煤氣作為載氣，通過煤粉管道斜向下噴入爐膛，升溫產生還原氣，同時產生焦粉，在氣流帶動下甩向爐壁；

礦粉以低溫循環煤氣作為載氣，通過礦粉管道斜向下噴入爐膛，升溫形成熔融礦粉，在氣流帶動下甩向爐壁；

熔融礦粉與焦粉在爐壁處混合，向下流動，在還原氣作用下發生氧化還原反應生成鐵水；

鐵水與未反應的焦粉以及灰渣一同流入爐缸，渣鐵因密度不同自然分離，鐵水從出鐵口流出，焦粉及灰渣從出渣口流出；

還原氣以及循環煤氣燃燒產生的煙氣，通過煤氣出口進入煤氣重整爐進行降溫重整。

10.如權利要求9所述的軸向旋流熔融還原冶煉爐的工作方法，其特征在于，降溫重整具體為：

向重整爐內噴入煤粉，煤粉吸收熱量，產生還原氣以及焦粉，使煤氣溫度降至800-1000℃，降溫后進入旋風分離器；

在旋風分離器中分離焦粉，被分離出來焦粉與煤粉一同輸送回冶煉爐參與鐵礦的氧化還原反應；

煤氣進入余熱鍋爐降溫，然后進入布袋除塵器除塵，隨后進入煤氣加壓機加壓，煤氣經過加壓后，一部分作為循環煤氣回到冶煉爐當作燃料提供熱量，一部分通入熱風爐燃燒換熱產生高溫助燃風，一部分用作煤粉、焦粉、鐵礦粉的輸送氣，最后多余煤氣外供。