專利名稱：新型直接還原轉(zhuǎn)底爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于直接還原轉(zhuǎn)底爐加熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型直接還原轉(zhuǎn) 底爐。
背景技術(shù)：
目前，直接還原鐵的生產(chǎn)主要有豎爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐三種工藝。三種 工藝從加熱方式來看，都屬于間接的氣氛加熱。間接加熱的優(yōu)點(diǎn)在于加熱均 勻。但這種加熱方式的能量傳遞受傳熱效率的影響較大，因而存在加熱速度 慢、能量利用率低等不足。與其他兩種工藝相比，轉(zhuǎn)底爐工藝有其自身的優(yōu) 勢(shì)。轉(zhuǎn)底爐工藝對(duì)原料的適應(yīng)范圍較廣，還原的速度快，生產(chǎn)易操作和掌握， 能節(jié)省工程投資和生產(chǎn)成本。對(duì)于傳統(tǒng)的直接還原轉(zhuǎn)底爐，其對(duì)物料加熱的 方式是上述的間接氣氛加熱。加熱用的燒嘴分布在轉(zhuǎn)底爐爐身的兩側(cè)，燃料 經(jīng)燒嘴燃燒后，產(chǎn)生的高溫氣體將周圍空間的氣氛加熱，熱量通過高溫?zé)釟?傳遞給需要加熱的物料，這種熱傳遞方式受傳熱效率的影響，因此加熱速度 慢。在實(shí)際生產(chǎn)過程中要達(dá)到生產(chǎn)需要的理論溫度，需要將熱氣的溫度加熱
到高于理^侖溫度100。C左右，即周圍氣氛的溫度要高于物料溫度IO(TC左右 才能使物料加熱到所需要的溫度，因此有很大一部分熱量無法有效利用，造 成能源的浪費(fèi)。
其次以用含碳鐵礦球團(tuán)為原料的直接還原轉(zhuǎn)底爐工藝為例，來說明升溫 速度慢對(duì)生產(chǎn)的影響。鐵礦球團(tuán)在升溫過程中，鐵氧化物會(huì)與鐵礦球團(tuán)中的 Si02等雜質(zhì)生成鐵橄欖石等低熔點(diǎn)的化合物。這類化合物的生成，使得后續(xù) 的高溫還原過程中形成液相，增加了還原氣體和還原反應(yīng)后產(chǎn)生的廢氣在料 層中的擴(kuò)散阻力，這對(duì)還原過程的進(jìn)行是不利的。如果液相產(chǎn)生過多，還有 可能造成球團(tuán)相互粘結(jié)，形成大塊，影響正常的生產(chǎn)?？焖偕郎乜梢詼p少這 類低熔點(diǎn)化合物的生成。另外這類化合物的生產(chǎn)會(huì)降低鐵礦球團(tuán)的還原度， 將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
為克服這些不足，提高燃料的利用率，加快物料的升溫速度，減少由于升溫緩慢這一過程中有害化合物的生成，促進(jìn)直接還原反應(yīng)的快速進(jìn)行，提 高產(chǎn)品的產(chǎn)、質(zhì)量，本發(fā)明提出一套直接還原轉(zhuǎn)底爐工藝加熱新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種配置合理，結(jié)構(gòu)緊湊，能量利用率高，能提高 直接還原鐵產(chǎn)品產(chǎn)質(zhì)量的新型直接還原轉(zhuǎn)底爐。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的一種新型直接還原轉(zhuǎn)底爐，包括耐火材料外墻，設(shè)在耐火材料 外墻內(nèi)的可繞轉(zhuǎn)底爐中心做圓周運(yùn)動(dòng)的臺(tái)車，臺(tái)車底部支撐件，沿臺(tái)車轉(zhuǎn)動(dòng) 方向依次設(shè)有的裝料段、預(yù)熱升溫段、還原段、卸料段，內(nèi)部氣氛與大氣之 間的水封裝置，燃?xì)廨斔凸艿?，助燃空氣輸送管道以及燒嘴，其特征在于?所述的預(yù)熱升溫段和還原段的耐火材料外墻頂部設(shè)有多個(gè)燒嘴，此燒嘴以轉(zhuǎn) 底爐的中心為圓心呈多圈同心圓弧布置，且垂直于臺(tái)車上的料面，此燒嘴的 同心圓弧的徑向斷面呈簾幕式結(jié)構(gòu)，所述的燃?xì)廨斔凸艿琅c所述的燒嘴的頂 部相連接，所述助燃空氣輸送管道與所述燒嘴的上部相連接。
所述的燒嘴布置為10~14圈同心圓弧，圓弧圈與圓弧圈之間的燒嘴交 替布置。
所迷的多圈同心圓弧布置的燒嘴中，每3 4圈燒嘴為一組，從外團(tuán)至 內(nèi)圏，每組燒嘴的規(guī)格依次減小。
所迷的燃?xì)廨斔凸艿篮椭伎諝廨斔凸艿琅c燒嘴的連接方式為沿同心 圓弧的徑向，3~4個(gè)燒嘴為一組，分別交錯(cuò)連接。
在所述的還原段，所述燒嘴與料面距離為450mm 550mm,燒嘴沿同心 圓弧的徑向間距為450mm 600mm，沿同心圓弧的圓周方向間距為1000ram~ 1500mm。
在所述的預(yù)熱升溫段，所述燒嘴與料面距離為450mm~ 550mm，燒嘴沿同心 圓弧的徑向間距為450mm~ 600mm,沿同心圓弧的圓周方向間距為1100mm~ 1600mm。
本發(fā)明的新型直接還原轉(zhuǎn)底爐取消了傳統(tǒng)直接還原轉(zhuǎn)底爐爐身兩側(cè)的 燒嘴，改為將加熱用的燒嘴呈簾幕式布置在轉(zhuǎn)底爐的頂部。為使料層受熱均 勻，并且達(dá)到工藝對(duì)溫度的要求，需要合理的布置燒嘴。轉(zhuǎn)底爐的臺(tái)車?yán)@轉(zhuǎn) 底爐的中心呈圓環(huán)布置，并繞轉(zhuǎn)底爐的中心做圓周運(yùn)動(dòng)，臺(tái)車在制作時(shí)外側(cè)(離轉(zhuǎn)底爐中心近的一側(cè))的長(zhǎng)度大于臺(tái)車內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)度，因此臺(tái)車外側(cè)的料 面積大于內(nèi)側(cè)的料面積，外側(cè)所需的熱量相對(duì)內(nèi)側(cè)要多。而且在臺(tái)車?yán)@轉(zhuǎn)底 爐中心做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，臺(tái)車外側(cè)的線速度大于臺(tái)車內(nèi)側(cè)的線速度，為滿足對(duì) 臺(tái)車上線速度較快的外側(cè)物料的加熱要求，沿臺(tái)車寬度方向(轉(zhuǎn)底爐徑向) 所布置的外側(cè)燒嘴規(guī)格大于內(nèi)側(cè)。沿轉(zhuǎn)底爐臺(tái)車的長(zhǎng)度方向(轉(zhuǎn)底爐圓周方 向、臺(tái)車運(yùn)行方向)上，燒嘴以轉(zhuǎn)底爐中心為圓心，布置呈同心圓弧狀。
轉(zhuǎn)底爐一般分為四個(gè)區(qū)段裝料段、預(yù)熱升溫段、還原段、卸料段。需 要加熱的是預(yù)熱升溫段和還原段。根據(jù)轉(zhuǎn)底爐上預(yù)熱升溫段和還原段對(duì)溫度 的要求不同，各段的燒嘴布置數(shù)量、密度不相同。
加熱燃料采用發(fā)生爐煤氣。在轉(zhuǎn)底爐預(yù)熱升溫段進(jìn)入燒嘴的煤氣溫度約 400。C，空氣經(jīng)預(yù)熱后溫度達(dá)到80(TC左右，通過旋流套筒燒嘴點(diǎn)火，點(diǎn)火 溫度約為130(TC。產(chǎn)生的高溫氣體直接對(duì)直接還原轉(zhuǎn)底爐臺(tái)車上的物料加 熱，并點(diǎn)燃料層中的碳，使物料迅速升溫。在轉(zhuǎn)底爐還原K由于氧化物的 還原需要吸收熱量，以及不可避免的熱損耗，還需要布置一定數(shù)量的燒嘴來 保證還原對(duì)溫度的要求。
沿臺(tái)車寬度方向上的每3 ~ 4排以轉(zhuǎn)底爐為中心呈同心圓弧狀布置的燒 嘴為一組，公用同一條管線供氣，方便調(diào)節(jié)點(diǎn)火溫度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是配置合理，結(jié)構(gòu)緊湊，加熱速度快， 熱利用效率高，節(jié)省供熱能源10%,減少產(chǎn)品中雜質(zhì)的生成，提高產(chǎn)品產(chǎn)、 質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明的平面示意圖。
圖2為圖1的A—A方文大剖一見圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖l、圖2所示，本發(fā)明的一種新型直接還原轉(zhuǎn)底爐，包括耐火材料 外墻10，設(shè)在耐火材料外墻10內(nèi)的可繞轉(zhuǎn)底爐中心做圓周運(yùn)動(dòng)的臺(tái)車5, 臺(tái)車底部支撐件，沿臺(tái)車5轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次設(shè)有的裝料,史2、預(yù)熱升溫段l、 還原段4、卸料段3，內(nèi)部氣氛與大氣之間的水封裝置11，燃?xì)廨斔凸艿?， 助燃空氣輸送管道9以及燒嘴13,其特征在于在所述的預(yù)熱升溫段1和還原段4的耐火材料外墻10頂部設(shè)有多個(gè)燒嘴13,此燒嘴13以轉(zhuǎn)底爐的中心為圓心呈多圈同心圓弧布置，且垂直于臺(tái)車5上的料面12,此燒嘴13的同心圓弧的徑向斷面呈簾幕式結(jié)構(gòu)，所述的燃?xì)廨斔凸艿?與所述的燒嘴13的頂部相連接，所述助燃空氣輸送管道9與所述燒嘴13的上部相連接。
所述的燒嘴13布置為10~14圈同心圓弧，圓弧圏與圓弧圈之間的燒嘴13交替布置。
所述的多圈同心圓弧布置的燒嘴13中，每3~4圈燒嘴13為一組，從外圈至內(nèi)圈，每組燒嘴13的規(guī)^^次減小。
所述的燃?xì)廨斔凸艿?和助燃空氣輸送管道9與燒嘴13的連接方式為沿同心圓弧的徑向，3-4個(gè)燒嘴為一組，分別交錯(cuò)連接。
在所述的還原段4，所述燒嘴13與料面12距離為450mm~ 550mm,燒嘴13沿同心圓弧的徑向間距為450mm 600mm,沿同心圓弧的圓周方向間距為1000mm~ 1500mm。
在所述的預(yù)熱升溫段1，所述燒嘴13與料面12距離為450mm~ 550mm,燒嘴13沿同心圓弧的徑向間距為450mm~ 600mm,沿同心圓弧的圓周方向間距為1100mm~ 1600mm。
加熱時(shí)，經(jīng)預(yù)熱的發(fā)生爐煤氣通過管道8與通過管道9進(jìn)入的高溫助燃空氣在燒嘴13點(diǎn)火后，直接對(duì)臺(tái)車5上的料層12加熱。
在如圖l所示的實(shí)施例中，圖中箭頭方向代表臺(tái)車運(yùn)行方向。轉(zhuǎn)底爐分四個(gè)區(qū)段裝料段2、預(yù)熱升溫段l、還原段4、卸料段3。裝料段2和卸料段3占總面積的15 ~ 18%，預(yù)熱升溫段1占34 ~ 37%,還原段4占45 ~ 51%。燒嘴13主要分布在預(yù)熱升溫段1、還原段4。圖中標(biāo)號(hào)6所示的同心圓弧表示燒嘴在沿臺(tái)車長(zhǎng)度方向(轉(zhuǎn)底爐圓周方向、臺(tái)車運(yùn)行方向)上的分布路線；圖中的標(biāo)號(hào)7所示的燒嘴沿臺(tái)車寬度方向(轉(zhuǎn)底爐徑向)上的布置路線。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是配置合理，結(jié)構(gòu)緊湊，加熱速度快，熱利用效率高，節(jié)省供熱能源10%,減少產(chǎn)品中雜質(zhì)的生成，提高產(chǎn)品產(chǎn)、質(zhì)量，P爭(zhēng)低生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1、一種新型直接還原轉(zhuǎn)底爐，包括耐火材料外墻，設(shè)在耐火材料外墻內(nèi)的可繞轉(zhuǎn)底爐中心做圓周運(yùn)動(dòng)的臺(tái)車，臺(tái)車底部支撐件，沿臺(tái)車轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次設(shè)有的裝料段、預(yù)熱升溫段、還原段、卸料段，內(nèi)部氣氛與大氣之間的水封裝置，燃?xì)廨斔凸艿溃伎諝廨斔凸艿酪约盁?，其特征在于在所述的預(yù)熱升溫段和還原段的耐火材料外墻頂部設(shè)有多個(gè)燒嘴，此燒嘴以轉(zhuǎn)底爐的中心為圓心呈多圈同心圓弧布置，且垂直于臺(tái)車上的料面，此燒嘴的同心圓弧的徑向斷面呈簾幕式結(jié)構(gòu)，所述的燃?xì)廨斔凸艿琅c所述的燒嘴的頂部相連接，所述助燃空氣輸送管道與所述燒嘴的上部相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型直接還原轉(zhuǎn)底爐，其特征在于所述的 燒嘴布置為10~14圈同心圓弧，圓弧圈與圓弧圈之間的燒嘴交替布置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型直接還原轉(zhuǎn)底爐，其特征在于所述的 多圈同心圓弧布置的燒嘴中，每3~4圈燒嘴為一組，從外圈至內(nèi)圈，每 組燒嘴的規(guī)格依次減小。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型直接還原轉(zhuǎn)底爐，其特征在于所述的 燃?xì)廨斔凸艿篮椭伎諝廨斔凸艿琅c燒嘴的連接方式為沿同心圓弧的徑 向，3 4個(gè)燒嘴為一組，分別交錯(cuò)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型直接還原轉(zhuǎn)底爐，其特征在于在所述 的還原段，所述燒嘴與料面距離為450mm 550mm，燒嘴沿同心圓弧的徑 向間距為450mm 600mm,沿同心圓弧的圓周方向間距為1000mm~ 1500mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型直接還原轉(zhuǎn)底爐，其特征在于在所述 的預(yù)熱升溫段，所述燒嘴與料面距離為450mm 550隨，燒嘴沿同心圓弧 的徑向間距為450mra 600mm,沿同心圓弧的圓周方向間距為1100rnm 1600鵬。
全文摘要
本發(fā)明屬于直接還原轉(zhuǎn)底爐工藝加熱技術(shù)領(lǐng)域，包括耐火材料外墻，臺(tái)車，水封裝置，燃?xì)廨斔凸艿?，助燃空氣輸送管道以及燒嘴，其特征在于在預(yù)熱升溫段和還原段的耐火材料外墻頂部設(shè)有多個(gè)燒嘴，此燒嘴呈多圈同心圓弧布置，且垂直于臺(tái)車上的料面，此燒嘴的同心圓弧的徑向斷面呈簾幕式結(jié)構(gòu)，燃?xì)廨斔凸艿琅c助燃空氣輸送管道分別與燒嘴相連接，燒嘴布置為10～14圈同心圓弧，圓弧圈與圓弧圈之間的燒嘴交替布置。多圈同心圓弧布置的燒嘴中，每3～4圈燒嘴為一組，從外圈至內(nèi)圈，每組燒嘴的規(guī)格依次減小。本轉(zhuǎn)底爐的優(yōu)點(diǎn)是配置合理，加熱速度快，熱利用效率高，節(jié)省供熱能源10％，減少產(chǎn)品中雜質(zhì)的生成，提高產(chǎn)品產(chǎn)、質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C21B13/00GK101550463SQ20091001171
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者劉德文, 孔慶祜, 穎 欒, 王春林, 鄭綏旭 申請(qǐng)人:中冶北方工程技術(shù)有限公司