專利名稱：一種熔融還原煉鐵用轉爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熔融還原煉鐵用的熔融還原轉爐，該轉爐可以在連續(xù)冶煉生 產鐵水的同時，通過爐體傾動排出爐渣和鐵水，從而降低原料和燃料消耗，提高煤氣二次燃 燒熱利用率，并連續(xù)生產鐵水，適用于黑色和有色冶金行業(yè)。
背景技術：
現(xiàn)代高爐隨著爐型的不斷擴大，對原燃料的要求越來越高，高爐愈來愈暴露出它 本身的局限性，使傳統(tǒng)鋼鐵工業(yè)面臨資源、環(huán)保、經(jīng)濟等各種難題。非高爐煉鐵工藝由于不 使用焦炭，不需要鐵礦粉的燒結和造球，具有高效利用資源、環(huán)境污染小，以及提高生產效 率等特點，是實現(xiàn)煉鐵生產高效、長壽、低耗發(fā)展的必然趨勢。但是，由于熔融還原煉鐵工藝 是借助高溫環(huán)境，將礦粉熔化，并用碳還原熔渣中氧化鐵，同時又要利用還原過程中產生的 煤氣的二次燃燒為熔融和還原反應提供熱量，這就使得熔融還原爐內熱量、反應過于集中， 如日本的DIOS工藝、澳大利亞的HIsmelt工藝和AusIron工藝、美國的AISI工藝以及前蘇 聯(lián)的Romelt工藝等，這就使得熔融還原爐內熔渣中FeO含量過高，加之熔池攪拌過大，爐襯 部位的耐火材料侵蝕嚴重，爐缸壽命過短。DIOS和Remolt工藝試圖通過水冷方法提高爐襯 耐火材料的壽命，但爐襯最終壽命仍不能超過3個月。同時，以上工藝還由于二次燃燒產生 的熱能利用效率較低，致使熔融還原工藝的煤炭消耗過高，鐵水生產成本居高不下。另外， 熔融還原爐最終排出的爐渣中FeO含量約為5. O %左右，并夾帶約5. 0%的粒鐵，致使整個 工藝鐵損過高，嚴重浪費了鐵礦資源，很難進行工業(yè)化大生產。目前，國內外開發(fā)的直接使用氧氣頂吹轉爐進行熔融還原煉鐵的工藝，如DI0S、 多槍爐等，主要是借鑒了現(xiàn)代氧氣頂吹轉爐的經(jīng)驗，利用轉爐間歇生產方式進行生產，得到 了較高的爐襯使用壽命，并試圖通過對熔融還原工藝的噴吹設備和二次燃燒方式進行了改 造，來提高鐵浴熔池的傳熱效率和二次燃燒熱的利用效率，以降低煤粉消耗。但采用轉爐的 間歇生產方式同時又帶來了出鐵、排渣及修補爐間歇期間爐體熱損失過大、生產效率低等 問題，與現(xiàn)代大型高爐相比，仍然沒有競爭力。
發(fā)明內容為解決現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種熔融還原煉鐵用的轉爐。該轉爐 可以在一定的爐役期內，連續(xù)進行熔融還原煉鐵生產，同時又可以根據(jù)工藝操作需要及時 排出部分爐渣和鐵水，最大限度地提高了熔融還原反應的熱利用效率。本實用新型所采用的技術方案是熔融還原煉鐵用轉爐內型為球型，爐體向前側 或后側傾動；爐體的前側設有排渣口，后側設有出鐵口 ；爐體上部的水冷爐口和轉爐上部 的煙罩均為弧型；爐殼內表面噴涂耐火材料用于爐殼保護及減少熱損失，爐殼外部為框架 結構，由鋼板焊接而成，可以提高爐殼的機械強度，并減薄爐殼厚度，提高爐殼自身的傳熱 能力，保護轉爐內襯耐火材料。水冷爐口與其上部的弧型煙罩配合，用于組合式噴槍的插入和產生煙氣、粉塵的[0007]排放爐渣的傾角為前傾10 40°，排放鐵水的傾角為后傾10 35°爐體內部分為三個區(qū)下部為熔融還原產生鐵水的鐵水區(qū)，中部為進行熔融還原 反應的熔渣區(qū)，熔渣區(qū)上部空間為二次燃燒區(qū)。正常生產時，組合噴槍從水冷爐口插入爐內，其中組合噴槍的中心部位的燃燒噴 槍直接插入熔池中進行燃燒，對熔池進行加熱和攪拌；礦粉和大顆粒煤粉從組合噴槍的套 筒中加入熔池，為熔融和還原反應提供原、燃料及熔劑；二次燃燒噴槍將熔融和還原產生的 煤氣在熔池表面進行燃燒，為熔池加熱。組合噴槍的高度可以隨著熔池液面高度的升降自 動進行升降調整。進行熔融還原煉鐵生產時，組合噴槍從上部水冷爐口插入熔池中，進行燃燒、加料 和二次燃燒；爐內熔渣液面達到一定的高度后，可以在噴槍繼續(xù)噴吹、加料的情況下向前側 傾動爐體，排出部分熔渣，待熔渣液面達到合適的高度后再將爐體轉回原來位置，也可以將 爐體保持適當?shù)膬A角連續(xù)排渣。另外，在排渣前一段時間內還可以通過停止礦石和熔劑的加入，繼續(xù)加入煤粉，進 行燃燒噴槍的燃燒和產生煤氣的二次燃燒，用以降低熔渣區(qū)爐渣中FeO的含量，并沉淀爐 渣中夾帶的粒鐵，待爐渣中FeO含量降低到一定值后排出部分爐渣。當爐內產生的鐵水累 積到一定的量時，向后側傾動爐體，通過排鐵口排出鐵水。本實用新型的球型爐體使用壽命為3 4個月，對爐體內襯耐火材料進行強制冷 卻后可以延長壽命到5 7個月，為此采用本實用新型進行工業(yè)化大生產時應該準備備用 轉爐，在爐體內襯耐火材料破損到一定程度后及時更換備用轉爐，確保長期連續(xù)生產。本實用新型的有益效果是該轉爐與熔融還原煉鐵用組合噴槍配合，即可以連續(xù) 進行熔融還原煉鐵生產，又能夠根據(jù)生產需要及時排出爐渣和鐵水，能夠最大限度地提高 熔融還原反應的熱利用效率，降低原燃料消耗和煉鐵生產成本，達到工業(yè)化應用的目的。
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。


圖1為熔融還原用轉爐的正剖面圖。圖2為熔融還原用轉爐的側剖面圖。圖3為熔融還原用轉爐的前傾排渣示意圖。圖4為熔融還原用轉爐的后傾出鐵示意圖。其中，1、煙罩，2、水冷爐口，3、組合噴槍，4、熔渣區(qū)，5、排渣口，6、鐵水區(qū)，7、耐火材 料，8、爐殼，9、出鐵口，10、爐殼框架，11、傾動耳軸
具體實施方式
本實用新型提供了一種熔融還原煉鐵用的可以轉動的轉爐，包括煙罩1、水冷爐口 2、排渣口 5、耐火材料7、爐殼8、出鐵口 9、爐殼框架10和傾動耳軸11。熔融還原爐的內型為球型，爐殼8的內表面為噴涂的耐火材料7，爐殼框架10由 鋼板焊接而成，可以增大爐體的容量和提高爐體的機械強度，有利于減薄爐殼鋼板的厚度， 提高爐體傳熱能力，保護爐襯的耐火材料，并有利于控制爐體的旋轉，實現(xiàn)爐體向前后側傾動。爐體的前側為排渣口 5，后側為出鐵口 9，頂部為弧型水冷爐口 2，水冷爐口 2的上 部為弧型煙罩1，水冷爐口 2和煙罩1配合，用于組合噴槍3的插入和熔融還原反應產生煙 氣的回收利用，并有利于減少爐內熱量的損失。熔融還原爐體的內部分為三個區(qū)，下部為熔融還原產生的鐵水區(qū)6，中部為熔融還 原反應進行的熔渣區(qū)4，熔渣區(qū)4的上部為熔融和還原產生煤氣的二次燃燒區(qū)。本工藝可以按照氧氣頂吹轉爐的生產工藝進行負壓操作，熔融還原產生的煤氣可 以完全燃燒或部分燃燒。因此，外排的高溫煙氣需要進行廢熱回收、煤氣除塵及回收等。正常生產時，組合噴槍3從水冷爐口 2和煙罩1的中間插入爐內，其中組合噴槍3 的中心燃燒噴槍直接插入熔渣區(qū)4中進行燃燒，礦粉和大顆粒煤粉從組合噴槍3的套筒中 加入熔池，二次燃燒噴槍將還原反應產生的煤氣在熔渣區(qū)4的表面進行燃燒，加熱熔渣區(qū) 4。組合噴槍3的高度可以隨著熔渣區(qū)4液面高度的升降而升降，槍位可由計算機自動進行 調整。爐內熔渣區(qū)4的液面達到一定的高度時，向前側傾動爐體，通過排渣口 5排出部分 熔渣，達到合適的高度后將爐體轉回原來位置。爐內鐵水區(qū)6的鐵水累積到一定的量時，向 后側傾動爐體，通過排鐵口 9排出一定量的鐵水。為了降低外排爐渣中FeO的含量和熔渣中夾帶的粒鐵，可以在排渣前一段時間內 停止組合噴槍3的礦石加入，只加入部分塊煤，并繼續(xù)進行燃燒噴槍和二次燃燒噴槍的燃 燒，用以提高熔渣區(qū)4的溫度，提高熔渣的流動性和降低整個熔渣區(qū)4的FeO含量，沉淀熔 渣中夾帶的部分粒鐵，稍后再排放爐渣。待熔渣區(qū)的液面達到適當位置時再將爐體轉回原 來位置，重新加礦繼續(xù)進行生產。
權利要求一種熔融還原煉鐵用轉爐，包括煙罩(1)、水冷爐口(2)、耐火材料(7)、爐殼(8)、傾動耳軸(11)，其特征在于轉爐內型為球型，爐體向前側或后側傾動；爐體的前側設有排渣口(5)，后側設有出鐵口(9)；爐體上部的水冷爐口(2)和轉爐上部的煙罩(1)均為弧型；爐殼(8)的外部為爐殼框架(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的熔融還原煉鐵用轉爐，其特征在于排放爐渣的傾角為前傾 10 40°，排放鐵水的傾角為后傾10 35°。
3.根據(jù)權利要求1所述的熔融還原煉鐵用轉爐，其特征在于所述的爐殼框架(10)由 鋼板焊接而成。
專利摘要本實用新型公開了一種熔融還原煉鐵用轉爐，包括爐體、水冷爐口、排渣口、出鐵口、耐火材料、爐殼、傾動裝置及煙罩。其特征為爐體內型為球型，內表面噴涂耐火材料，爐體外部為框架結構，由鋼板焊接而成；爐體的前側為排渣口，后側為出鐵口；頂部為弧型水冷爐口，與其上部的弧型煙罩配合，用于組合噴槍的插入和產生煙氣的回收利用。本實用新型使用熔融還原煉鐵用組合噴槍，可以連續(xù)進行熔融還原煉鐵生產，并可根據(jù)生產需要適時排出爐渣和鐵水，提高了熔融還原反應的二次燃燒熱的利用效率，可以降低原燃料消耗和生產成本。
文檔編號C21B11/00GK201648429SQ20102012139
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權日2010年2月26日
發(fā)明者劉文運, 周繼良, 孫健, 張殿偉, 李國瑋, 青格勒, 馬麗 申請人:首鋼總公司