專利名稱：新型熔融還原煉鐵爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煉鐵爐。
背景技術：
高爐是煉鐵用的傳統(tǒng)設備，高爐煉鐵的基本過程是鐵的還原過程。傳統(tǒng)的高爐， 爐體自上而下呈一個紡錘形，其下部收縮成上寬下窄的梯形。其冶煉原理和方法是以焦 炭做燃料和還原刻，在高溫下將鐵礦石或其它非鐵氧化物，從氧化物或礦物狀態(tài)(如Fe203、 Fe3O4, Fe2SiO4 Fe304. TiO2 等)，還原為液態(tài)生鐵。傳統(tǒng)高爐煉鐵時，高爐自上而下分成五個工作區(qū)域塊狀區(qū)、軟溶區(qū)、滴落帶、回旋
區(qū)和渣鐵聚集區(qū)，高爐中的溫度自下而上逐漸降低------滴落帶、軟溶區(qū)、軟溶區(qū)。其冶煉
的工藝流程是首先，將鐵礦石、熔劑和焦炭，按照一定比例做成的爐料，通過裝料設備從高爐的 爐頂裝入高爐內；其次，從高爐的下部風口鼓入高溫熱風并噴吹輔助燃料煤粉，使高溫熱風與焦炭 和煤粉發(fā)生反應，產生高爐還原性煤氣。高溫還原性煤氣在爐內上升時，將爐料加熱、還原、 熔化、造渣，產生一系列的物理化學反應，最后生成的液態(tài)渣、鐵，聚集于爐缸，周期地從爐 內排出。在高溫還原性煤氣在爐內上升過程中，煤氣氣流的溫度不斷降低，成分逐漸變化， 最后形成高爐煤氣從爐頂排出。上述高爐煉鐵的過程說明，焦炭的作用十分重要——起到發(fā)熱劑、還原劑、料柱骨 架和滲碳的重要作用。盡管其發(fā)熱劑、還原劑的作用可以被煤粉或其它燃料替代，但焦炭的 骨架作用是無法替代的。傳統(tǒng)高爐冶煉，產出一噸鐵，約需要400-600Kg焦炭。焦炭是利用主焦煤經高溫干 餾制成的，既耗費大量能源，又造成環(huán)境污染。況且，隨著鋼鐵需求的大幅增加，焦炭突顯短 缺，尤其由于主焦煤儲量日益減少，嚴重影響了對焦炭數(shù)量和質量的需求。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于，為提高冶煉效率，克服傳統(tǒng)高爐冶煉依賴焦炭的難題，提 供一種節(jié)能、環(huán)保、效率高、產品質量好的新型高爐。本實用新型是這樣實現(xiàn)的本實用新型的爐體為上小下大的階梯形結構，熔融還原池位于爐體下部。爐體的 中上部有一環(huán)狀還原氣體進口。爐頂?shù)倪M料斗為垂直螺旋形，爐料從爐壁的上下三個進料 口通過螺旋形料斗滑入爐內。熔融還原池位的底部有一個“U”形的虹吸式出鐵管通出爐外， 虹吸式出鐵管之爐外管壁上裝有電磁式開關一控制鐵水的流出。本實用新型的爐料及其進爐順序是爐料主要有鐵礦石、蘭炭(即非焦煤)、原煤。進料時，鐵礦石放進下料口的，蘭炭 放進中料口，原煤放進上料口。[0013]本實用新型之階梯形爐體結構，使爐內的還原反應集中在爐下部的熔融還原池中 進行，反應充分、快捷。本實用新型之爐料中省去了傳統(tǒng)的焦炭組分，采用低成本的原煤和 蘭炭做為還原劑、發(fā)熱劑，取代了日益稀缺、昂貴的焦炭。本實用新型爐頂?shù)穆菪瘟隙泛?側壁進料的設計，簡化了爐頂結構，提高了安全性。當爐料進入爐中時，從高爐的下部風口 鼓入高溫熱風，由于蘭炭在高爐上部的反應性高，與CO2的開始反應溫度較低，這些反應性 較高的蘭炭和原煤反應后，會使氣相中CO的濃度提高，即高爐內還原氣氛明顯得到改善， 從而加速了鐵礦石在高爐內的還原，擴大了間接還原反應區(qū)，提高了熔融還原的冶煉效率。 本實用新型采用電磁式開關控制鐵水的流出，改善了操作工人的工作環(huán)境、減輕了操作工 人的勞動強度。本實用新型較傳統(tǒng)高爐冶煉相比，煉鐵效率約提高20%，煉鐵成本降低約500元，； 節(jié)能約30%，產品質量提高——有害元素s、P等的含量更低。

圖1.本實用新型爐體之形狀結構示意圖；圖2.虹吸式出鐵管上的電磁式開關示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，敘述一個實施例，對本實用新型做進一步說明。圖1顯示了本實施例的爐體結構。爐體總高14m ；自下而上呈三個階梯形。爐頂設有一個垂直的螺旋形料斗裝置，該裝置對應的爐壁上自上而下分別有三個 料口 料口 1、料口 2、料口 3，三個料口之間兩分別呈120度夾角，上下垂直距離分別為1米。下部為熔融還原池5，其外徑6m，直高3m ；中部外徑3. 5m，直高5m ；上部外徑2m， 直高4m;下部和中部之間垂直2m處，有一個過渡的傘形面。熔融還原池1的上部有出渣口 7，下部有穿出爐體的“U”形的虹吸式出鐵管6，其穿出部分的管壁上裝有電磁式開關8。爐 體之中上部有一道環(huán)形還原氣體進口 4。圖2顯示“U”形虹吸式出鐵管及電磁式開關的結構圖。虹吸式出鐵管6呈“U”形，其爐外的管壁上裝有電磁式開關8，以其電磁式加熱的 間斷方式，控制爐內鐵水的流出。冶煉時，通過三個進料口，分別放進原煤、蘭炭和鐵礦石及熔劑石灰石。爐內下降 的爐料與風口鼓入的熱風發(fā)生熱交換進行還原反應，生成的鐵水的同時，產生副產品爐渣 和高爐煤氣。
權利要求新型熔融還原煉鐵爐，其特征在于爐體為上小下大的階梯形結構。
2.根據(jù)權利要求1所述新型熔融還原煉鐵爐，其特征在于爐頂內的料斗為垂直螺旋 形，爐料從爐壁的上下三個進料口——料口(1)、料口(2)、料口(3)，分別通過螺旋形料斗 滑入爐內。
3.根據(jù)權利要求2所述新型熔融還原煉鐵爐，其特征在于料口(1)、料口(2)、料口 (3)之間垂直間距1米，兩兩的相互夾角120度。
4.根據(jù)權利要求1所述新型熔融還原煉鐵爐，其特征在于爐底的出鐵口是個通出爐 外的“U”形虹吸式出鐵管(6)，虹吸式出鐵管之爐外管壁上裝有電磁式開關(8)。
專利摘要本實用新型涉及一種新型熔融還原煉鐵爐，爐體為上小下大的階梯形結構；爐頂內的料斗為垂直螺旋形，爐料從爐壁的上下三個進料口分別通過螺旋形料斗滑入爐內；爐底的出鐵口是個通出爐外的“U”形虹吸式出鐵管，虹吸式出鐵管之爐外管壁上裝有電磁式開關。本實用新型的冶煉方法在于爐料主要有鐵礦石、蘭炭、原煤；進料時，鐵礦石放在進料口的下層，蘭炭放在中層，原煤放在上層。本實用新型較傳統(tǒng)高爐冶煉相比，煉鐵效率約提高20％，煉鐵成本降低約500元；節(jié)能約30％，有害元素S、P等的含量更低。
文檔編號C21B11/00GK201704349SQ201020196360
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權日2010年5月18日
發(fā)明者王志江 申請人:王志江