一種煉鐵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種非高爐利用爐料塊的煉鐵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前高爐仍然是冶金行業(yè)煉鐵的主力軍，其優(yōu)點(diǎn)在于高爐的爐齡長(zhǎng)、產(chǎn)能大、能耗低、操作簡(jiǎn)易，但由于高爐流程長(zhǎng)、基建費(fèi)用高、設(shè)備復(fù)雜、環(huán)境污染嚴(yán)重，焦炭資源不可再生，在市場(chǎng)能源緊張、競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的情況下，人們的目光逐漸轉(zhuǎn)向開發(fā)新的非高爐煉鐵工藝和煉鐵設(shè)備。
[0003]無焦低污染是非高爐煉鐵新工藝的目標(biāo)。非高爐煉鐵工藝，可分為“直接還原法”和“恪融還原法”兩大類。熔融還原法作為非高爐煉鐵的主導(dǎo)研究方向，除COREX爐實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)外，其他的非高爐煉鐵裝置都還沒有獲得規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提出了一種非高爐煉鐵裝置和煉鐵工藝，煉鐵裝置由上至下包括下料區(qū)、固體爐料區(qū)、混合區(qū)(混合區(qū)是指:固體爐料和熔渣的混合區(qū))，以及沉淀分離區(qū)。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種煉鐵裝置，由上至下依次包括下料區(qū)、固體爐料區(qū)、混合區(qū)，以及沉淀分離區(qū)。在混合區(qū)側(cè)壁設(shè)置有一次風(fēng)噴槍，在固體爐料區(qū)側(cè)壁設(shè)置有二次風(fēng)噴槍，在沉淀分離區(qū)側(cè)壁設(shè)置有出渣口和出鐵口。
[0006]本實(shí)用新型中的煉鐵裝置在冶煉過程中進(jìn)行一次風(fēng)噴吹和二次風(fēng)噴吹，所用的一次風(fēng)噴槍和二次風(fēng)噴槍可以為一個(gè)或兩個(gè)以上，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)量，噴槍用于向爐內(nèi)噴吹富氧氣體或空氣。為了實(shí)現(xiàn)上述爐氣和熱量的流通，下料區(qū)、固體爐料區(qū)、混合區(qū)、沉淀分離區(qū)之間部分或全部連通，使得反應(yīng)產(chǎn)生的高溫爐氣能夠通過，熱量傳遞更充分。
[0007]本實(shí)用新型中煉鐵裝置的形狀可以根據(jù)爐料數(shù)量、大小和性質(zhì)進(jìn)行選擇，優(yōu)選該固體爐料區(qū)的截面由上至下逐漸變大，便于爐料的輸送及熱量的傳輸。
[0008]本實(shí)用新型中二次風(fēng)噴槍對(duì)固體爐料區(qū)進(jìn)行噴吹，使固體爐料區(qū)的一氧化碳?xì)怏w的燃燒率^ 95%。
[0009]本實(shí)用新型中一次風(fēng)噴槍對(duì)混合區(qū)進(jìn)行噴吹，使?fàn)t料發(fā)生翻滾。
[0010]本實(shí)用新型的煉鐵裝置是對(duì)現(xiàn)有的熔分爐、豎爐、轉(zhuǎn)體爐、熔煉爐或管爐改造而成。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的煉鐵裝置，具體煉鐵方法如下:經(jīng)過預(yù)先處理的爐料塊從下料區(qū)進(jìn)入煉鐵裝置，在固體爐料區(qū)完成加熱，并達(dá)到軟熔階段，燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生的高溫爐氣在通過固體爐料區(qū)的過程中，逐步消耗煉鐵裝置內(nèi)的熱量，降低其溫度。待固體爐料進(jìn)入混合區(qū)后，被炙熱的熔渣包裹，不斷軟化熔化。熔化后大量的碳因固體狀態(tài)的分解而釋放，漂到熔渣表面，熔融的鐵和渣進(jìn)入沉淀分離區(qū)進(jìn)行分離，再分別從出鐵口和出渣口排出。
[0012]—次風(fēng)噴吹進(jìn)入混合區(qū)后，部分生成還原氣體一氧化碳，與剩余的鐵的氧化物反應(yīng)。大量的氧氣與碳結(jié)合，發(fā)生劇烈燃燒生成二氧化碳，釋放大量的熱量?；旌蠀^(qū)發(fā)生的反應(yīng)是復(fù)雜并交替進(jìn)行的，一次噴吹的強(qiáng)度由風(fēng)量、富氧比例決定，一次噴吹的壓力與噴槍入口深入熔體表面的高度相關(guān)。二次風(fēng)噴吹是控制固體爐料區(qū)的爐氣氣氛，讓大量的一氧化碳?xì)怏w燃燒，控制爐氣中一氧化碳?xì)怏w的燃燒率達(dá)到70%?95%，優(yōu)選只保留少量(一氧化碳的濃度大約為1%?5%)—氧化碳?xì)怏w，以提高碳的熱值。
[0013]優(yōu)選地，經(jīng)過預(yù)先處理的爐料塊以800?1200°C高溫進(jìn)入煉鐵裝置，在固體爐料區(qū)完成加熱至1300?1500°C后，達(dá)到軟熔階段。
[0014]優(yōu)選地，固體爐料熔化后，在一次風(fēng)的噴吹作用下，混合區(qū)析出的碳在固體和熔渣交界面層產(chǎn)生劇烈燃燒，混合區(qū)爐溫不低于1500°C，最好是1500?1800°C之間。
[0015]優(yōu)選地，沉淀分離區(qū)溫度1300?1450°C。
[0016]本實(shí)用新型所述的煉鐵裝置沒有用焦炭作料柱，一次風(fēng)噴吹也不是在固體爐料處，因此不同于高爐;本發(fā)明所述的煉鐵裝置有一個(gè)固體爐料區(qū)，不同于熔融還原的熔池熔煉爐，因?yàn)槿鄢厝蹮挔t是沒有料柱的。
[0017]本實(shí)用新型對(duì)爐內(nèi)各區(qū)域及噴槍進(jìn)行合理的設(shè)置，完成對(duì)鐵的冶煉，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝易操作，由于充分利用反應(yīng)熱而大大減少了外界的能量消耗，具有節(jié)能減排的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型煉鐵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖中，1.沉淀分離區(qū)，2.—次風(fēng)噴槍，3.固體爐料和熔渣混合區(qū)，4.二次風(fēng)噴槍，5.固體爐料區(qū)，6.煉鐵裝置，7.出鐵口，8.出渣口，9.下料區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本實(shí)用新型實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0021]正常工作狀態(tài)下，煉鐵裝置分為I沉淀分離區(qū)，3固體爐料和熔渣混合區(qū)，5固體爐料區(qū)。被加熱的爐料塊或球團(tuán)從下料區(qū)9進(jìn)入煉鐵裝置6，再?gòu)墓腆w爐料區(qū)5的表層向固體爐料區(qū)5的底層下行，不斷吸收由混合區(qū)上升的高溫爐氣的熱量，直到被升溫至熔點(diǎn)。燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生的高溫爐氣在通過固體爐料區(qū)5的過程中，逐步消耗煉鐵裝置6內(nèi)的熱量，降低其溫度。待固體爐料進(jìn)入混合區(qū)3后，被炙熱的熔渣包裹，不斷軟化熔化。熔化后大量的碳因固體狀態(tài)的分解而釋放，漂到熔渣表面，熔融的鐵和渣進(jìn)入沉淀分離區(qū)。
[0022]—次風(fēng)噴吹進(jìn)入混合區(qū)3后，部分生成還原氣體一氧化碳，與剩余的鐵的氧化物反應(yīng)，大量的氧氣與碳結(jié)合，發(fā)生劇烈燃燒生成二氧化碳，釋放大量的熱量。二次風(fēng)噴吹是控制固體爐料區(qū)5的爐氣氣氛，讓大量的一氧化碳?xì)怏w燃燒，只保留少量(一氧化碳的濃度大約為1%?5%)—氧化碳?xì)怏w，以提高碳的熱值。
[0023 ]熔化的鐵水和熔渣進(jìn)入沉淀分離區(qū)進(jìn)行分離，再分別從出鐵口 7和出渣口 8排出。
[0024]本發(fā)明的煉鐵裝置可以改造現(xiàn)有的熔分爐、豎爐、轉(zhuǎn)體(底)爐、熔煉爐、管爐、回轉(zhuǎn)筒等各種設(shè)備，采用上述熱工過程和來實(shí)現(xiàn)。
[0025]以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本方案的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，在不脫離本方案原理的前提下，還可以對(duì)本方案進(jìn)行若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也同樣落入本方案權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煉鐵裝置，由上至下依次包括下料區(qū)、固體爐料區(qū)、混合區(qū)，以及沉淀分離區(qū)，其特征在于:在混合區(qū)側(cè)壁設(shè)置有一次風(fēng)噴槍，在固體爐料區(qū)側(cè)壁設(shè)置有二次風(fēng)噴槍，在沉淀分離區(qū)側(cè)壁設(shè)置有出渣口和出鐵口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵裝置，其特征在于:所述一次風(fēng)噴槍和二次風(fēng)噴槍噴吹富氧氣體或空氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵裝置，其特征在于:所述一次風(fēng)噴槍和二次風(fēng)噴槍為一個(gè)或兩個(gè)以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵裝置，其特征在于:下料區(qū)、固體爐料區(qū)、混合區(qū)、沉淀分離區(qū)之間部分或全部連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鐵裝置，其特征在于:固體爐料區(qū)的橫截面由上至下逐漸變大。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于冶金設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煉鐵裝置。該煉鐵裝置由上至下依次包括下料區(qū)、固體爐料區(qū)、混合區(qū)（固體爐料和熔渣混合區(qū)），以及沉淀分離區(qū)。在混合區(qū)側(cè)壁設(shè)置有一次風(fēng)噴槍，在固體爐料區(qū)側(cè)壁設(shè)置有二次風(fēng)噴槍，在沉淀分離區(qū)側(cè)壁設(shè)置有出渣口和出鐵口。熔煉在混合區(qū)進(jìn)行，一次風(fēng)噴吹進(jìn)入混合區(qū)加劇爐料塊的燃燒和熔化，產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w還原鐵的氧化物；富余的空氣上升到熔渣表面與熔體表面的碳發(fā)生劇烈燃燒，釋放大量的熱量，保證冶煉溫度。對(duì)固體爐料區(qū)進(jìn)行二次風(fēng)噴吹，使固體爐料區(qū)的爐氣的一氧化碳?xì)怏w的燃燒率≥95%，以提高碳的熱值。本實(shí)用新型設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝易操作，由于充分利用反應(yīng)熱量，降低了煉鐵的能耗。
【IPC分類】C21B11/00
【公開號(hào)】CN205223282
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520880247
【發(fā)明人】郝坤超, 何篤政, 劉學(xué)新, 鐘宣, 陳小國(guó), 彭增安, 孔德輝, 丁應(yīng)忠, 何篤試
【申請(qǐng)人】衡南揚(yáng)鋼冶金技術(shù)有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年11月7日