一種煤基直接還原爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及金屬火法冶煉的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤基直接還原爐。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外生產(chǎn)海綿鐵的直接還原技術(shù)，根據(jù)還原劑種類，有氣基和煤基兩大類，氣基主要有MIDREX(米德雷克斯法)、HYL(希爾法)等;煤基主要有回轉(zhuǎn)窯法、轉(zhuǎn)底爐法、外熱反應(yīng)罐法等。以上技術(shù)均存在各自的不足，氣基還原技術(shù)需要優(yōu)質(zhì)的還原氣資源作保障、還原過程難以控制、對原料要求高、投資大、運(yùn)行費用高等缺點；煤基直接還原技術(shù)均存在原料要求高、能耗大、產(chǎn)量小、還原過程難以控制、作業(yè)率低、設(shè)備難以大型化等缺點，正是基于以上種種原因，目前世界范圍內(nèi)直接還原的推廣受到限制，總產(chǎn)量也不大。
[0003]目前的煤基直接還原主要有轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯、隧道窯等，這些直接還原技術(shù)各自的具體缺點如下:
[0004](I)轉(zhuǎn)底爐存在爐床一直在作圓周運(yùn)動，爐床不斷地處于升溫、降溫的循環(huán)過程，帶來床體耐材易損壞、降低其壽命、床體結(jié)構(gòu)件易變形、還原性氣氛難以控制、產(chǎn)品金屬化率低、能耗高、產(chǎn)量受到技術(shù)限制、難以大型化等缺點；
[0005](2)回轉(zhuǎn)窯存在窯內(nèi)易結(jié)圈、還原區(qū)溫度難以控制、操作困難、能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、還原效果差等缺點；
[0006](3)隧道窯的機(jī)械化裝卸罐不穩(wěn)定、人工裝卸罐勞動強(qiáng)度很大、環(huán)保差、反應(yīng)罐處于反復(fù)升溫降溫過程導(dǎo)致罐體壽命低、能耗高、產(chǎn)量低等缺點。
[0007]近幾年新出現(xiàn)了一種煤基豎爐技術(shù)，專利號為CN200620095509.X，這是一種外燃管式煤基直接還原豎爐，特點是豎爐中含有若干個長圓形的各自獨立的反應(yīng)罐，該技術(shù)存在以下問題:
[0008](I)還原空間為一個個獨立的反應(yīng)罐，年產(chǎn)量受到嚴(yán)重制約，不能實現(xiàn)單條生產(chǎn)線30萬噸以上的規(guī)?；a(chǎn)；
[0009](2)反應(yīng)罐的耐材要求高、壽命有限，造成投資大、成本高；
[0010](3)燃燒室為無規(guī)則空間，各個反應(yīng)罐的溫度場不均勻，導(dǎo)致能耗高和產(chǎn)品質(zhì)量容易出現(xiàn)差異。
【實用新型內(nèi)容】
[0011 ]本實用新型目的在于，提供了一種煤基直接還原爐，該技術(shù)方案具有原料適應(yīng)范圍廣、產(chǎn)品金屬化率高、能耗低、產(chǎn)量大、能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)、投資低等顯著優(yōu)點。
[0012]本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0013]—種煤基直接還原爐，所述煤基直接還原爐包含至少兩組由矩形的還原室和燃燒室組成的模塊，所述還原室由上、下兩部分組成，分別為預(yù)熱段和還原段，所述煤基直接還原爐還包含設(shè)置于所述還原段下方用于連續(xù)或間斷排料的排料裝置。
[0014]優(yōu)選地，所述預(yù)熱段、所述還原段水平方向的截面均為矩形，寬度為300?600mm，長度為3000?12000mm，所述預(yù)熱段、所述還原段垂直方向的截面同為矩形或梯形，所述預(yù)熱段高度為3000?6000mm，所述還原段高度為4000?8000mm。
[0015]所述燃燒室由上、下兩部分組成，分別為加熱段和燃燒段。
[0016]優(yōu)選地，所述燃燒段內(nèi)設(shè)置有兩個以上燒嘴。
[0017]優(yōu)選地，所述加熱段、燃燒段水平方向的截面均為矩形，寬度為100?400mm，長度為3000?12000mm，所述加熱段、燃燒段垂直方向的截面同為矩形或梯形，高度分別為3000?6000mm、4000?8000mmD
[0018]實施本實用新型的煤基直接還原技術(shù)，具有以下有益效果:
[0019]1.采用本實用新型煤基直接還原技術(shù)，可以實現(xiàn)高產(chǎn)量和規(guī)?；a(chǎn)，原因在于:還原室為細(xì)長的矩形結(jié)構(gòu)，單個還原室的容積大，一個還原室單元中儲存的被還原的物料量大;還原室和燃燒室兩個單元可以進(jìn)行模塊化組合，通過組合很多的還原室和燃燒室單元來實現(xiàn)高產(chǎn)量與規(guī)?；a(chǎn)。
[0020]2.還原室分為預(yù)熱段、還原段，可達(dá)到的效果有:被還原物料在還原前，經(jīng)過了充分的預(yù)熱，熱量得到有效利用，還原的效率得到提高;被還原物料在還原過程中采用緩慢向下的連續(xù)運(yùn)動或間斷運(yùn)動，以避免還原室中物料的粘結(jié)，不至于造成排料困難和中斷生產(chǎn)。[0021 ] 3.還原室和燃燒室各自獨立，各自的還原氣氛和氧化氣氛互不干涉，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度場均勻，能夠得到高金屬化率的產(chǎn)品。
[0022]4.含金屬原料和還原劑粉料在還原室中處于分散、均勻分布的狀態(tài)，可達(dá)到的效果有:還原劑和含金屬原料充分接觸，提高了還原效率;含金屬原料處于疏松狀態(tài)的還原劑粉料中，能充分消除還原過程中粒狀原料的膨脹作用，整體物料對還原室隔墻無應(yīng)力作用，延長了還原爐整體壽命。
[0023]5.燃燒室最終排出的高溫?zé)煔獠捎酶邷責(zé)峤粨Q器進(jìn)行熱量回收，用來預(yù)熱進(jìn)入燃燒室的助燃空氣，提高還原爐系統(tǒng)熱效率。
[0024]6.還原室預(yù)熱段排出的還原性氣體返回至燃燒室再利用，可節(jié)約能源。
[0025]7.在還原段的底部設(shè)置冷卻段，采取預(yù)熱段頂部裝料，從冷卻段底部排料，排料的溫度可以控制，生產(chǎn)操作可靠、方便。
[0026]8.可通過調(diào)節(jié)燃燒室溫度來控制還原室溫度，因此，該還原技術(shù)可實現(xiàn)多種不同金屬原料的直接還原，可處理金屬原料范圍廣。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型煤基直接還原爐的立面示意圖；
[0028]圖2為本實用新型煤基直接還原爐的平面示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本實用新型技術(shù)方案更容易理解，現(xiàn)結(jié)合附圖采用具體實施例的方式，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清晰、完整的描述。應(yīng)當(dāng)注意，在此所述的實施例僅為本實用新型的部分實施例，而非本實用新型的全部實現(xiàn)方式，所述實施例只有示例性，其作用只在于為審查員及公眾提供理解本【實用新型內(nèi)容】更為直觀明了的方式，而不是對本實用新型所述技術(shù)方案的限制。在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，所有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員沒有做出創(chuàng)造性勞動就能想到的其它實施方式，及其它對本實用新型技術(shù)方案的簡單替換和各種變化，都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
[0030]實施例1
[0031]如圖1所示，本實用新型的煤基直接還原爐包括4個還原室(I)和3個燃燒室(2)，還原室(I)與燃燒室(2)通過隔墻間隔布置，形成兩還原室(I)之間共用一個燃燒室(2)的結(jié)構(gòu)，所示隔墻為耐高溫、防氧化、抗還原和耐磨損的耐材隔墻;還原室(I)由上、下兩部分組成，分別為預(yù)熱段(3)和還原段(4);燃燒室(2)上、下兩部分分別為加熱段和燃燒段;該煤基直接還原爐的還原室(I)頂部設(shè)置有進(jìn)料口，還原段下方設(shè)置有冷卻段(5)與排料裝置(6);燃燒室(2)下部的燃燒段內(nèi)設(shè)置兩個燒嘴。
[0032]該煤基直接還原爐的還原室(I)與燃燒室(2)同為長方體，還原室(I)寬度為300mm，長度為3000mm，其中，預(yù)熱段⑶高度為3000mm，還原段⑷高度為4000mm;燃燒室(2)寬度為10mm，長度為3000mm，其中，加熱段高度為3000mm，燃燒段高度為4000mm。
[0033]本實用新型煤基直接還原技術(shù)所達(dá)到的效果:還原室和燃燒室兩個單元可以進(jìn)行模塊化組合，通過組合很多的還原室和燃燒室單元來實現(xiàn)高產(chǎn)量與規(guī)?；a(chǎn);還原室分為預(yù)熱段、還原段，被還原物料在還原前，經(jīng)過了充分的預(yù)熱，熱量得到有效利用，還原的效率得到提高;還原室和燃燒室各自獨立，各自的還原氣氛和氧化氣氛互不干涉，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度場均勻，能夠得到高金屬化率的產(chǎn)品；在還原段的底部設(shè)置冷卻段，采取預(yù)熱段頂部裝料，從冷卻段底部排料，排料的溫度可以控制，生產(chǎn)操作可靠、方便;在還原段的底部設(shè)置冷卻段，采取預(yù)熱段頂部裝料，從冷卻段底部排料，排料的溫度可以控制，生產(chǎn)操作可靠、方便。
[0034]實施例2
[0035]如圖1所示，本實用新型的煤基直接還原爐包括4個還原室(I)和3個燃燒室(2)，還原室(I)與燃燒室(2)通過隔墻間隔布置，形成兩還原室(I)之間共用一個燃燒室(2)的結(jié)構(gòu)，所示隔墻為耐高溫、防氧化、抗還原和耐磨損的耐材隔墻;還原室由上、下兩部分組成，分別為預(yù)熱段(3)和還原段(4);燃燒室上、下兩部分分別為加熱段和燃燒段;該煤基直接還原爐的還原室(I)頂部設(shè)置有進(jìn)料口，還原段下方設(shè)置有冷卻段(5)與排料裝置(6)。
[0036]該煤基直接還原爐的還原室(I)與燃燒室(2)同為長方體，還原室(I)寬度為400mm，長度為6000mm，其中，預(yù)熱段(3)高度為3000mm，還原段(4)高度為6000mm;燃燒室(2)寬度為200mm，長度為6000mm，其中，加熱段高度為3000mm，燃燒段高度為6000mm。
[0037]本實用新型煤基直接還原技術(shù)所達(dá)到的效果:還原室和燃燒室兩個單元可以進(jìn)行模塊化組合，通過組合很多的還原室和燃燒室單元來實現(xiàn)高產(chǎn)量與規(guī)?；a(chǎn);還原室分為預(yù)熱段、還原段，被還原物料在還原前，經(jīng)過了充分的預(yù)熱，熱量得到有效利用，還原的效率得到提高;還原室和燃燒室各自獨立，各自的還原氣氛和氧化氣氛互不干涉，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度場均勻，能夠得到高金屬化率的產(chǎn)品；在還原段的底部設(shè)置冷卻段，采取預(yù)熱段頂部裝料，從冷卻段底部排料，排料的溫度可以控制，生產(chǎn)操作可靠、方便;在還原段的底部設(shè)置冷卻段，采取預(yù)熱段頂部裝料，從冷卻段底部排料，排料的溫度可以控制，生產(chǎn)操作