本實(shí)用新型屬于熔煉還原生鐵和礦巖棉的生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種同步熔煉還原生鐵和礦巖棉的熔煉爐。

背景技術(shù)：

目前，公知的國(guó)內(nèi)外煉鋼生鐵大多采用高爐設(shè)備煉鐵技術(shù)，煉鋼生鐵的供應(yīng)基本來(lái)自于高爐煉鐵設(shè)備，由于高爐煉鐵實(shí)施的是規(guī)模化效益，生產(chǎn)成本高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力激烈，溫室氣體排放和環(huán)境污染問(wèn)題比較嚴(yán)重，鋼鐵行業(yè)徘徊在微利和虧損的邊緣，亟需出現(xiàn)新技術(shù)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，淘汰落后產(chǎn)能，促使行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，近幾年來(lái)，陸續(xù)研制和開(kāi)發(fā)了一些非高爐煉鐵直接還原鐵設(shè)備，但這些新型的還原熔融爐系統(tǒng)目前基本處在研制或工業(yè)化實(shí)驗(yàn)階段，在設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能、原理、作用，材料、工藝技術(shù)仍有待于進(jìn)一步改進(jìn)、完善，主要存在：工藝流程復(fù)雜、投資大、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟(jì)效益低等問(wèn)題。

而目前國(guó)內(nèi)外礦巖棉生產(chǎn)設(shè)備廣泛采用沖天爐設(shè)備熔煉技術(shù)，盡管礦巖棉沖天爐設(shè)備已經(jīng)有一百多年的生產(chǎn)歷史，鑒于它是一種豎式熔爐，主要存在著原料、燃料適用性差，環(huán)境污染嚴(yán)重，余熱、余氣綜合利用低，綜合生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。除沖天爐設(shè)備外，還出現(xiàn)了電爐生產(chǎn)礦巖棉的設(shè)備，但生產(chǎn)成本偏高無(wú)法在市場(chǎng)中得以生存。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有高爐煉鐵設(shè)備、礦巖棉沖天爐、電爐設(shè)備熔煉中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種可以實(shí)現(xiàn)同步生產(chǎn)生鐵和礦巖棉兩種產(chǎn)品的同步熔煉還原生鐵和礦巖棉的熔煉爐。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種同步熔煉還原生鐵和礦巖棉的熔煉爐，包括熔爐基礎(chǔ)，所述熔爐基礎(chǔ)上固定安裝有爐底板和熔爐外殼體，所述熔爐外殼體的內(nèi)部包裹有鑄造式爐體冷卻水套，所述鑄造式爐體冷卻水套的下部與爐底板之間形成熔池，所述熔池的側(cè)壁及底部均砌筑有爐底耐火磚層，所述鑄造式爐體冷卻水套的內(nèi)側(cè)壁上部及頂部設(shè)有爐壁耐火層，所述熔爐外殼體的頂部設(shè)有原料進(jìn)料口，所述熔爐外殼體的側(cè)壁上部設(shè)有煙氣出口，所述熔爐外殼體的側(cè)壁下部設(shè)有放鐵流口且放鐵流口與熔池的底部相連通，所述熔爐外殼體的中部側(cè)壁上設(shè)有水冷式爐門和熔渣雙出料流口且熔渣雙出料流口與熔池的上部相連通，所述熔爐外殼體的側(cè)壁上還設(shè)有煤粉助燃氧槍且煤粉助燃氧槍與熔池相連通，所述煤粉助燃氧槍上設(shè)有風(fēng)支管。

進(jìn)一步地，所述熔爐外殼體通過(guò)螺栓與鑄造式爐體冷卻水套連接成一體。

進(jìn)一步地，所述熔爐外殼體的頂部設(shè)有探火口。

進(jìn)一步地，所述爐底板上鋪設(shè)有冷卻水排管，所述冷卻水排管上鋪設(shè)有導(dǎo)熱層，所述導(dǎo)熱層位于爐底耐火磚層的下方。

進(jìn)一步地，所述風(fēng)支管包括一次風(fēng)支管和二次風(fēng)支管且一次風(fēng)支管和二次風(fēng)支管均焊接在煤粉助燃氧槍上。

進(jìn)一步地，所述熔爐外殼體為臥式矩形結(jié)構(gòu)，上部為半圓拱形狀、下部為長(zhǎng)方體狀。

進(jìn)一步地，所述水冷式爐門焊接在熔爐外殼體長(zhǎng)方體短邊面上，所述煙氣出口焊接在與水冷式爐門相對(duì)的熔爐外殼體長(zhǎng)方體短邊面。

進(jìn)一步地，所述放鐵流口為可控式放鐵流口且焊接在熔爐外殼體長(zhǎng)方體短邊面上，所述熔渣雙出料流口為可控式且焊接在與放鐵流口相對(duì)的熔爐外殼體長(zhǎng)方體短邊面。

進(jìn)一步地，所述煤粉助燃氧槍為多個(gè)且均勻焊接在熔爐外殼體長(zhǎng)方體長(zhǎng)邊兩側(cè)面上。

進(jìn)一步地，所述爐底板和熔爐外殼體焊接在熔爐基礎(chǔ)上。

本實(shí)用新型的工作原理是以含鐵礦物或含鐵工業(yè)廢渣為原料，以煤粉、高爐煤氣為燃料同步生產(chǎn)生鐵和巖礦棉兩種產(chǎn)品，具體是首先以含鐵礦物或含鐵工業(yè)廢渣為原料，經(jīng)原料進(jìn)料口從熔爐外殼體頂部或通過(guò)兩組煤粉助燃氧槍進(jìn)入熔爐外殼體的熔池內(nèi)，煤粉作為燃料和還原劑在高壓氣體作用下通過(guò)兩組煤粉助燃氧槍噴入熔池液面以下的熔體之中，使熔體始終處于沸騰狀態(tài)，在熔池激烈的沸騰狀態(tài)下，加速了原料的熔化和均化，氧氣通過(guò)兩組煤粉助燃氧槍從熔爐外殼體側(cè)部噴入熔池熔液內(nèi)部，保證了燃料的充分燃燒和原料的反應(yīng)溫度，熔池里的含鐵原料熔體在高溫熔融下和碳反應(yīng)得到了還原鐵，尤其對(duì)硅酸鐵、氧化亞鐵等含鐵化合物還原效率極高，且還原過(guò)程極其迅速，熔池里的熔渣和已還原的金屬鐵因密度不同，上層熔體通過(guò)熔渣雙出料流口到礦巖棉成纖工序，下層的金屬鐵熔體通過(guò)放鐵流口到生鐵成型工序，即在一臺(tái)熔煉爐設(shè)備中可以同步生產(chǎn)還原生鐵和礦巖棉兩種產(chǎn)品。

本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型的同步熔煉還原生鐵和礦巖棉的熔煉爐主要包括爐底板、熔爐外殼體、原料進(jìn)料口、煙氣出口、放鐵流口、水冷式爐門、熔渣雙出料流口、煤粉助燃氧槍和風(fēng)支管，在熔煉過(guò)程中，完全不使用焦炭，直接以煤粉為燃料，原料直接采用當(dāng)?shù)氐暮F礦物或含鐵工業(yè)廢渣，所產(chǎn)生的煙塵含量很低，經(jīng)實(shí)際檢測(cè)，煙氣的含塵量在146-191毫克/立方米左右，僅為礦巖棉沖天爐煙氣起始含塵量的5 -20% ，熔煉過(guò)程中熱效率較高。同時(shí)本實(shí)用新型在熔煉時(shí)采用液下浸沒(méi)燃燒沸騰熔煉方式，燃燒是在熔體內(nèi)部進(jìn)行，使熔體直接獲得熱量，同時(shí)產(chǎn)生劇烈的攪動(dòng)，為熔煉過(guò)程的氣、液、固三相之間的反應(yīng)創(chuàng)造了良好的動(dòng)力學(xué)條件，使加熱、熔化、均化等物理化學(xué)過(guò)程得以加速進(jìn)行，比表面積巨大的粉粒狀原料進(jìn)入熔體后立即被高溫熔體所包圍 ，并隨熔體的強(qiáng)烈攪動(dòng)、沸騰而迅速熔化，進(jìn)而迅速均布于熔體之中，熔煉熱效率得到大幅度提高，經(jīng)實(shí)際檢測(cè)，綜合效率可達(dá)90%以上；另外，本實(shí)用新型達(dá)到了“同步兩產(chǎn)”的目的，即在一臺(tái)熔煉爐設(shè)備中可以同步生產(chǎn)還原生鐵和礦巖棉兩種產(chǎn)品,突破了煉鐵行業(yè)普遍使用高爐煉鐵和礦巖棉制造行業(yè)普遍使用沖天爐且只能生產(chǎn)單一產(chǎn)品的傳統(tǒng)工藝設(shè)備，顛覆性地改變了傳統(tǒng)煉鐵行業(yè)的復(fù)雜工序和高成本問(wèn)題，節(jié)能效果顯著。

2、本實(shí)用新型的同步熔煉還原生鐵和礦巖棉的熔煉爐熔煉過(guò)程中高溫?zé)煔饨?jīng)換熱利用到其他工序，在煉鐵和礦巖棉制造行業(yè)具有低成本、低排放、低能耗、環(huán)境友好的效果。

3、本實(shí)用新型的同步熔煉還原生鐵和礦巖棉的熔煉爐對(duì)原料和燃料的適應(yīng)性好，原料無(wú)需磨粉、燒結(jié)、造塊，燃料無(wú)需焦炭等特殊要求。

4、本實(shí)用新型的同步熔煉還原生鐵和礦巖棉的熔煉爐設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、生產(chǎn)成本低、設(shè)備投資小的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的A-A向視圖；

圖3為圖1的俯視圖。

本實(shí)用新型附圖標(biāo)記含義如下：1、熔爐基礎(chǔ)；2、爐底板；3、爐底耐火磚層；4、放鐵流口；5、鑄造式爐體冷卻水套；6、煤粉助燃氧槍；7、水冷式爐門；8、熔爐外殼體；9、爐壁耐火層；10、熔渣雙出料流口；11、原料進(jìn)料口；12、探火口；13、煙氣出口；14、熔池；15、一次風(fēng)支管；16、二次風(fēng)支管；17、冷卻水排管；18、導(dǎo)熱層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-3所示，一種同步熔煉還原生鐵和礦巖棉的熔煉爐，包括熔爐基礎(chǔ)1，熔爐基礎(chǔ)1上焊接有爐底板2和熔爐外殼體8，熔爐外殼體8的內(nèi)部包裹有鑄造式爐體冷卻水套5，鑄造式爐體冷卻水套5的下部與爐底板2之間形成熔池14，熔池14的側(cè)壁及底部均砌筑有爐底耐火磚層3，鑄造式爐體冷卻水套5的內(nèi)側(cè)壁上部及頂部設(shè)有爐壁耐火層9，爐底板2上鋪設(shè)有冷卻水排管17，冷卻水排管17上鋪設(shè)有導(dǎo)熱層18，導(dǎo)熱層18位于爐底耐火磚層3的下方。熔爐外殼體8為臥式矩形結(jié)構(gòu)，上部為半圓拱形狀、下部為長(zhǎng)方體狀，熔爐外殼體8的外部包裹有鑄造式爐體冷卻水套5且通過(guò)螺栓將鑄造式爐體冷卻水套5與熔爐外殼體8連接成一體,熔爐外殼體8的頂部焊接有原料進(jìn)料口11和探火口12，熔爐外殼體8的側(cè)壁上部設(shè)有煙氣出口13，煙氣出口13焊接在熔爐外殼體8長(zhǎng)方體短邊面上，熔煉過(guò)程中高溫?zé)煔饨?jīng)換熱利用到其他工序。熔爐外殼體8的側(cè)壁下部設(shè)有放鐵流口4且放鐵流口4與熔池14的底部相連通，放鐵流口4為可控式放鐵流口且焊接在熔爐外殼體8長(zhǎng)方體短邊面上，熔爐外殼體8的中部側(cè)壁上設(shè)有水冷式爐門7和熔渣雙出料流口10且熔渣雙出料流口10與熔池14的上部相連通，熔渣雙出料流口10為可控式且焊接在與放鐵流口4相對(duì)的熔爐外殼體8長(zhǎng)方體短邊面，水冷式爐門7焊接在與煙氣出口13相對(duì)的熔爐外殼體8長(zhǎng)方體短邊面，熔爐外殼體8的側(cè)壁上還設(shè)有煤粉助燃氧槍6且煤粉助燃氧槍6與熔池14相連通，煤粉助燃氧槍6上設(shè)有風(fēng)支管, 風(fēng)支管包括一次風(fēng)支管15和二次風(fēng)支管16且一次風(fēng)支管15和二次風(fēng)支管16均焊接在煤粉助燃氧槍6上，煤粉助燃氧槍6為多個(gè)且均勻焊接在熔爐外殼體8長(zhǎng)方體長(zhǎng)邊兩側(cè)面上。

使用時(shí)，首先以含鐵礦物或含鐵工業(yè)廢渣為原料，經(jīng)原料進(jìn)料口11從熔爐外殼體8頂部或通過(guò)兩組煤粉助燃氧槍6進(jìn)入熔爐外殼體8的熔池14內(nèi)，煤粉作為燃料和還原劑在高壓氣體作用下通過(guò)兩組煤粉助燃氧槍6噴入熔池14液面以下的熔體之中，使熔體始終處于沸騰狀態(tài)，在熔池激烈的沸騰狀態(tài)下，加速了原料的熔化和均化，氧氣通過(guò)兩組煤粉助燃氧槍6從熔爐外殼體8側(cè)部噴入熔池14熔液內(nèi)部，熔池14里的含鐵原料熔體在高溫熔融下和碳反應(yīng)得到了還原鐵，熔池14里的熔渣和已還原的金屬鐵因密度不同，上層熔體通過(guò)熔渣雙出料流口10到礦巖棉成纖工序，下層的金屬鐵熔體通過(guò)放鐵流口4到生鐵成型工序，即在一臺(tái)熔煉爐設(shè)備中可以同步生產(chǎn)還原生鐵和礦巖棉兩種產(chǎn)品。本實(shí)用新型可單獨(dú)還原金屬鐵，也可單獨(dú)熔煉礦巖棉，又可同時(shí)還原金屬鐵和熔煉礦巖棉?？砂吹V棉配方生產(chǎn)，也可按巖棉配方生產(chǎn)，達(dá)到低成本生產(chǎn)的目的。