CN101445849A - 直接还原铁用转底炉的分段式烧嘴布置方法 - Google Patents
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Abstract
一种直接还原用转底炉的分段式烧嘴布置方法，属于冶金技术领域，能够按照各个不同区段的热工制度要求安装不同类型的烧嘴。它是在转底炉的加热段安装蓄热式圆烧嘴，在转底炉的还原段安装蓄热式扁烧嘴和炉顶供热辐射式平焰烧嘴，在转底炉的均热段安装炉顶供热辐射式平焰烧嘴。这样既能够保证加热段有很好的传热效果，炉料迅速升温，也能够在还原段和均热段保护好炉内的还原性气氛，极大了降低对炉料上方CO层的扰动，使含碳球团在炉内能够快速的完成还原过程，并且得到较高的还原率。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种直接还原铁用转底炉烧嘴布置方法，能够通过分段布置满足炉内各区域对于温度和气氛的不同要求。
背景技术
目前，国内外的直接还原铁用转底炉从加热段到均热段基本都是使用的同一种蓄热式烧嘴。烧嘴成对安装，可在同一侧，亦可相对放置。当烧嘴A工作时，所产生的大量高温烟气经由烧嘴B排出，与蓄热体换热后，可大量回收烟气余热，降低烟气排放温度。一定的时间间隔以后，切换阀使燃烧空气通过烧嘴B的蓄热体，空气将立刻被预热。在烧嘴B启动的同时，烧嘴A停止工作，而转换为排烟和蓄热装置。但是转底炉用于直接还原铁时，在还原段和均热段要求尽量保持炉内的气场稳定，保护好料层上方的CO层不受破坏，保持炉内的还原性气氛。而采用蓄热式烧嘴在交换燃烧和排烟作业时换向操作，使炉内的气流逆向流动，容易对炉内的气流产生搅动，从而破坏料层上方较稳定的CO层，影响含碳球团的还原效果。
发明内容
为了克服蓄热式烧嘴在还原段和均热段对炉料上方CO气体层的破坏，本发明提出一种直接还原铁用转底炉的分段式烧嘴布置方法，该方法按照各个区域的对炉内气氛和温度等条件的不同要求布置不同类型的烧嘴。
本发明的技术方案是这样实现的：一种直接还原铁用转底炉的分段式烧嘴布置方法，转底路区段划分为加热段、还原段和均热段，在加热段采用蓄热式圆烧嘴，在还原段采用蓄热式扁烧嘴和炉顶供热辐射式平焰烧嘴，在均热段采用炉顶供热辐射式平焰烧嘴。
所述的烧嘴的数量和单个烧嘴的供热能力按照具体炉子的热工制度要求来选择。
根据设计条件与金属球团还原所需的工艺要求炉子按三段炉温分布，由加料口按顺时针方向分别为加热段115°，占转底炉有效炉底面积36％左右；还原段160°，占转底炉有效炉底面积50.8％左右；还原段再分为二段，前半段为还原一段，后半段为还原二段；均热段40°，占转底炉有效炉底面积12.7％左右。
在转底炉的加热段安装蓄热式圆烧嘴，这样使喷射形成的旋涡能够比较均匀的分布在整个加热段的空间中，这样有利于整个加热段气体扰动、使气流紊乱度加强，同时蓄热式圆烧嘴的火焰稳定，有利于保持加热段温度的均匀，稳定加热段的温度场；蓄热式燃烧相比传统的燃烧形式的化学反应的速率和燃烧效率都有极大的提高，特别是燃烧温度的极大提高使得燃料蒸发过程、裂解、自燃等燃烧的全过程都得以加速进行，强化了炉内辐射换热比例，使单位面积热强度增加，提高传热效率。另外蓄热式圆烧嘴对可用燃料热值范围的适应性大，可以燃用低热值的燃料，并且能够节能25％以上。
在还原段分为还原一段和还原二段。在还原一段采用蓄热式扁烧嘴。这种扁烧嘴在炉内形成的紊流强度介于圆烧嘴和炉顶平焰烧嘴之间。它比炉顶供热的平焰烧嘴形成的紊流要强一些，这样可以使得加热段产生的挥发份和还原产生的CO在炉内快速、充分的燃烧(后燃烧)，以便弥补球团还原强烈吸热，节约外部燃料消耗。而它又比圆烧嘴的紊流强度小一些，这样除了具有蓄热式圆烧嘴所拥有的优点外，还可以均匀炉内的温度分布，降低对炉气的搅动，这样就可以降低对炉料附近CO层的搅动，防止炉料被CO2和H2O再次氧化。
在还原二段和均热段采用高中低炉温和氧化还原中性气氛选择炉顶加热辐射式平焰烧嘴。这种烧嘴用于转底炉炉顶供热，尤其是用于均热段时，在炉宽方向和炉长方向上能够以最好的温度条件进行合理加热，而且这种供热方式能够极大的降低对炉气的扰动，基本上不会破坏炉料上方的CO层，而这一层气体的稳定是关系到含碳球团还原程度的最关键的一点。
本发明的有益效果是：可以满足直接还原铁用转底炉各个区段的不同要求，既可以在加热段迅速的提高炉料的温度使其达到反应温度并燃用低热值燃料，还可以在还原段和均热段保持炉内的还原性气氛，尤其是极大的降低了对炉料上方CO层的扰动破坏。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的转底炉炉体烧嘴布置结构示意图；
图2为本发明的蓄热式烧嘴结构示意图；
图3为图2的侧视图；
图4为本发明的扁烧嘴结构示意图；
图5为图4的侧剖图；
图6为本发明的炉顶供热辐射式平焰烧嘴俯视图；
图7为本发明的炉顶供热辐射式平焰烧嘴侧剖图；
图中：1蓄热式圆烧嘴，2转底炉炉体，3蓄热式扁烧嘴，4辐射式平焰烧嘴，5加热段，6还原一段，7还原二段，8均热段。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步描述：
例1：13.5×3m转底还原炉
炉子按三段炉温分布，由加料口按顺时针方向分别为加热段，还原段，均热段。采用高炉煤气作燃料，热值3350kJ/Nm3。
在加热段采用蓄热式圆口烧嘴，内环布置2个60万kcal/h(每台折合高炉煤气燃烧量750Nm3/h)，外环布置2个60万kcal/h(每组折合高炉煤气燃烧量750Nm3/h)，另装2个40万kcal/h(每组折合高炉煤气燃烧量500Nm3/h)。在外环布置5个空气补入量为900Nm3/h空气单预热蓄热室单元，用于预热燃烧挥发份与CO的补入空气，加热温度为1100～1250℃；在还原一段采用蓄热式扁烧嘴，内环布置2个60万kcal/h(每台折合高炉煤气燃烧量750Nm3/h)，外环布置4个40万kcal/h(每组折合高炉煤气燃烧量500Nm3/h)。在外环布置3个空气补入量为900Nm3/h及3台空气补入量为600Nm3/h空气单预热蓄热室单元，用于预热燃烧挥发份与CO的补入空气，还原温度为1300℃；在还原二段和均热段采用炉顶供热辐射式平焰烧嘴，共布置4个40万kcal/h(每组折合高炉煤气燃烧量500Nm3/h)辐射式平焰烧嘴，温度为1275℃。
原料铁矿石的铁品位为37.59％，还原剂的挥发份小于20％，固定碳含量大于50％。经过90分钟的还原，得到的干选产品全铁含量47.68％，金属铁含量44.10％，金属化率92.49％，金属回收率为95.48％。
例2：2.1×1.5m转底还原炉
炉子按三段炉温分布，由加料口按顺时针方向分别为加热段，还原段，均热段。采用焦炉煤气作燃料，热值16720kJ/Nm3。
在加热段采用蓄热式圆口烧嘴，内外环共布置12个烧嘴，内环布置6个72万kcal/h(每台折合焦炉煤气燃烧量180Nm3/h)，外环布置6个72万kcal/h(每组折合焦炉煤气燃烧量180Nm3/h)。在外环布置6个空气补入量为200Nm3/h空气单预热蓄热室单元，用于预热燃烧挥发份与CO的补入空气，加热温度为1100～1250℃；在还原一段采用蓄热式扁烧嘴，内外环共布置14个烧嘴，内环布置6个90万kcal/h(每台折合焦炉煤气燃烧量225Nm3/h)，外环布置8个90万kcal/h(每组折合焦炉煤气燃烧量225Nm3/h)。在外环布置5个空气补入量为900Nm3/h及3台空气补入量为600Nm3/h空气单预热蓄热室单元，用于预热燃烧挥发份与CO的补入空气，还原温度为1300℃；在还原二段和均热段采用炉顶供热辐射式平焰烧嘴，共布置12个20万kcal/h(每组折合焦炉煤气燃烧量50Nm3/h)辐射式平焰烧嘴，温度为1275℃。
原料铁矿石的铁品位为37.59％，还原剂的挥发份小于20％，固定碳含量大于50％。经过90分钟的还原，得到的干选产品全铁含量48.92％，金属铁含量47.64％，金属化率97.38％，金属回收率为96.75％。
例3：13.5×3m转底还原炉
炉子按三段炉温分布，由加料口按顺时针方向分别为加热段，还原段，均热段。采用高炉煤气作燃料，热值3350kJ/Nm3。
在加热段采用蓄热式圆口烧嘴，内外环共布置6个烧嘴，内环布置2个60万kcal/h(每台折合高炉煤气燃烧量750Nm3/h)，外环布置2个60万kcal/h(每组折合高炉煤气燃烧量750Nm3/h)，另装2个40万kcal/h(每组折合高炉煤气燃烧量500Nm3/h)，在外环布置5个空气补入量为900Nm3/h空气单预热蓄热室单元，用于预热燃烧挥发份与CO的补入空气，加热温度为1100～1250℃；在还原一段采用蓄热式扁烧嘴，内环布置2个60万kcal/h(每台折合高炉煤气燃烧量750Nm3/h)，外环布置4个40万kcal/h(每组折合高炉煤气燃烧量500Nm3/h)，在外环布置3个空气补入量为900Nm3/h及3台空气补入量为600Nm3/h空气单预热蓄热室单元，用于预热燃烧挥发份与C0的补入空气，还原温度为1300℃；在还原二段和均热段采用炉顶供热辐射式平焰烧嘴，共布置4个40万kcal/h(每组折合高炉煤气燃烧量500Nm3/h)辐射式平焰烧嘴，温度为1275℃。
原料铁矿石的铁品位为42.37％，还原剂的挥发份小于10％，固定碳含量大于75％。经过90分钟的还原，得到的干选产品全铁含量54.87％，金属铁含量53.56％，金属化率97.61％，金属回收率为96.12％。
Claims (2)
1.一种直接还原铁用转底炉的分段式烧嘴布置方法，转底炉区段划分为加热段、还原段和均热段，其特征在于在加热段采用蓄热式圆烧嘴，在还原段采用蓄热式扁烧嘴和炉顶供热辐射式平焰烧嘴，在均热段采用炉顶供热辐射式平焰烧嘴。
2.根据权利要求1所述的直接还原铁用转底炉的分段式烧嘴布置方法，其特征在于所述的烧嘴的数量和单个烧嘴的供热能力按照具体炉子的热工制度要求来选择。
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| CNA2008102469174A CN101445849A (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 直接还原铁用转底炉的分段式烧嘴布置方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013152486A1 (zh) * | 2012-04-09 | 2013-10-17 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种处理难选铁矿石的设备及其方法 |
| CN113091452A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-09 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种转底炉燃烧***的配置方法 |
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2008
- 2008-12-30 CN CNA2008102469174A patent/CN101445849A/zh active Pending
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