CN113046507A - 一种低温生产粒铁的冶炼装置和炼铁炉 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种低温生产粒铁的冶炼装置和炼铁炉，冶炼装置包括平行管加热设备、进料***、冶铁炉加热装置、粒化部和冷却出料***，所述进料***连接所述冶铁炉加热装置的输入端、所述冶铁炉加热装置的输出端连接所述冷却出料***，所述冶铁炉加热装置和所述粒化部上皆设有所述平行管加热设备；所述冶铁炉加热装置还设有导流设备；所述平行管加热设备包含至少一对平行式蓄热辐射加热管。本炼铁炉采用平行式蓄热辐射加热管进行加热，辐射热量稳定，可以对铁矿石进行较为完善的氧化还原反应，反应后从粒化部排出炉料，冶铁炉加热装置中的所含碳烟气等可以再次进入管内进行燃烧，节省能源。与高炉对比所得铁料纯度高，设备投资少并且污染小。

Description

一种低温生产粒铁的冶炼装置和炼铁炉

技术领域

本申请涉及炼矿技术领域，具体而言，涉及一种低温生产粒铁的冶炼装置和炼铁炉。

背景技术

冶铁工艺中，需要对铁矿石进行高温氧化还原反应。因此，炼铁炉设备是必不可少的高温加工设备。

目前的炼铁炉，为立柱式反应炉，采用碳燃烧加热方式，非常耗费电能。

此外，现有炼铁炉，因为是电能加热，则需要安装较多的电器元件，以及电力设施配套设施，结构复杂，成本多。

在炼铁过程中，排烟废气较多，高温处理不完整，排出去的废气依旧含碳量较多，污染环境、空气。

在炼铁过程中的排烟废气，除了含碳可燃烧气体，还具有大量的热量，直接排除非常浪费热量。

如何研发出非电能加热而且非电力加热、环保、热量回收利用的铁炉，是目前急需解决的问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种低温生产粒铁的冶炼装置和炼铁炉，以解决目前的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：

本发明第一方面在于提供一种低温生产粒铁的冶炼装置，包括平行管加热设备、进料***、冶铁炉加热装置、粒化部和冷却出料***，所述进料***连接所述冶铁炉加热装置的输入端、所述冶铁炉加热装置的输出端连接所述冷却出料***，所述粒化部连接于所述冶铁炉加热装置和所述冷却出料***之间，所述冶铁炉加热装置和所述粒化部上皆设有所述平行管加热设备；所述冶铁炉加热装置还设有导流设备；所述平行管加热设备包含至少一对平行式蓄热辐射加热管。

进一步地，还包括控制闸口，所述控制闸口连接于所述冷却出料***的出料口。

进一步地，所述冶铁炉加热装置包括加热部和还原部，所述加热部和所述还原部之间设有隔温层。

进一步地，所述加热部的温度不低于800℃，所述还原部的温度为800-1200℃。

进一步地，所述加热部的上部主体上和所述还原部的上部主体上皆设有三角排烟孔；所述三角排烟孔连接所述平行管加热设备。

进一步地，还包括过渡送料设备，所述过渡送料设备连接于所述加热装置和所述所述粒化部之间。

本发明第二方面在于提供一种炼铁炉，包括上述所述的一种低温生产粒铁的冶炼装置。

进一步地，所述冶铁炉加热装置内部设有至少一个隔温墙，所述隔温墙两侧形成反应腔。

进一步地，所述进料***对应一个所述隔温墙布置。

进一步地，所述冶铁炉加热装置内部底面上设有隔离网栅层。

与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：

1、本申请所述冶铁炉加热装置和所述粒化部上皆设有所述平行管加热设备，采用平行式蓄热辐射加热管进行加热，取消碳燃烧加热，平行式蓄热辐射加热管辐射热量稳定，可以对铁矿石进行较为完善的氧化环氧反应，反应后从粒化部排出；粒化生产效率高；

2、本技术的冶铁炉加热装置中的含碳烟气、高温气体等可以再次进入平行管加热设备内部进行燃烧，节省能源。环保回收废气而提高能源利用率；

3、本***采用平行式蓄热辐射加热管进行加热，取消碳燃烧加热，平行式蓄热辐射加热管辐射热量稳定，可以对铁矿石进行较为完善的氧化还原反应，反应后从粒化部排出炉料，冶铁炉加热装置中的所含碳烟气、高温气体等可以再次进入平行管加热设备内部进行燃烧，节省能源。环保回收废气而提高能源利用率。与高炉对比所得铁料纯度高，设备投资少并且污染小。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明冶炼装置的组成***示意图；

图2是本发明冶炼装置的应用结构示意图；

图3是本发明冶炼装置的部分内部剖视结构示意图；

图4是本发明图2中A-A的剖视结构示意图；

图中：1、冷却出料***，2、过渡送料设备，3、冶铁炉加热装置，4、三角排烟孔，5、进料***，6、加热部，7、平行管加热设备，8、还原部，9、隔温墙，10、反应腔，11、控制闸口，12、隔离网栅层,14、粒化部。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

一种低温生产粒铁的冶炼装置，包括平行管加热设备7、进料***5、冶铁炉加热装置3、粒化部14和冷却出料***1，所述进料***5连接所述冶铁炉加热装置3的输入端、所述冶铁炉加热装置3的输出端连接所述冷却出料***1，所述粒化部14连接于所述冶铁炉加热装置3和所述冷却出料***1之间，所述冶铁炉加热装置3和所述粒化部14上皆设有所述平行管加热设备7；所述冶铁炉加热装置3还设有导流设备；所述平行管加热设备7包含至少一对平行式蓄热辐射加热管。

本技术改进辐射管，采用平行式的辐射加热管进行加热。

如附图1所示，平行管加热设备7、进料***5、冶铁炉加热装置3、粒化部14、导流设备和冷却出料***1，最后出料依靠粒化部14进行出料。

平行管加热设备7采用平行式的辐射加热管，其包括至少一对平行设置的辐射管，平行式加热辐射管可以节省安装空间，可以以辐射管单元进行使用，本技术提供的平行式蓄热辐射加热管，依旧包括气缸、换气阀、点火组件和辐射管。平行式设计，辐射时，无弯曲部阻扰，可以实现直线型的均匀热量辐射，提高热量辐射利用效率。平行管加热设备7成单元布置在焦炉加热装置3上。

进料***5就是一个上料单元，内部设有粉碎机构，当原料投放入进料***5时，进行粉碎，进而进入焦炉加热装置3内部进行焦化反应。

冶铁炉加热装置3是一个腔体保温结构，其内部设有输料通道，冶铁炉加热装置3在平行管加热设备7的辐射加热上，内部形成高温反应条件。铁矿石等原料进入并堆放在冶铁炉加热装置3内，在高温下进行融化，氧化还原。冶铁炉加热装置3上设有配套的输出口，可以将焦化反应后的产物如煤气、废弃烟气等输出。本技术的冶铁炉加热装置3具有一定坡度，便于内部原料运动。

冶铁炉加热装置3氧化还原后的铁水，进入粒化部14进行粒化加工。

粒化部14采用粒化器即可，竖直安装。粒化后的产物经过冷却出料***1而储存，或者排除使用。

冷却出料***1是尾料冷却回收设备，将焦化后的产物以及废料进行回收利用。其设备技术成熟，结构简单，比如采用冷却筒。

导流设备是用来对内部的热流进行导向的设备，将热量集中，使其在冶铁炉加热装置3内部充分利用。可选的，本实施例将导流设备选择为一个耐热风管，耐热风管的输入端接入外部的鼓风机，耐热风管的输出端接入连通冶铁炉加热装置3内部腔室。当加热时，将平行管加热设备7辐射的热量导向吹向其加热部位。

如附图2所示，本申请所述冶铁炉加热装置和所述粒化部上皆设有所述平行管加热设备，采用平行式蓄热辐射加热管进行加热，取消碳燃烧加热，平行式蓄热辐射加热管辐射热量稳定，可以对铁矿石进行较为完善的氧化环氧反应，反应后从粒化部排出；粒化生产效率高；

本技术的冶铁炉加热装置中的含碳烟气、高温气体等可以再次进入平行管加热设备内部进行燃烧，节省能源。环保回收废气而提高能源利用率；

采用本发明，可以降低排烟污染，达到环保要求。

实施例2

一种低温生产粒铁的冶炼装置，包括平行管加热设备7、进料***5、冶铁炉加热装置3、粒化部14和冷却出料***1，所述进料***5连接所述冶铁炉加热装置3的输入端、所述冶铁炉加热装置3的输出端连接所述冷却出料***1，所述粒化部14连接于所述冶铁炉加热装置3和所述冷却出料***1之间，所述冶铁炉加热装置3和所述粒化部14上皆设有所述平行管加热设备7；所述冶铁炉加热装置3还设有导流设备；所述平行管加热设备7包含至少一对平行式蓄热辐射加热管。

本技术改进辐射管，采用平行式的辐射加热管进行加热。

如附图1所示，平行管加热设备7、进料***5、冶铁炉加热装置3、粒化部14、导流设备和冷却出料***1，最后出料依靠粒化部14进行出料。

平行管加热设备7采用平行式的辐射加热管，其包括至少一对平行设置的辐射管，平行式加热辐射管可以节省安装空间，可以以辐射管单元进行使用，本技术提供的平行式蓄热辐射加热管，依旧包括气缸、换气阀、点火组件和辐射管。平行式设计，辐射时，无弯曲部阻扰，可以实现直线型的均匀热量辐射，提高热量辐射利用效率。平行管加热设备7成单元布置在焦炉加热装置3上。

进料***5就是一个上料单元，内部设有粉碎机构，当原料投放入进料***5时，进行粉碎，进而进入焦炉加热装置3内部进行焦化反应。

冶铁炉加热装置3是一个腔体保温结构，其内部设有输料通道，冶铁炉加热装置3在平行管加热设备7的辐射加热上，内部形成高温反应条件。铁矿石等原料进入并堆放在冶铁炉加热装置3内，在高温下进行融化，氧化还原。冶铁炉加热装置3上设有配套的输出口，可以将焦化反应后的产物如煤气、废弃烟气等输出。本技术的冶铁炉加热装置3具有一定坡度，便于内部原料运动。

冶铁炉加热装置3氧化还原后的铁水，进入粒化部14进行粒化加工。

粒化部14采用粒化器即可，竖直安装。粒化后的产物经过冷却出料***1而储存，或者排除使用。

冷却出料***1是尾料冷却回收设备，将焦化后的产物以及废料进行回收利用。其设备技术成熟，结构简单，比如采用冷却筒。

导流设备是用来对内部的热流进行导向的设备，将热量集中，使其在冶铁炉加热装置3内部充分利用。可选的，本实施例将导流设备选择为一个耐热风管，耐热风管的输入端接入外部的鼓风机，耐热风管的输出端接入连通冶铁炉加热装置3内部腔室。当加热时，将平行管加热设备7辐射的热量导向吹向其加热部位。

如附图2所示，本申请所述冶铁炉加热装置和所述粒化部上皆设有所述平行管加热设备，采用平行式蓄热辐射加热管进行加热，取消碳燃烧加热，平行式蓄热辐射加热管辐射热量稳定，可以对铁矿石进行较为完善的氧化环氧反应，反应后从粒化部排出；粒化生产效率高；

本技术的冶铁炉加热装置中的含碳烟气、高温气体等可以再次进入平行管加热设备内部进行燃烧，节省能源。环保回收废气而提高能源利用率；

进一步地，还包括控制闸口11，所述控制闸口11连接于所述冷却出料***1的出料口。

控制闸口11是一个开关阀门，安装在所述冷却出料***1的出料口处。如附图2所示，冷却出料***1竖直布置，控制闸口11安装在所述冷却出料***1下端的出料口处。

控制闸口11可以采用电动化或者机械式开关。

进一步地，所述冶铁炉加热装置3包括加热部6和还原部8，所述加热部6和所述还原部8之间设有隔温层。

左右分别为高温部8和低温部6，高温部8和低温部6上对应安装的平行管加热设备7的数量不同。

因为低温部6的作用主要是预热作用，高温部8用于高温反应，因此，对应温度段的平行管加热设备7的数量不同。

如附图2所示，高温部8的平行管加热设备7设有至少三行十二列，低温部6的平行管加热设备7设有至少两行八列。

具体的辐射加热管的数量和安装形式可以选择，根据数量可以设定需要达到的温度。

本技术，对温度有要求：

进一步地，所述加热部6的温度不低于800℃，所述还原部8的温度为800-1200℃。

进一步地，所述加热部6的上部主体上和所述还原部8的上部主体上皆设有三角排烟孔4；所述三角排烟孔4连接所述平行管加热设备7。

为了排放烟气和接收焦化气体，如附图2所示，在所述低温部6的上部主体上和所述高温部8的上部主体上皆设有三角排烟孔4。

进一步地，还包括过渡送料设备2，所述过渡送料设备2连接于所述加热装置3和所述粒化部14之间。

过渡送料设备2是一个单独的过渡段，起作用在于缓冲进入冷却出料***1的产物，避免物料排放过激。

过渡送料设备2与焦炉加热装置3的结构一样，仅仅是尺寸改变，同样具有保温效果。

经过过渡送料设备2缓冲的铁水物料，进入粒化部14进行粒化加工。

实施例3

一种炼铁炉，包括实施例1所述的一种低温生产粒铁的冶炼装置。

冶炼装置包括平行管加热设备7、进料***5、冶铁炉加热装置3、粒化部14和冷却出料***1，所述进料***5连接所述冶铁炉加热装置3的输入端、所述冶铁炉加热装置3的输出端连接所述冷却出料***1，所述粒化部14连接于所述冶铁炉加热装置3和所述冷却出料***1之间，所述冶铁炉加热装置3和所述粒化部14上皆设有所述平行管加热设备7；所述冶铁炉加热装置3还设有导流设备；所述平行管加热设备7包含至少一对平行式蓄热辐射加热管。

本技术改进辐射管，采用平行式的辐射加热管进行加热。

如附图1所示，平行管加热设备7、进料***5、冶铁炉加热装置3、粒化部14、导流设备和冷却出料***1，最后出料依靠粒化部14进行出料。

平行管加热设备7采用平行式的辐射加热管，其包括至少一对平行设置的辐射管，平行式加热辐射管可以节省安装空间，可以以辐射管单元进行使用，本技术提供的平行式蓄热辐射加热管，依旧包括气缸、换气阀、点火组件和辐射管。平行式设计，辐射时，无弯曲部阻扰，可以实现直线型的均匀热量辐射，提高热量辐射利用效率。平行管加热设备7成单元布置在焦炉加热装置3上。

进料***5就是一个上料单元，内部设有粉碎机构，当原料投放入进料***5时，进行粉碎，进而进入焦炉加热装置3内部进行焦化反应。

冶铁炉加热装置3是一个腔体保温结构，其内部设有输料通道，冶铁炉加热装置3在平行管加热设备7的辐射加热上，内部形成高温反应条件。铁矿石等原料进入并堆放在冶铁炉加热装置3内，在高温下进行融化，氧化还原。冶铁炉加热装置3上设有配套的输出口，可以将焦化反应后的产物如煤气、废弃烟气等输出。本技术的冶铁炉加热装置3具有一定坡度，便于内部原料运动。

冶铁炉加热装置3氧化还原后的铁水，进入粒化部14进行粒化加工。

粒化部14采用粒化器即可，竖直安装。粒化后的产物经过冷却出料***1而储存，或者排除使用。

冷却出料***1是尾料冷却回收设备，将焦化后的产物以及废料进行回收利用。其设备技术成熟，结构简单，比如采用冷却筒。

导流设备是用来对内部的热流进行导向的设备，将热量集中，使其在冶铁炉加热装置3内部充分利用。可选的，本实施例将导流设备选择为一个耐热风管，耐热风管的输入端接入外部的鼓风机，耐热风管的输出端接入连通冶铁炉加热装置3内部腔室。当加热时，将平行管加热设备7辐射的热量导向吹向其加热部位。

如附图2所示，本申请所述冶铁炉加热装置和所述粒化部上皆设有所述平行管加热设备，采用平行式蓄热辐射加热管进行加热，取消碳燃烧加热，平行式蓄热辐射加热管辐射热量稳定，可以对铁矿石进行较为完善的氧化环氧反应，反应后从粒化部排出；粒化生产效率高；

本技术的冶铁炉加热装置中的含碳烟气、高温气体等可以再次进入平行管加热设备内部进行燃烧，节省能源。环保回收废气而提高能源利用率。

进一步地，所述冶铁炉加热装置3内部设有至少一个隔温墙9，所述隔温墙9两侧形成反应腔10。

如附图4所示，冶铁炉加热装置3为矩形结构，内部设有四个隔温墙9，隔温墙9将冶铁炉加热装置3内部分割开形成五个反应腔10。

每个反应腔10都可以进行反应。

平行管加热设备7采用多个平行式蓄热辐射加热管，密封、隔热安装在反应腔10下面。

进一步地，所述进料***5对应一个所述隔温墙9布置。

在投料上，进料***5不能设置一个，这样会导致投料不均匀。如附图4所示，进料***5对应一个所述隔温墙9布置，这样，进料***5投放的料可以向左右的反应腔10分散投料。

进一步地，所述冶铁炉加热装置3内部底面上设有隔离网栅层12。

如附图3所示，隔离网栅层12。是一种金属耐热网栅，固定放置在冶铁炉加热装置3内部底面上，可以用来放料，并且将下部的热量散发进来。隔离网栅层12的规格尺寸应当限定，避免原料下漏。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温生产粒铁的冶炼装置，其特征在于，包括平行管加热设备(7)、进料***(5)、冶铁炉加热装置(3)、粒化部(14)和冷却出料***(1)，所述进料***(5)连接所述冶铁炉加热装置(3)的输入端、所述冶铁炉加热装置(3)的输出端连接所述冷却出料***(1)，所述粒化部(14)连接于所述冶铁炉加热装置(3)和所述冷却出料***(1)之间，所述冶铁炉加热装置(3)和所述粒化部(14)上皆设有所述平行管加热设备(7)；所述冶铁炉加热装置(3)还设有导流设备；所述平行管加热设备(7)包含至少一对平行式蓄热辐射加热管。

2.如权利要求1所述的一种低温生产粒铁的冶炼装置，其特征在于，还包括控制闸口(11)，所述控制闸口(11)连接于所述冷却出料***(1)的出料口。

3.如权利要求1所述的一种低温生产粒铁的冶炼装置，其特征在于，所述冶铁炉加热装置(3)包括加热部(6)和还原部(8)，所述加热部(6)和所述还原部(8)之间设有隔温层。

4.如权利要求3所述的一种低温生产粒铁的冶炼装置，其特征在于，所述加热部(6)的温度不低于800℃，所述还原部(8)的温度为800-1200℃。

5.如权利要求3所述的一种低温生产粒铁的冶炼装置，其特征在于，所述加热部(6)的上部主体上和所述还原部(8)的上部主体上皆设有三角排烟孔(4)；所述三角排烟孔(4)连接所述平行管加热设备(7)。

6.如权利要求1所述的一种低温生产粒铁的冶炼装置，其特征在于，还包括过渡送料设备(2)，所述过渡送料设备(2)连接于所述加热装置(3)和所述所述粒化部(14)之间。

7.一种炼铁炉，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的一种低温生产粒铁的冶炼装置。

8.如权利要求7所述的一种炼铁炉，其特征在于，所述冶铁炉加热装置(3)内部设有至少一个隔温墙(9)，所述隔温墙(9)两侧形成反应腔(10)。

9.如权利要求8所述的一种炼铁炉，其特征在于，所述进料***(5)对应一个所述隔温墙(9)布置。

10.如权利要求7所述的一种炼铁炉，其特征在于，所述冶铁炉加热装置(3)内部底面上设有隔离网栅层(12)。

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