CN202925045U

CN202925045U - 一种铁的闪速冶金装置

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Publication number: CN202925045U
Application number: CN 201220257249
Authority: CN
Inventors: 张文海; 詹小青; 刘庆华; ***; 王红军; 韦雯
Original assignee: China Nerin Engineering Co Ltd
Current assignee: China Nerin Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-06-01

Abstract

本实用新型公开了一种闪速熔炼炉。其中，闪速熔炼炉包括：反应塔，该反应塔内限定有反应空间；炉料喷嘴，该炉料喷嘴设置在反应塔顶部；熔池，该熔池设置在反应塔的下部，用于容纳从反应塔空间中反应后落下的熔体及熔体作后续的还原反应；以及烟道，该烟道通过熔池与反应塔相连通，用于排出反应过程所产生的烟气。根据本实用新型实施例的闪速熔炼炉能够有效地用于铁的闪速熔炼。

Description

一种铁的闪速冶金装置

技术领域

本实用新型涉及冶金领域。具体而言，本发明涉及一种铁的闪速冶金装置。更具体地，本发明涉及一种闪速熔炼炉。

背景技术

高炉炼铁法己有二百多年的历史，目前它仍然是全世界最基本的炼铁工艺。它由造球、干燥、烧结、破碎、冶炼等工序组成，因此流程长、投资大、能耗高。

因而，目前的炼铁设备和方法仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种铁的闪速冶金装置——闪速熔炼炉，所述闪速熔炼炉造价低且运行安全，能够有效地用于炼铁。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种闪速熔炼炉。根据本实用新型的实施例，该闪速熔炼炉包括：反应塔，该反应塔内限定有反应空间；炉料喷嘴，该炉料喷嘴设置在反应塔顶部；熔池，该熔池设置在反应塔的下部，用于容纳从反应空间中反应后落下的熔体及进行熔体的后续反应；以及烟道，该烟道通过熔池与反应塔相连通，用于排出反应过程所产生的烟气。利用根据本实用新型实施例的闪速熔炼炉，能够有效地对铁矿砂进行熔炼。

根据本实用新型的实施例，上述闪速熔炼炉还可以具有下列附加技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，反应塔和熔池的至少之一由选自耐火砖、无定形耐火材料加水冷壁的至少一种制成。

根据本实用新型的一个实施例，反应塔进一步设置有耐火砖镶嵌铜水套或水冷壁，或设置明水式水冷保护装置。

根据本实用新型的一个实施例，反应塔的内径可以为3-16米，高度可以为6-10米，优选地，反应塔的内径为10米，高度为8米。

根据本实用新型的一个实施例，反应塔的横断面为选自圆形和方形的至少一种。

根据本实用新型的一个实施例，所述炉料喷嘴所喷射的物料包括铁矿砂、燃料和氧气。

根据本实用新型的一个实施例，所述熔池内的上部形成有熔融炉料下落所必须通过的过滤层，所述过滤层主要由焦炭形成。

和传统的高炉炼铁不同，利用根据本实用新型实施例的闪速熔炼炉，可以将粒度小于1mm，具有巨大比表面积的粉末状干燥的铁矿砂，不经过造球、烧结和破碎，直接地和燃料及氧气一起，经设置在反应塔顶部的喷嘴高速喷入炽热的反应塔空间，并呈飘浮状态下降，在被迅速地加热到约1200℃的同时，铁矿砂中的高价铁氧化物部分被还原成低价铁氧化物及部分金属铁，并飘落在反应塔下部的熔池中。在熔池内上部有一层约1550℃炽热的焦炭或其他炭质的过滤层，在熔池过滤层侧墙还设置有粉煤或其他还原剂的侧吹喷嘴，并采用高温或常温的富氧空气。低价铁氧化物在过滤层被进一步还原成金属铁。生成的金属铁及炉渣在熔池中分层，连续或定期排出。生成的烟气经再燃式余热锅炉和除尘后排放，或送热风炉作燃料。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种炼铁方法。根据本实用新型的实施例，该方法包括使用根据本实用新型实施例的闪速熔炼炉，对铁矿砂进行闪速熔炼。和传统的高炉炼铁不同，根据本实用新型实施例的炼铁方法，将粒度小于1mm，具有巨大比表面积的粉末状干燥的铁矿砂，不经过造球、烧结和破碎，直接地和燃料及氧气一起，经设置在反应塔顶部的喷嘴高速喷入炽热的反应塔空间，并呈飘浮状态下降，在被迅速地加热到约1200℃的同时，铁矿砂中的高价铁氧化物被还原成低价铁氧化物及部分金属铁，并飘落在反应塔下部的熔池中。在熔池内的上部有一层约1550℃炽热的焦炭或其他炭质的过滤层，在熔池过滤层侧墙还设置有粉煤或其他还原剂的侧吹喷嘴，并采用高温或常温的富氧空气。低价铁氧化物被进一步还原成金属铁。生成的金属铁及炉渣在熔池中分层，连续或定期排出。生成的烟气经再燃式余热锅炉和除尘后排放，或送热风炉作燃料。

根据本实用新型的实施例，上述炼铁方法还可以具有下列附加技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，铁矿砂是含铁品位为40~70%的铁矿砂，其粒度小于1mm，水含量低于1%。

根据本实用新型的一个实施例，闪速熔炼采用的燃料为气体、液体、固体或混合燃料。

根据本实用新型的一个实施例，进一步包括向反应塔空间中加入造渣用熔剂。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1及图2是根据本实用新型实施例的炼铁闪速熔炼炉的结构示意图；以及

图3是根据本实用新型一个实施例的炼铁方法的设备流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

闪速熔炼炉

下面参照图1描述根据本实用新型实施例的闪速熔炼炉600：

如图1所示，根据本实用新型实施例的闪速熔炼炉600包括上述的反应塔100、炉料喷嘴200、熔池300和烟道400。炉料喷嘴200设置在反应塔100上，反应塔100内限定有反应空间，熔池300设置在反应塔100的下部，用于容纳从反应空间中反应后落下的熔体及熔体作后续反应。烟道400通过熔池300与反应塔100相连通，用于排出反应过程所产生的烟气。

和传统的高炉炼铁不同，利用根据本实用新型实施例的闪速熔炼炉，可以将粒度小于1mm，具有巨大比表面积的粉末状干燥的铁矿砂，不经过造球、烧结和破碎，直接地和燃料及氧气一起，经设置在反应塔顶部的喷嘴高速喷入炽热的反应塔空间，并呈飘浮状态下降，在被迅速地加热到约1200℃的同时，铁矿砂中的高价铁氧化物部分被还原成低价铁氧化物及部分金属铁，并飘落在反应塔下部的熔池中。在熔池内的上部有一层炽热的焦炭或其他炭质的过滤层，低价铁氧化物被进一步还原成金属铁。生成的金属铁及炉渣在熔池中分层，连续或定期排出。生成的烟气经再燃式余热锅炉和除尘后排放，或送热风炉作燃料。

根据本实用新型的实施例，制成反应塔和熔池的材料并不受特别限制。根据本实用新型的一个实施例，反应塔和熔池的至少之一由选自由镶嵌了铜水套或水冷壁的耐火砖，或采用无定形耐火材料的至少一种制成。其中，根据本实用新型的一个实施例，耐火砖镶嵌铜水套。

根据本实用新型的实施例，反应塔进一步设置有管式式水冷保护装置。根据本实用新型的实施例，反应塔的尺寸并不受特别限制。在本实用新型的一个实施例，反应塔的内径可以为3-16米，高度可以为6-10米，优选地，反应塔的内径为10米，高度为8米。在本实用新型的一个实施例，反应塔的横断面为选自圆形和方形的至少一种。

另外，根据本实用新型的实施例，炉料喷嘴的数目和类型并不受特别限制。可以使用一个炉料喷嘴将所有成分全部喷入，也可以使用不同类型的炉料喷嘴分别喷入反应物。例如，在本实用新型的一个实施例，所述炉料喷嘴喷射包括炉料、燃料和氧气。

例如，根据本实用新型的一个实施例，炼铁闪速炉的反应塔由镶嵌了铜水套或水冷壁的耐火砖砌筑，反应塔内部直径10米，内部高度8米，顶部设置有3个炉料喷嘴，每小时共喷入炉料600-700吨。根据本实用新型的一个实施例，炼铁闪速炉的反应塔和熔池采用天然气为燃料，熔池的过滤层为焦炭。根据本实用新型的实施例，在炼铁闪速炉的熔池的侧墙，设置有24支侧吹粉煤的喷嘴。根据本实用新型的一个实施例，熔池内的表面形成有过滤层，该过滤层由焦炭形成。

根据本实用新型的实施例，一座闪速炉年产金属铁100-1000万吨。与高炉炼铁比较，将节约建设占地50%、节约投资60%、综合节能25～35%。

炼铁方法

参考图2及图3，根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种炼铁方法。根据本实用新型的实施例，该方法包括使用根据本实用新型实施例的闪速熔炼炉，对铁矿砂进行闪速熔炼。和传统的高炉炼铁不同，根据本实用新型实施例的炼铁方法，将粒度小于1mm，具有巨大比表面积的粉末状干燥的铁矿砂，不经过造球、烧结和破碎，直接地和燃料及氧气一起，经设置在反应塔顶部的炉料喷嘴高速喷入炽热的反应塔空间，并呈飘浮状态下降，在被迅速地加热到约1200℃的同时，铁矿砂中的高价铁氧化物被还原成低价铁氧化物及部分金属铁，并飘落在反应塔下部的熔池中。在熔池内的上部有一层约1550℃的炽热焦炭或其他炭质的过滤层，低价的铁氧化物被进一步还原成金属铁。在熔池侧墙还设置有粉煤或其他还原剂的侧吹喷嘴。生成的金属铁及炉渣在熔池中分层，连续或定期排出。生成的烟气经再燃式余热锅炉和除尘后排放，或送热风炉作燃料。

根据本实用新型的实施例，利用本实用新型的炼铁方法，能够处理的铁矿砂的类型并不受特别限制。根据本实用新型的一个实施例，铁矿砂含铁品位为40~70％，铁矿砂的粒度小于1mm，含水低于1%。根据本实用新型的一个实施例，闪速熔炼采用的燃料为气体、液体或固体燃料。也可以通过喷嘴喷入气体、液体或固体还原剂。根据本实用新型的实施例，在炼铁闪速炉的熔池的侧墙，设置有侧吹粉煤及富氧空气的喷嘴。另外，根据本实用新型的一个实施例，熔池内的上部形成有过滤层，该过滤层由焦炭制成。另外，根据本实用新型的一个实施例，进一步包括向反应空间中加入造渣用熔剂。

根据本实用新型的实施例，前面关于闪速熔炼炉所描述的特征和优点，同样适用于本实用新型的炼铁方法，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种铁的闪速冶金装置，其特征在于，包括：

反应塔，所述反应塔内限定有反应空间；

炉料喷嘴，所述炉料喷嘴设置在所述反应塔顶部；

熔池，所述熔池设置在所述反应塔的下部，用于容纳从所述反应空间中反应后落下的熔体，并熔体进行后续的还原反应；以及

烟道，所述烟道通过所述熔池与所述反应塔相连通，用于排出反应过程所产生的烟气。

2.根据权利要求1所述的铁的闪速冶金装置，其特征在于，所述反应塔和熔池的至少之一由选自耐火砖或无定形耐火材料的至少一种制成。

3.根据权利要求2所述的铁的闪速冶金装置，其特征在于，所述耐火砖镶嵌铜水套或水冷壁进行保护，或设置明水式水冷保护装置。

4.根据权利要求2所述的闪速熔炼炉，其特征在于，所述反应塔的内径为3-16米，高度为6-10米。

5.根据权利要求1所述的铁的闪速冶金装置，其特征在于，所述反应塔的横断面为选自圆形和方形的至少一种。

6.根据权利要求1所述的铁的闪速冶金装置，其特征在于，所述炉料喷嘴喷射的物料包括铁矿砂、燃料和氧气等。

7.根据权利要求1所述的铁的闪速冶金装置，其特征在于，所述熔池内的上部形成有熔融炉料下落必须通过的过滤层，所述过滤层主要由焦炭形成。

8.根据权利要求1所述的铁的闪速冶金装置，其特征在于，所述熔池炉壁侧墙周围还设置有喷吹粉煤或其他还原剂及高温或常温富氧空气的侧吹喷嘴。