还原焙烧装置 |
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| 申请号 | CN201020517825.8 | 申请日 | 2010-09-06 | 公开(公告)号 | CN201762357U | 公开(公告)日 | 2011-03-16 |
| 申请人 | 攀钢集团有限公司; 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司; | 发明人 | 战金龙; | ||||
| 摘要 | 本实用新型提供了一种还原 焙烧 装置。所述还原焙烧装置包括双腔步进式还原炉、单腔步进式还原炉和单 炉膛 倒焰式还原炉。所述双腔步进式还原炉包括：左炉腔、右炉腔、盛料装置、步进机构、布渣装置、加料装置、加热烧嘴、排烟通道、出料装置、带密封盖的接料罐、 排渣 通道。本实用新型的还原焙烧装置适用于 直接还原 铁 的生产，并且具有资源限制性小、能耗低、低 碳 环保、生产效率高、生产成本低、 金属化 率高、装置的使用寿命长、生产适应范围广等特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种还原焙烧装置，为双腔步进式还原炉，其特征在于，包括有：左炉腔(11)，具有设置有炉门(3)的进料端和出料端；右炉腔(12)，具有设置有炉门(3)的进料端和出料端； |
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| 说明书全文 | 还原焙烧装置技术领域背景技术[0003] 随着适合炼焦的焦煤逐渐枯竭和对环境保护的要求愈来愈高，用直接还原铁取代传统的高炉炼铁是必然的发展趋势。人们一直在进行直接还原铁生产的探索，先后有竖炉法、隧道窑法、回转窑法、转底炉法进行直接还原铁生产，甚至有人提出在烧结机上采用顺流焙烧方法进行直接还原铁生产。 [0004] 竖炉焙烧存在“结瘤”使排料困难影响产能的问题；隧道窑焙烧存在加热时间长，能耗高的问题；回转窑焙烧也存在加热时间长的问题，并且容易产生“结圈”故障；转底炉焙烧存在热效率低，能耗高，生产效率低的问题；在烧结机上焙烧存在难以控制还原气氛，无法提高还原温度的问题。现有直接还原铁的生产方法，大多存在有资源限制性大，能耗高，生产效率低的问题，因而无法与高炉炼铁竞争。 [0005] 专利公开号CN1080961A公开了“竖炉煤基还原海绵铁的方法及设备”，该方法在普通竖炉上加装箅板，用来增加透气性，实现煤基还原；与普通竖炉相比，该方法的缺点更为突出，竖炉的主要问题是溶化的炉料粘结炉壁，产生“结瘤”使排料困难，不能够保证生产顺行；在CN1080961A的方法中，需要炉料在有倾角的箅板上下滑，即使炉料不产生溶解，下滑都很困难，更何况与箅板接触的炉料温度最高，很容易熔化粘结在箅板上而无法下滑；在生产时，出现“结瘤”后根本无法处理，因此无法实现生产顺行。实用新型内容 [0006] 本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于直接还原铁的生产方法的还原焙烧装置。 [0007] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案之一是：还原焙烧装置为双腔步进式还原炉，包括有：左炉腔，具有设置有炉门的进料端和出料端；右炉腔，具有设置有炉门的进料端和出料端；盛料装置，用于盛装物料且底部形成有缝隙；步进机构，用于抬送盛料装置，以使盛料装置在炉腔中步进；布渣装置，设置在左、右炉腔的进料端；加料装置，设置在左、右炉腔进料端并沿炉腔长度方向位于布渣装置之后；加热烧嘴，设置在左、右炉腔上；排烟通道，设置在左、右炉腔下部，并通过形成在盛料装置底部的缝隙与左、右炉腔连通；出料装置，设置在左、右炉腔的出料端的炉门外面；带密封盖的接料罐，设置在左、右炉腔出料端的炉门外面；排渣通道，设置在左、右炉腔的进料端的下部并与布渣装置和加料装置上下对应。 [0008] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案之二是：还原焙烧装置为单腔步进式还原炉，包括有：炉腔，具有设置有炉门的进料端和出料端；盛料装置，用于盛装物料且底部形成有缝隙；步进机构，用于抬送盛料装置，以使盛料装置在炉腔中步进；布渣装置，设置在炉腔的进料端；加料装置，设置在炉腔的进料端并沿炉腔长度方向位于布渣装置之后；加热烧嘴，设置在炉腔上；排烟通道，设置在炉腔下部，并通过形成在盛料装置底部的缝隙与炉腔连通；出料装置，设置在炉腔的进、出料端的炉门外面；带密封盖的接料罐，设置在炉腔出料端的炉门外面；排渣通道，设置在炉腔的进料端的下部并与布渣装置和加料装置上下对应。 [0009] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案之三是：还原焙烧装置为单炉膛倒焰式还原炉，包括有：炉膛，设置有一个炉门；加热烧嘴，设置在炉膛上；盛料装置，用于盛装物料且底部形成有缝隙；排烟通道设置在炉膛下部，并通过形成在盛料装置底部的缝隙与炉膛连通；出料装置和带密封盖的接料罐，设置在炉膛的炉门外；布渣装置、加料装置与炉膛并行排列。 [0010] 本实用新型的有益效果是，①实现了高温烟气穿过料层，将热量通过辐射和传导两种方式传递给被还原的球团料，因而热效率高，并且，烟气穿过料层时迅速置换掉了球团还原过程中产生的气体，还原效率高，能耗低。②高温烟气先穿过料层，将主要热量传导给还原的球团料后才到达盛料装置的箅条，倒掉还原好的球团料后，盛料装置立即被送入炉内，盛料装置处于较恒温的状态下工作，能够有较高的使用寿命。③在不停产，不改变生产节奏的前提下，能够很容易地换、修盛料装置，双腔步进式还原炉的生产效率高。④由于盛料装置上有炉渣保护，所以能够防止还原料粘结在盛料装置的箅条上，装、卸炉料只是简单的倾倒操作，易于保证还原焙烧作业顺行。⑤能够较精确地控制还原温度和还原气氛，还原金属化率高，生产适应范围广，生产成本低。附图说明 [0011] 图1为本实用新型的还原焙烧装置的双腔步进式还原炉或者单腔步进式还原炉的C-C纵向断面剖视示意图； [0012] 图2为本实用新型的还原焙烧装置的双腔步进式还原炉的D-D横向断面剖视示意图； [0013] 图3为本实用新型的还原焙烧装置的单炉膛倒焰式还原炉的剖视示意图。 [0014] 主要附图标记说明： [0015] 1出料装置、2带密封盖的接料罐、3炉门、4排烟通道、5步进机构、6加热烧嘴、7盛料装置、8排渣通道、9加料装置、10布渣装置、11左炉腔、12右炉腔、13炉膛。 具体实施方式[0016] 下面结合附图和实施例对本实用新型的还原焙烧装置作进一步说明。 [0017] 实施例1 [0018] 如图1和图2所示，本实用新型的还原焙烧装置可以为双腔步进式还原炉，包括：左炉腔(11)，具有设置有炉门(3)的进料端和出料端；右炉腔(12)，具有设置有炉门(3)的进料端和出料端；盛料装置(7)，用于盛装物料且底部形成有缝隙；步进机构(5)，用于抬送盛料装置(7)，以使盛料装置(7)在炉腔中步进；布渣装置(10)，设置在左、右炉腔(11、12)的进料端；加料装置(9)，设置在左、右炉腔(11、12)进料端并沿炉腔长度方向位于布渣装置(10)之后；加热烧嘴(6)，设置在左、右炉腔(11、12)上；排烟通道(4)，设置在左、右炉腔(11、12)下部，并通过形成在盛料装置底部的缝隙与左、右炉腔(11、12)连通；出料装置(1)，设置在左、右炉腔(11、12)出料端的炉门(3)外面；带密封盖的接料罐(2)，设置在左、右炉腔(11、12)出料端的炉门(3)外面；排渣通道(8)，设置在左、右炉腔(11、12)的进料端的下部并与布渣装置(10)和加料装置(9)上下对应。 [0019] 所述左炉腔(11)和右炉腔(12)平行或并行排列，左炉腔(11)的进料端对齐右炉腔(12)的出料端，同样右炉腔(12)进料端对齐左炉腔(11)的出料端。 [0020] 所述盛料装置(7)的底部装有箅条，且箅条之间形成有上下贯通的缝隙，并能够承受物料冲击、高温烘烤和高温气流冲刷。 [0021] 在本实用新型中，盛料装置(7)可以包括：左边墙，由左固定挡墙构成；右边墙，由右固定挡墙构成；前边墙，由前支撑梁和通过螺栓连接在前支撑梁上的前活动挡墙构成；后边墙，由后支撑梁和通过螺栓连接在后支撑梁上的后活动挡墙构成；底部，由形成有上下贯通的缝隙的多个箅条构成，并且所述多个箅条的前端设置在前支撑梁与前活动挡墙之间，所述箅条的后端设置在后支撑梁与后活动挡墙之间；其中，左、右边墙和前、后支撑梁整体地形成为框架式支撑座。其中，挡墙、支撑梁和箅条由耐高温、耐冲击的材料形成，例如，可以由钢制骨架和钢制骨架外打结的耐火材料构成。 [0022] 所述步进机构(5)的步进距离等于盛料装置(7)的长度。 [0023] 下面对本实用新型的还原焙烧装置的双腔步进式还原炉的具体应用进行描述。 [0024] 如图1和图2所示，由出料装置1将倒空的盛料装置7送入步进炉的左炉腔11(或右炉腔12)的进料端；由步进机构5抬送盛料装置7前进；盛料装置7前进到布渣工位，由布渣装置10在盛料装置7的箅条上均匀布一层炉渣；盛料装置7前进到装料工位，由加料装置9为盛料装置7装满待还原的球团料；在布渣和装料时，由盛料装置7的箅条漏下的炉料堆积在排渣通道8内，一定时间后，打开排渣通道8端部的阀门，清出排渣通道8中的漏下炉料；盛料装置7逐步前进到预热工位、加热工位、还原工位，由加热烧嘴6的火焰对盛料装置7内的球团料进行加热，火焰的烟气则穿过球团料层和盛料装置7的箅条，由步进炉炉腔底部的排烟通道4抽出；待盛料装置7前进到步进炉出料端的炉门3时，盛料装置7内的球团料已经完成了还原转化，打开炉门3，由出料装置1将盛料装置7及其内装的球团料抬出步进炉炉腔，关闭炉门3，打开带密封盖的接料罐2的密封盖，由出料装置1将盛料装置7中的还原好的球团料倒入带密封盖的接料罐2内，关闭带密封盖的接料罐2的密封盖；出料装置1将盛料装置7转正，出料装置1横移，将倒空的盛料装置7送入步进炉的右炉腔 12(或左炉腔11)的进料端，盛料装置7进入下一个工作循环。 [0025] 实施例2 [0026] 如图1所示，本实用新型的还原焙烧装置还可以为单腔步进式还原炉，包括有：炉腔，具有设置有炉门(3)的进料端和出料端；盛料装置(7)，用于盛装物料且底部形成有缝隙；步进机构(5)，用于抬送盛料装置(7)，以使盛料装置(7)在炉腔中步进；布渣装置(10)，设置在炉腔的进料端；加料装置(9)，设置在炉腔的进料端并沿炉腔长度方向位于布渣装置(10)之后；加热烧嘴(6)，设置在炉腔上；排烟通道(4)，设置在炉腔下部，并通过形成在盛料装置(7)底部的缝隙与炉腔连通；出料装置(1)，设置在炉腔进、出料端的炉门(3)外面；带密封盖的接料罐(2)，设置在炉腔出料端的炉门(3)外面；排渣通道(8)，设置在炉腔的进料端的下部并与布渣装置(10)和加料装置(9)上下对应。 [0027] 所述盛料装置(7)的底部装有箅条，且箅条之间形成有上下贯通的缝隙，并能够承受物料冲击、高温烘烤和高温气流冲刷。 [0028] 所述步进机构(5)的步进距离等于盛料装置(7)的长度。 [0029] 下面对本实用新型的还原焙烧装置的单腔步进式还原炉的具体应用进行描述。 [0030] 如图1所示，由出料装置1将倒空的盛料装置7送入步进炉炉腔的进料端；由步进机构5抬送盛料装置7前进；盛料装置7前进到布渣工位，由布渣装置10在盛料装置7的箅条上均匀布一层炉渣；盛料装置7前进到装料工位，由加料装置9为盛料装置7装满待还原的球团料；在布渣和装料时，由盛料装置7的箅条漏下的炉料堆积在排渣通道8内，一定时间后，打开排渣通道8端部的阀门，清出排渣通道8中的漏下炉料；盛料装置7逐步前进到预热工位、加热工位、还原工位，由加热烧嘴6的火焰对盛料装置7内的球团料进行加热，火焰的烟气则穿过球团料层和盛料装置7的箅条，由步进炉炉腔底部的排烟通道4抽出；待盛料装置7前进到步进炉出料端的炉门3时，盛料装置7内的球团料已经完成了还原转化，打开炉门3，由出料装置1将盛料装置7及其内装的球团料抬出步进炉炉腔，关闭炉门3，打开带密封盖的接料罐2的密封盖，由出料装置1将盛料装置7中的还原好的球团料倒入带密封盖的接料罐2内，关闭带密封盖的接料罐2的密封盖；出料装置1将盛料装置7转正，出料装置1横移，将倒空的盛料装置7放在与炉腔并列的台车上，由台车将盛料装置7运回到步进炉炉腔进料端的旁边，再由出料装置1将盛料装置7送入步进炉炉腔的进料端；盛料装置7进入下一个工作循环。 [0031] 实施例3 [0032] 如图3所示，本实用新型的还原焙烧装置也可以为单炉膛倒焰式还原炉，包括有：炉膛(13)，设置有一个炉门(3)；加热烧嘴(6)，设置在炉膛(13)上；盛料装置(7)，用于盛装物料且底部形成有缝隙；排烟通道(4)设置在炉膛(13)下部，并通过形成在盛料装置(7)底部的缝隙与炉膛(13)连通；出料装置(1)和带密封盖的接料罐(2)，设置在炉膛(13)的炉门(3)外；布渣装置、加料装置(图中未示出)与炉膛(13)并行排列。 [0033] 所述盛料装置(7)的底部装有箅条，且箅条之间形成有上下贯通的缝隙，并能够承受物料冲击、高温烘烤和高温气流冲刷。 [0034] 在单炉膛倒焰式还原炉中，所述加热烧嘴(6)为一个，在不同时段，通过点燃加热烧嘴(6)的火焰，调整加热烧嘴(6)的火焰，熄灭加热烧嘴(6)的火焰，能够得到要求的还原温度和还原气氛。 [0035] 下面对本实用新型的还原焙烧装置的单炉膛倒焰式还原炉的具体应用进行描述。 [0036] 如图3所示，出料装置1将倒空的盛料装置7横移到还原炉外设置的布渣装置下，在盛料装置7的箅条上均匀布一层炉渣；出料装置1横移到还原炉外设置的加料装置下，为盛料装置7装满待还原的球团料；出料装置1横移到炉膛(13)的炉门(3)前；打开炉门(3)，出料装置1将盛料装置7送到炉膛(13)里面；关闭炉门(3)，点燃加热烧嘴(6)的火焰，调整加热烧嘴(6)的火焰，由加热烧嘴6的火焰对盛料装置7内的球团料进行加热，火焰的烟气则穿过球团料层和盛料装置7的箅条，由炉膛(13)底部的排烟通道4抽出；熄灭加热烧嘴(6)的火焰，让盛料装置7内的球团料在炉膛(13)内进行还原；达到还原要求后，打开炉门(3)，出料装置1将盛料装置7抬出炉膛(13)；打开带密封盖的接料罐2的密封盖，由出料装置1将盛料装置7中的还原好的球团料倒入带密封盖的接料罐2内，关闭带密封盖的接料罐2的密封盖；出料装置1将盛料装置7转正，出料装置1横移，将倒空的盛料装置7送到还原炉外设置的布渣装置下，进入下一个工作循环。 [0037] 本实用新型所使用的物料除了是球团矿之外，还可以是粒状料和块矿；而且本领域技术人员应该理解，所述物料不仅可以包括所有可以用还原焙烧工艺进行还原的金属氧化物和还原剂，还可以包括粘结剂。例如，所述物料中的球团矿可以由诸如普通铁矿粉、钒钛磁铁矿和氧化镍矿的金属氧化物与还原剂以及粘结剂组成。具体来说，由于所有可用还原焙烧工艺进行还原的金属氧化物的还原温度和还原时间，均可以通过常规的冶金热力学或动力学理论计算得到，所以本领域技术人员可以根据本实用新型的装置，只需要改变本实用新型中的某些技术参数，例如通过设定焙烧还原装置的还原温度和还原时间，以及通过控制燃料在加热烧嘴中的燃烧情况，就能够实现对上述金属氧化物的还原生产。 |
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