一种利用转底炉直接还原物料的方法
阅读：711发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种利用转底炉直接还原物料的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种利用转底炉 直接还原 物料的方法，属于利用转底炉直接还原技术领域，解决了利用现有转底炉进行还原时粉状物料必须造 块 以及现有转底炉对高热值 煤 气的依赖的技术问题。本 申请 提供的方法包括以下步骤：步骤1、将装入料仓中的各种物料混合后形成混合料，将混合料输送至环形转动炉底的 底板 上；步骤2、通过供 风 单元向环形转底炉的底板供送助燃气体；步骤3、鼓风机点火后，随着环形转动炉底转动一周，底板上的混合料发 生物 理化学反应，完成 焙烧 的混合料通过铲料装置和螺旋排料器排出转底炉。本申请实现了粉状物料直接入炉还原及摆脱了对高热值煤气的依赖。，下面是一种利用转底炉直接还原物料的方法专利的具体信息内容。
1.一种利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将装入料仓中的各种物料混合后形成混合料，利用锥辊式布料器将混合料输送至环形转动炉底的混合料放置区；
步骤2、通过环形转动炉底下方的供风单元向环形转动炉底的底板供送助燃气体；
步骤3、经点火装置点火后，底板上的混合料发生物理化学反应，完成焙烧的混合料通过铲料装置和螺旋排料器排出转底炉。
2.根据权利要求1所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，在所述步骤1中，装入料仓1至料仓n中的各种物料，通过对应的皮带秤称重后经皮带机输送至混料机内混合，形成的混合料通过锥辊式布料器上的布料槽均布到转底炉的炉床上。
3.根据权利要求2所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，在所述步骤3中，燃烧及反应产生的烟气通过环形固定炉体顶部的排气口排出，并经除尘、换热、脱硝、脱硫后由引风机输送至烟囱排出。
4.根据权利要求2或3所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述底板用篦条铺设，所述篦条铺设时形成第一孔洞，第一孔洞用于通入助燃气体；
所述环形转动炉底的内侧和外侧处均设有环形挡墙，所述篦条上混合料层的高度小于等于环形挡墙高度。
5.根据权利要求4所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述环形转动炉底的上方设有环形固定炉体，所述环形固定炉体的内侧墙和外侧墙上沿圆周方向均布有第二孔洞，所述第二孔洞用于安装二次燃烧烧嘴，所述二次燃烧烧嘴用于向转底炉炉膛内补充助燃气体。
6.根据权利要求5所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述供风单元包括若干个设于环形转动炉底下方的布风风箱，所述布风风箱沿环形转动炉底周向均布，所述布风风箱与环形转动炉底连通且同步转动；
助燃气体通过对应的布风风箱和第一孔洞进入混合料层中。
7.根据权利要求6所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述供风单元还包括环形供燃气管和与风机连接的环形布风管，所述环形布风管上部开口形成环形通槽，所述环形通槽顶部设有倒U型环形盖板，所述倒U型环形盖板的顶板上沿圆周方向设有进风孔，所述倒U型环形盖板的内侧板和外侧板分别与环形通槽的内侧壁和外侧壁配合，使得倒U型环形盖板能够沿环形通槽周向运动，助燃气体通过风机输送到环形布风管内，经环形通槽、倒U型环形盖板的进风孔、布风风箱和第一孔洞进入混合料层内；
所述倒U型环形盖板通过钢结构悬吊在环形转动炉底底部，并与环形转动炉底同步转动；
所述环形供燃气管与环形布风管结构相同且同圆心设置。
8.根据权利要求7所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述供风单元还包括若干个进风管，进风管一端与供风风箱连接；所述进风管包括进风主管、第一进风支管和第二进风支管；进风管另一端通过所述第一进风支管与环形布风管连通以及通过第二进风支管与环形供燃气管连通；所述进风主管为套筒管，包括内管和环缝管，所述内管与第一进风支管的一端连通，所述环缝管与第二进风支管的一端连通；
助燃气体通过环形布风管、环形通槽、进风孔、进风管、布风风箱和第一孔洞进入混合料层中；燃气通过环形供燃气管、环形通槽、进风孔、进风管、布风风箱和第一孔洞进入混合料层中。
9.根据权利要求8所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，其特征在于，所述倒U型环形盖板包括环形顶板、环形内侧板和环形外侧板，环形顶板上设有进风孔；所述环形通槽内侧设有第一环形水槽，环形通槽外侧设有第二环形水槽，所述倒U形环形盖板的环形内侧板插入第一环形水槽中，所述倒U型盖板的环形外侧板插入第二环形水槽中；所述第一环形水槽和第二环形水槽用于环形布风管与倒U形环形盖板之间气体的密封。
10.根据权利要求9所述的利用转底炉直接还原物料的方法，其特征在于，在所述步骤2中，在布风风箱外壁设有连接有变频电机的鼓风机，变频电机通过滑触线取电，鼓风机出口通过管道与对应的布风风箱连通；所述鼓风机用于向布风风箱补充助燃气体。
一种利用转底炉直接还原物料的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及利用转底炉直接还原技术领域，尤其涉及一种利用转底炉直接还原物料的方法。
背景技术
[0003] 目前，国外转底炉存在的问题如下:
[0004] 首先，在加热燃料的选择上，目前国内外工业化的转底炉大多采用天然气或高热值煤气，在缺乏气体、液体燃料或天然气昂贵的地区，采用原煤发生煤气，但块煤的储存、干燥等设备的投资维护费用大，而且污染环境。发生煤气热值低于1600kcal时，必须使用高温热风助燃，增加了转底炉投入的费用；其次，由于全部还原剂加入到球团内，因而还原剂中残留的灰分和有害元素硫、锌等的含量将直接影响还原得到的铁的质量及使用方向；最后，由于采用敞焰加热，还原铁可能再被氧化，产品的金属化率低。
发明内容
[0005] 鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种利用转底炉直接还原物料的方法，用以解决现有转底炉进行还原时粉状物料必须造块以及现有转底炉对高热值煤气的依赖的技术问题。
[0006] 本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007] 本申请提供了一种利用转底炉直接还原物料的方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1、将装入料仓中的各种物料混合后形成混合料，利用锥辊式布料器将混合料输送至环形转动炉底的混合料放置区；
[0011] 进一步地，在步骤1中，装入料仓1至料仓n中的各种物料，通过对应的皮带秤称重后经皮带机输送至混料机内混合，形成的混合料通过锥辊式布料器上的布料槽均布到转底炉的炉床上。
[0012] 进一步地，在步骤3中，燃烧及反应产生的烟气通过环形固定炉体顶部的排气口排出，并经除尘、换热、脱硝、脱硫后由引风机输送至烟囱排出。
[0013] 进一步地，在步骤1中，底板用篦条铺设，篦条铺设时形成第一孔洞，第一孔洞用于通入助燃气体；环形转动炉底的内侧和外侧处均设有环形挡墙，篦条上混合料层的高度等于环形挡墙高度。
[0014] 进一步地，在步骤1中，环形转动炉底的上方设有环形固定炉体，环形固定炉体的内侧墙和外侧墙上沿圆周方向均布有第二孔洞，第二孔洞用于安装二次燃烧烧嘴，二次燃烧烧嘴用于向转底炉炉膛内补充助燃气体。
[0015] 进一步地，在步骤2中，供风单元包括若干个设于环形转动炉底下方的布风风箱，布风风箱沿环形转动炉底周向均布，布风风箱与环形转动炉底连通且同步转动；
[0016] 助燃气体通过对应的布风风箱和第一孔洞进入混合料层中。
[0017] 进一步地，在步骤2中，供风单元还包括环形供燃气管和与风机连接的环形布风管，环形布风管上部开口形成环形通槽，环形通槽顶部设有倒U型环形盖板，倒U型环形盖板的顶板上沿圆周方向设有进风孔，倒U型环形盖板的内侧板和外侧板分别与环形通槽的内侧壁和外侧壁配合，使得倒U型环形盖板能够沿环形通槽周向运动，助燃气体通过风机输送到环形布风管内，经环形通槽、倒U型环形盖板的进风孔、布风风箱和第一孔洞进入混合料层内；倒U型环形盖板通过钢结构悬吊在环形转动炉底底部，并与环形转动炉底同步转动；
[0018] 环形供燃气管与环形布风管结构相同且同圆心设置，即若干环形供燃气管与若干环形布风管分别布置在半径不同的两个同心圆上。具体地，环形供燃气管上部开口形成环形通槽，环形通槽顶部设有倒U型环形盖板，倒U型环形盖板的顶板上沿圆周方向设有进风孔，倒U型环形盖板的内侧板和外侧板分别与环形通槽的内侧壁和外侧壁配合，使得倒U型环形盖板能够沿环形通槽周向运动，燃气体通过风机输送到环形供燃气管内，经环形通槽、倒U型环形盖板的进风孔、布风风箱和第一孔洞进入混合料层内；倒U型环形盖板通过钢结构悬吊在环形转动炉底底部，并与环形转动炉底同步转动。
[0019] 进一步地，在步骤2中，供风单元还包括若干个进风管，进风管一端与供风风箱连接；进风管包括进风主管、第一进风支管和第二进风支管；进风管另一端通过第一进风支管与环形布风管连通以及通过第二进风支管与环形供燃气管连通；进风主管为套筒管，包括内管和环缝管，内管与第一进风支管的一端连通，环缝管与第二进风支管的一端连通；
[0020] 助燃气体通过环形布风管、环形通槽、进风孔、进风管、布风风箱和第一孔洞进入混合料层中；燃气通过环形供燃气管、环形通槽、进风孔、进风管、布风风箱和第一孔洞进入混合料层中。
[0021] 进一步地，在步骤2中，倒U型环形盖板包括环形顶板、环形内侧板和环形外侧板，环形顶板上设有进风孔；环形通槽内侧设有第一环形水槽，环形通槽外侧设有第二环形水槽，倒U形环形盖板的环形内侧板插入第一环形水槽中，倒U型盖板的环形外侧板插入第二环形水槽中；第一环形水槽和第二环形水槽用于环形布风管与倒U形环形盖板之间气体的密封。
[0022] 进一步地，在布风风箱外壁设有连接有变频电机的鼓风机，变频电机通过滑触线取电，鼓风机出口通过管道与对应的布风风箱连通；鼓风机用于向布风风箱补充助燃气体。
[0023] 进一步地，在步骤1中，利用锥辊式布料器后侧的刮料器将铺设于底板上的混合料刮平。
[0024] 在一种可能的设计中，环形固定炉体顶部设有第一排气口和第二排气口，第一排气口用于回收前期挥发处的不合格氧化锌粉；第二排气口用于回收后期挥发处的合格氧化锌粉；第一排气口和第二排气口均与换热器和除尘器连通，除尘后的烟气经脱硫和脱硝合格后排放。
[0025] 与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
[0026] (1)传统的转底炉靠上部烧嘴燃烧高热值煤气辐射供热，本发明改变了传统转底炉的供热方式，本发明将需要处理的不同种类的固废资源或工业氧化锌生产原料或铁精矿以及必要数量的煤粉分类进入储料仓，仓下设计量给料设施按比例配料，再经过混料设备混匀，混合料通过输送设备和锥辊式布料器直接布入转底炉内，经点火装置点火，通过供风单元将空气、富氧空气和燃气鼓入转底炉的炉床内，为混合料层内碳的燃烧提供必要条件，碳燃烧放出的热量将混合料加热到直接还原反应需要的温度，混合料层内的相关有价金属氧化物与碳发生直接还原反应，被有效回收利用。
[0027] (2)本发明的底板采用篦条铺设，篦条铺设时相互之间留有空隙形成圆形或方形的第一孔洞，并在底板的内侧和外侧均设置高度相同的环形挡墙，通过环形挡墙不仅能够防止混合料外排，而且能够提高底板上混合料的装料量(即增加混合料层的厚度)，当供风单元提供的助燃气体(包括助燃空气、富氧空气或预热空气)和燃气通过第一孔洞进入混合料层后，促使混合料完成燃烧、加热、还原等物理化学过程，最终可实现厚料层操作，也无需高热值煤气，在同样产能的前提下可大幅度缩减炉床的面积，降低设备投资，提高转底炉工艺的竞争力。
[0028] (3)本发明通过在环形固定炉体上设置二次燃烧烧嘴，二次燃烧烧嘴补充助燃气体能够将从料层内溢出的燃气、锌蒸气等物质二次氧化，并产生一定的热量反向加热混合料，有效降低转底炉的一次能耗。
[0029] (4)本申请的供风单元设于环形转动炉底的底部，助燃气体通过环形布风管、环形通槽、进风孔、进风管、布风风箱和第一孔洞进入混合料层中；燃气通过环形供燃气管、环形通槽、进风孔、进风管、布风风箱和第一孔洞进入混合料层中，经鼓风点火后混合料层中的碳素能够充分燃烧，进而为转底炉供热；本申请改变了传统转底炉通过上部烧嘴辐射供热的方式，通过将供风单元设置在底板下方能够实现底板上铺设较厚的混合料层，大大提高单位炉床面积的产能，单位产能投资低；本申请中的混合料中的碳素既是还原剂，也是发热剂，通过混合料层内的碳素燃烧供热，摆脱了传统转底炉对高热值煤气的依赖，为无焦冶炼提供了一条新的路径。
[0030] 本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0031] 附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0032] 图1为本发明实施例1提供的转底炉结构示意图；
[0033] 图2为本发明实施例1提供的铲料装置及排料装置示意图；
[0034] 图3为本发明实施例2提供的转底炉直接还原工艺方案图；
[0035] 图4为本发明实施例1提供的锥辊式布料器的结构示意图；
[0036] 图5为本发明的转底炉的俯视图；
[0037] 图6为环形布风管的结构示意图。
[0038] 附图标记：
[0039] 1-环形固定炉体；2-环形转动炉底；3-炉底驱动装置；4-布风风箱；5-第一进风支管；6-铲料装置；7-水封刮刀；8-水封槽；9-污泥沉积槽；10-排污水管；11-支撑框架；12-螺旋排料器；13-环形布风管；14-环形通槽；15-倒U型环形盖板；16-温耐火材料；17-第一环形水槽；18-锥辊式布料器；19-转底炉本体；20-第二环形水槽；21-鼓风机。
具体实施方式
[0040] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
[0041] 实施例1
[0042] 本实施例公开了一种转底炉，如图1、图2、图4～6所示，包括转底炉本体19、水封单元和供风单元，转体炉本体包括环形固定炉体和设于环形固定炉体1下方的环形转动炉底2，环形固定炉体1和环形转动炉底2通过水封单元密封；环形转动炉底2底端为开设有孔洞的底板，底板上铺设有混合料，供风单元设于底板下方，用于为混合料提供助燃气体，供风单元随环形转动炉底2转动。
[0043] 具体地，转底炉包括转底炉本体19、水封单元和供风单元，该转底炉本体19包括设环形固定炉体1和环形转动炉底2，环形转动炉底2设于环形固定炉体1的正下方，环形固定炉体1和环形转动炉底2通过水封单元密封；环形转动炉底2与炉底驱动装置3连接，在炉底驱动装置3的驱动下环形转动炉底2能够实现转动；环形转动炉底2底端为底板，底板上开设有孔洞，当底板上铺设好混合料时，供风单元供送的助燃空气、富氧空气或预热空气通过孔洞进入混合料层中，实现混合料的助燃。需要说明的是，供风单元设于底板下方，供风单元随环形转动炉底同步转动。
[0044] 传统的转底炉靠上部烧嘴燃烧高热值煤气辐射供热，本发明改变了传统转底炉的供热方式，本发明将需要处理的不同种类的固废资源或工业氧化锌生产原料或铁精矿以及必要数量的煤粉分类进入储料仓，仓下设计量给料设施按比例配料，再经过混料设备混匀，混合料通过输送设备和锥辊式布料器18直接布入转底炉内，经点火装置点火，通过供风单元将助燃气体(包括助燃空气、富氧空气或预热空气)和燃气鼓入转底炉的炉床内，为混合料层内碳的燃烧提供必要条件，碳燃烧放出的热量将混合料加热到直接还原反应需要的温度，混合料层内的相关有价金属氧化物与碳发生直接还原反应，被有效回收利用。
[0045] 为了实现粉状物料直接还原，环形转动炉底2的底板用篦条铺设，篦条铺设时形成第一孔洞，环形转动炉底2的内侧和外侧处设有高度相同的环形挡墙，篦条上混合料层的高度小于等于环形挡墙高度。
[0046] 具体地，底板采用篦条铺设，篦条铺设时相互之间留有空隙形成第一孔洞，第一孔洞的形状为圆形或方形；底板的内侧和外侧均设有高度相同的环形挡墙，内侧的环形挡墙、外侧的环形挡墙以及底板形成的区域为混合料放置区，内侧的环形挡墙和外侧的环形挡墙用于防止混合料外排，同时提高底板上混合料的装料量；其中，环形挡墙的高度为混合料层铺设的最大高度；待供风单元提供的助燃气体(包括助燃空气、富氧空气或预热空气)和燃气通过第一孔洞进入混合料层后，混合料随环形转动炉底2转动的同时完成燃烧、加热、还原等物理化学过程，转动一周且完成焙烧的混合料排出转底炉，直接进入成品仓，燃烧及反应产生的烟气通过烟气处理单元处理后排出。
[0047] 为了降低能耗，环形固定炉体1的内侧墙和外侧墙上沿圆周方向均布有第二孔洞，第二孔洞用于安装二次燃烧烧嘴，二次燃烧烧嘴用于向转底炉炉膛内补充助燃气体。
[0048] 具体地，在环形固定炉体1的内侧墙上和外侧墙上设有高度相同的第二孔洞，第二孔洞沿环形固定炉体1周向布置，第二孔洞内对应的安装有二次燃烧烧嘴，其中，二次燃烧烧嘴贯穿环形固定炉体1的内侧墙和外侧墙；二次燃烧烧嘴用于向转底炉炉膛内补充助燃气体(包括助燃空气、富氧空气或预热空气)，混合料层内的相关有价金属氧化物与碳发生直接还原反应，直接还原产生的CO气体或锌等金属蒸气通过料床上部的二次燃烧烧嘴补充的空气进行二次燃烧，二次燃烧产生的热量能够对混合料加热；通过设置二次燃烧烧嘴并利用其补充助燃气体能够充分利用反应过程中的热能及化学能，降低一次能耗，烟气由烟气处理单元处理达标后排入大气。
[0049] 为了给混合料层均匀的提供助燃气体，供风单元包括若干个设于环形转动炉底2下方的布风风箱4，布风风箱4沿环形转动炉底2周向均布，布风风箱4与环形转动炉底2连通且同步转动；助燃气体(包括助燃空气、富氧空气或预热空气)通过对应的布风风箱4和第一孔洞进入混合料层中。
[0050] 具体地，供风单元设于环形转动炉底2的下方，供风单元包括若干个倒四棱锥形布风风箱4，四棱锥形布风风箱4沿环形转动炉底2周向均布设置，倒四棱锥形布风风箱4与环形转动炉底2同步转动，助燃气体通过倒四棱锥形布风风箱4和第一孔洞进入混合料层中。
[0051] 传统的转底炉靠上部烧嘴燃烧高热值煤气辐射供热，炉床上的料层的铺设厚度不能太厚，混合料层太厚无法保证其能够充分燃烧；而本申请的供风单元设于环形转动炉底2的底部，助燃气体通过底板上的第一孔洞吹入混合料层中，经鼓风点火后混合料层中的碳素能够充分燃烧，进而为转底炉供热；一方面，本申请改变了传统转底炉通过上部烧嘴辐射供热的方式，通过将供风单元设置在底板下方能够实现底板上铺设较厚的混合料层，大大提高单位炉床面积的产能，单位产能投资低；另一方面，混合料中的碳素既是还原剂，也是发热剂，通过混合料层内的碳素燃烧供热，摆脱了传统转底炉对高热值煤气的依赖，同时为无焦冶炼提供了一条新的路径。
[0052] 为了向环形转动炉底供送助燃气体和燃气，供风单元还包括环形供燃气管和与风机连接的环形布风管13，环形布风管13上部开口形成环形通槽14，环形通槽14顶部设有倒U型环形盖板15，倒U型环形盖板15的顶板上沿圆周方向设有进风孔，倒U型环形盖板15的内侧板和外侧板分别与环形通槽14的内侧壁和外侧壁配合，使得倒U型环形盖板15能够沿环形通槽14周向运动，助燃气体通过风机输送到环形布风管13内，经环形通槽14、倒U型环形盖板15的进风孔、布风风箱4和第一孔洞进入混合料层内；倒U型环形盖板15通过钢结构悬吊在环形转动炉底底部，并与环形转动炉底同步转动；环形供燃气管与环形布风管13结构相同且同圆心设置。
[0053] 具体地，环形布风管13与风机连接，环形布风管13通过支撑框架11进行固定，在环形布风管13的上部开口形成环形通槽14，环形通槽14顶部设有倒U型环形盖板15，该倒U型环形盖板15包括顶部的环形顶板和两侧的环形内侧板和环形外侧板，环形内侧板和环形外侧板设于环形通槽14的顶端两侧且与环形通槽14紧密接触，环形顶板上沿周向均布有进风孔，进风孔上连接有第一进风支管5，通过第一进风支管5实现进风孔与布风风箱4一一对应连接；在环形转动炉底2转动过程中，布风风箱4、第一进风支管5和倒U型环形盖板15随环形转动炉底2一起转动，形布风管通过支撑框架11固定住，倒U型环形盖板15能够在环形通槽14上转动，进而使风机中的助燃气体依次经过环形通槽14、进风孔、第一进风支管5、布风风箱4和第一孔洞持续向混合料层供送助燃气体。
[0054] 需要说明的是，若干环形供燃气管与若干环形布风管13分别布置在半径不同的两个同心圆上，环形供燃气管上部开口形成环形通槽，环形通槽顶部设有倒U型环形盖板，倒U型环形盖板的顶板上沿圆周方向设有进风孔，倒U型环形盖板的内侧板和外侧板分别与环形通槽的内侧壁和外侧壁配合，使得倒U型环形盖板能够沿环形通槽周向运动，燃气体通过风机输送到环形供燃气管内，经环形通槽、倒U型环形盖板的进风孔、布风风箱和第一孔洞进入混合料层内；倒U型环形盖板通过钢结构悬吊在环形转动炉底底部，并与环形转动炉底同步转动。
[0055] 本申请改变了传统的转底炉靠上部烧嘴燃烧高热值煤气辐射供热的方式，传统的转底炉中混合料层的铺设厚度不能太厚，混合料层太厚则无法保证其能够充分燃烧；而本申请的供风单元设于环形转动炉底2的底部，助燃气体依次经过环形通槽14、进风孔、第一进风支管5、布风风箱4和第一孔洞持续向混合料层供送助燃气体和燃气(燃气只在点火阶段供送，待炉内混合料被点然后停止供送燃气)经鼓风点火后混合料层中的碳素能够充分燃烧，进而为转底炉供热；本申请改变了传统转底炉通过上部烧嘴辐射供热的方式，通过将供风单元设置在底板下方能够实现底板上铺设较厚的混合料层，大大提高单位炉床面积的产能，单位产能投资低；本申请中的混合料中的碳素(煤粉)既是还原剂，也是发热剂，通过混合料层内的碳素燃烧供热，摆脱了传统转底炉对高热值煤气的依赖，为无焦冶炼提供了一条新的路径。
[0056] 为了保证供风风箱在随环形转动炉底2转动时能够持续向混合料层供送助燃气体，本申请的供风单元包括若干个进风管，进风管一端与供风风箱4连接；进风管包括进风主管、第一进风支管和第二进风支管；进风管另一端通过第一进风支管与环形布风管13连通以及通过第二进风支管与环形供燃气管连通；进风主管为套筒管，包括内管和环缝管，内管与第一进风支管的一端连通，环缝管与第二进风支管的一端连通；助燃气体通过环形布风管13、环形通槽14、进风孔、进风管、布风风箱4和第一孔洞进入混合料层中；煤气通过环形供燃气管、环形通槽14、进风孔、进风管、布风风箱4和第一孔洞进入混合料层中；环形供燃气管与环形布风管结构相同且同圆心设置，即若干环形供燃气管与若干环形布风管分别布置在半径不同的两个同心圆上。
[0057] 需要说明的是，环形供燃气管供送的燃气只用于与助燃气体一起将混合料点着，待混合料中的煤粉被点着后，停止供送燃气，但助燃气体需要持续供送。
[0058] 为了保证环形布风管13在供风时漏风，在环形通槽14内侧设有第一环形水槽17，环形通槽14外侧设有第二环形水槽20，倒U形环形盖板的环形内侧板插入第一环形水槽17中，倒U型盖板的外侧板插入第二环形水槽20中；第一环形水槽17和第二环形水槽20用于水封环形布风管13。
[0059] 具体地，在环形通槽14的内侧设有第一环形水槽17，环形通槽14的外侧设有第二环形水槽20，第一环形水槽17和第二环形水槽20之间相互独立，环形内侧板插入第一环形水槽17内，环形外侧板插入第二环形水槽20中，当环形布风管13内的助燃气体通过环形通槽14时，只能通过进风孔进入到第一进风支管5中，将环形内侧板插入第一环形水槽17和将环形外侧板插入第二环形水槽20中能够避免助燃气体通过倒U型环形盖板15与环形通槽14之间的缝隙发生泄漏。
[0060] 为了保证供风风箱在随环形转动炉底2转动时能够持续向混合料层供送助燃气体，需要向布风风箱内补充助燃气体，本申请在布风风箱4外壁设有连接有变频电机的鼓风机21，变频电机通过滑触线取电，鼓风机21出口通过管道与对应的布风风箱4连通；鼓风机21用于向布风风箱4补充助燃气体。
[0061] 为了避免环形布风管13内助燃气体的热量散失，环形布风管13内侧设有保温耐火材料16，保温材料能够起到保温和隔热的作用，从而减少环形布风管13内助燃气体的热量散失。
[0062] 为了保证环形固定炉体1和环形转动炉底2之间的密封性，水封单元包括环形水封槽8，环形水封槽8设于底板外侧，环形水封槽8槽壁上设有水封刮刀7，水封槽8底部与污泥沉积槽9连通，污泥沉积槽9内设有排污管，污泥通过污水泵经排污水管10抽入沉淀池，沉淀后的水重新引入环形水封槽8内。
[0063] 为了保证向转底炉中持续的进料以及保证混合料能够均匀铺设在炉床上，本申请的转底炉还包括进料单元，进料单元包括锥辊式布料器18，锥辊式布料器18沿径向方向设于环形固定炉体1上，锥辊式布料器18包括锥辊，锥辊辊径由转底炉外侧向内侧递减，锥辊上设有布料槽，布料槽随锥辊转动；混合料通过锥辊和布料槽进入篦条铺设的底板上，将锥辊的辊径设置为由外向内依次递减能够保证混合料能够均匀铺设在底板上。
[0064] 为了进一步保证混合料能够均匀的铺设在底板上，锥辊上设有多个沿锥辊周向均布的布料环，沿布料环周向均布有布料槽；布料槽的装料量与炉床面积相对应。
[0065] 为了保证混合料铺设后的炉床各处的混合料层高度相同，进料单元还包括刮料器，刮料器包括刮板，刮板通过连接钢板固定于环形固定炉体1内，刮板设于锥辊式布料器18后侧，刮板片用于将布入底板上的混合料刮平。
[0066] 为了避免刮板温度过高，刮料器内设有水冷部件，水冷部包括设于刮料板一端的冷却水进口和冷却水出口，在刮板内设有并列布置的冷却水输送管，冷却水输送管的一端与冷却水进口连通，另一端与冷却水出口连通。
[0067] 为了将焙烧后的混合料及时排出转底炉，排料单元包括铲料装置6和螺旋排料装置，螺旋排料装置设于环形固定炉体1上，铲料装置6用于将炉料提升至环形挡墙以上后，通过固定螺旋排料装置排出炉外。
[0068] 具体地，排料单元包括铲料装置6和螺旋排料装置，螺旋排料装置采用常规的螺旋排料器12，其具体结构及工作过程不在赘述；铲料装置6包括支撑及铲料板，铲料板的一端与支撑板铰接，铲料板的另一端用于铲料；当焙烧后的混合料转动至排料口时，固定在此处的铲料板将该部分物料逐步抬起，待混合料的高度达到螺旋排料器12的设置高度时，混合料被排入螺旋排料器12中，最后将焙烧后的混合料排出转底炉。
[0069] 为了保证环形转动炉底2的正常转动，环形转动炉底2与炉底驱动装置3连接，炉底驱动装置3包括驱动电机，驱动电机带动环形转动炉底2上的混合料层转动一周后进行通过排料单元排料。
[0070] 需要说明的是，烟气处理单元包括与转底炉连通的粗除尘器、换热器、布袋除尘器、脱硫塔、脱硝塔、引风机及烟囱；烟气处理单元将烟气中的显热、挥发出的有价金属及其氧化物、粉尘回收处理的设施。具体地，针对铁精矿短流程直接还原或冶金尘泥再资源化生产，设置单个排气口与换热器及除尘器相连。
[0071] 针对工业氧化锌的直接法生产，在转底炉的顶部设置双排气口即第一排气口和第二排气口，第一排气口用于回收先期挥发出的不合格氧化锌粉，第二排气口用于回收后期挥发出的合格氧化锌粉，第一排气口和第二排气口均通过管道与换热器、除尘器相连；除尘后的烟气经脱硫、脱硝后合格后经烟囱排放至大气中。
[0072] 实施例2
[0073] 本实施例提供了一种利用转底炉直接还原方法，采用实施例1中的转底炉，如图3所示，当布风风箱4与鼓风机连接时，该利用转底炉直接还原的方法包括以下步骤：
[0074] 步骤1、装入料仓1至料仓n中的各种物料，通过皮带秤1至皮带秤n称重给料至皮带机P上，通过皮带机P输送至混料机内混合，混匀后的混合料通过皮带机S输送至转底炉的锥辊式布料器18中，通过锥辊式布料器18均匀分布到转底炉的炉床上；
[0075] 步骤2、助燃气体通过环形布风管13、布风风箱4和第一孔洞进入到混合料层中，同时燃气通过环形供燃气管、布风风箱4和第一孔洞进入到混合料层中；经鼓风点火后助燃气体和燃气被点着后混合料层中的煤粉被点燃；
[0076] 步骤3、随着环形转动炉底2转动，混合料层中的相关有价金属氧化物与碳发生直接还原反应，完成焙烧后的混合料通过排料单元排出转底炉进入成品仓，燃烧及反应过程中产生的烟气，同通过排气口及烟道进入粗除尘器，将相对大颗粒的粉尘去除，然后进入换热器换热，然后再进入布袋除尘器，经精除尘处理后的烟气再分别脱硫脱硝，最后由引风机输送至烟囱排出。
[0077] 与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有如下优点：
[0078] (1)本发明采用转底炉直接还原方法，实现粉状原料与煤粉混合后直接入炉，无需造块，简化和缩短了工艺流程。
[0079] (2)混合料中的煤粉(碳素)是还原剂，也是发热剂，摆脱了传统转底炉对高热值煤气的依赖，同时也为无焦冶炼提供了一条新的路径。
[0080] (3)通过混合料层内的碳素燃烧供热，改变了传统转底炉通过上部烧嘴辐射供热的方式，可实现厚料层操作，大大提高单位炉床面积的产能，单位产能投资低。
[0081] (4)转底炉炉床上部的空气烧嘴，将从料层内溢出的煤气、锌蒸气等物质二次氧化，并产生一定的热量反向加热混合料，可有效降低转底炉的一次能耗。
[0082] (5)本发明提供的采用转底炉直接还原方法适应性广，使用铁精矿作原料可用生产直接还原铁，使用工业氧化锌生产原料可生产工业氧化锌，使用冶金尘泥作原料可实现冶金尘泥的再资源化利用。
[0083] (6)本申请在转底炉刚开始工作时通过供风单元为混合料提供燃气，该部分燃气和助燃气体用于使混合料中的碳素被点着，转底炉被点着后停止向转底炉内供送燃气，只供送助燃气体即可，本申请以混合料中的煤碳作为能源介质，价格便宜，系统能耗低，单位产能投资低，具有很强的竞争力。
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