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一种竖炉炉顶 煤气排放装置及竖炉

阅读：98发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种竖炉炉顶煤气排放装置及竖炉专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种竖炉炉顶煤气排放装置，包含引流罩、连通管以及出气管，其中，引流罩笼罩于竖炉预热段上端，包含设置于内部的集气腔和设置于下表面的集气孔，集气孔连通集气腔与竖炉的内部环境；连通管连通集气腔和出气管；出气管连通连通管与外部环境。该装置通过调整炉顶煤气排出过程优化炉内还原气流分布，使炉内气流、温度分布相对均匀，有效地提高竖炉生产效率，提高直接还原铁品质。本发明同时公开一种包含该竖炉炉顶煤气排放装置的竖炉。，下面是一种竖炉炉顶煤气排放装置及竖炉专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，包含引流罩、连通管以及出气管，其中，所述引流罩笼罩于竖炉预热段上端，包含设置于内部的集气腔和设置于下表面的集气孔，所述集气孔连通所述集气腔与所述竖炉的内部环境；
所述连通管连通所述集气腔和所述出气管；
所述出气管连通所述连通管与外部环境。
2.根据权利要求1所述的竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，所述引流罩具有倒置的碗状结构。
3.根据权利要求1或2所述的竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，所述引流罩的结构中心位于所述竖炉的中轴线上。
4.根据权利要求1所述的竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，多个所述集气孔均匀分布于所述引流罩下表面。
5.根据权利要求1所述的竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，所述出气管设置于所述竖炉顶部中心处。
6.根据权利要求1所述的竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，所述竖炉炉顶煤气排放装置包含布料管，所述布料管上端与位于所述竖炉顶部的炉料分料器相连，下端深入至所述竖炉的预热段上端。
7.根据权利要求6所述的竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，所述引流罩下端高于所述布料管下端的炉料排出口。
8.根据权利要求6所述的竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，所述布料管的下端分层呈同心圆环状均匀排布。
9.根据权利要求6所述的竖炉炉顶煤气排放装置，其特征在于，所述布料管斜穿过所述引流罩，与所述引流罩相交部位通过焊接方式相连。
10.一种竖炉，其特征在于，包含权利要求1-9任一项所述的竖炉炉顶煤气排放装置。

说明书全文

一种竖炉炉顶 煤气排放装置及竖炉

技术领域

[0001] 本发明涉及非高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种非高炉冶炼用气基还原竖炉的炉顶煤气排放装置及配置有该装置的竖炉。

背景技术

[0002] 随着焦煤资源的日益减少以及环保意识的日益提高，高炉冶炼技术的发展受到限制，非高炉冶炼成为备受关注的冶炼技术。气基竖炉作为常用的非高炉直接还原设备因其污染物排放量显著降低、耗水量少、噪音小而具有很强的竞争力和发展潜力。

[0003] 传统气基竖炉的主体结构总体包括顶部装料系统、中部还原段、下部设置冷却及出料系统。其还原段的上部的侧壁上通常设置一个与外界环境连通的炉顶煤气排放管，原气由竖炉还原段炉顶煤气围管喷嘴输入，上升过程中与炉内氧化球团发生还原反应，到达还原段上部由炉顶煤器排气管排出。然而，由于所有还原气均由还原段上部的一个炉顶煤气排放管排出，极易影响炉内还原气的分布状况，导致炉内不同区域温度差别较大，例如，炉内周边还原气流动频繁温度较高，中心还原气流动缓慢温度较低，使得球团金属化率产生波动，整体金属化率偏低。其次，炉顶煤气粉尘含量多，后续水洗除尘、降温工序压力大，水耗量大。

[0004] 因此，如何使炉内的还原气均匀分布、降低炉顶煤气粉尘含量成为非高炉冶炼领域亟待解决的技术问题。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题在于提供一种竖炉炉顶煤气排放装置，其通过调整炉顶煤气排出过程优化炉内还原气流分布，使炉内气流、温度分布相对均匀，有效地提高竖炉生产效率，提高直接还原铁品质。

[0006] 依据本发明的一种竖炉炉顶煤气排放装置，包含引流罩、连通管以及出气管，其中，引流罩笼罩于竖炉预热段上端，包含设置于内部的集气腔和设置于下表面的集气孔，集气孔连通集气腔与竖炉的内部环境；连通管连通集气腔和出气管；出气管连通连通管与外部环境。

[0007] 进一步地，引流罩具有倒置的碗状结构。

[0008] 进一步地，引流罩的结构中心位于竖炉的中轴线上。

[0009] 进一步地，多个集气孔均匀分布于引流罩下表面。

[0010] 进一步地，出气管设置于竖炉顶部中心处。

[0011] 进一步地，竖炉炉顶煤气排放装置包含布料管，布料管上端与位于竖炉顶部的炉料分料器相连，下端深入至竖炉的预热段上端。

[0012] 进一步地，引流罩下端高于布料管下端的炉料排出口。

[0013] 进一步地，布料管的下端分层呈同心圆环状均匀排布。

[0014] 进一步地，布料管斜穿过引流罩，与引流罩相交部位通过焊接方式相连。

[0015] 依据本发明的一种竖炉，其包含上述任一项的竖炉炉顶煤气排放装置。

[0016] 由于采用于上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：

[0017] (1)本发明的炉顶煤气排出装置通过设置引流罩可将炉壁附近炉顶煤气向竖炉中心集聚，使还原煤气沿炉壁上行现象得到改善，竖炉中心煤气流及温度得到了提高，还原时间缩短16～26min，生产率提高5～10％能耗降低3～7kgce/t.DRI，提高了竖炉能量利用率。

[0018] (2)设置密集的集气孔对炉顶煤气进行粗除尘，降低炉顶煤气含尘量25％左右，降低了后续除尘压力。

[0019] (3)设置引流罩下端高于布料管下端的炉料排出口，可使一部分上行的高温炉顶煤气先进入布料管与下行的炉料进行热交换，再随炉料排出被集气孔收集。附图说明

[0020] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得显而易见和容易理解，其中：

[0021] 图1是依据本发明的竖炉炉顶煤气排放装置的截面图。

[0022] 图2是依据本发明的竖炉炉顶煤气排放装置的另一截面图。

[0023] 附图标记说明：

[0024] 1引流罩，2集气孔，3集气腔，4连通管，5出气管，6布料管，7竖炉。

具体实施方式

[0025] 下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0026] 图1和图2分别从不同角度示出了依据本发明的竖炉炉顶煤气排放装置的一个实施例。在本实施例中，竖炉炉顶煤气排放装置包含引流罩1、连通管4和出气管5。其中，引流罩1总体呈倒置的碗状结构，其笼罩于竖炉7的预热段上端，该引流罩1包含设置于内部的集气腔3和均匀分布于下表面的多个集气孔2，以便于炉内不同位置的炉顶煤气通过分散的集气孔2汇集到集气腔3中。优选地，引流罩1的结构中心位于竖炉7的中轴线上，以使炉内的气流均匀分布。连通管4将集气腔3与出气管5连通，进而通过出气管5与外部环境连通。优选地，出气管5可以设置于竖炉7顶部的中心处，便于集气腔3内的炉顶煤气顺利排出。

[0027] 还原气由位于还原段下端进入竖炉7内部，自下而上与炉料反应，形成炉顶煤气。炉顶煤气达到预热段顶端由炉顶煤气集气孔2进入炉顶煤气集气腔3，经炉顶煤气连通管4、炉顶煤气排出口5排出竖炉。炉顶煤气排出竖炉7的过程中，引流罩1对炉顶煤气及还原煤气具有一定的向中心集聚作用，使炉内各位置单位时间内排出的炉顶煤气量基本一致，还原煤气沿炉壁上行现象得到改善，竖炉中心煤气流及温度得到了提高，竖炉横截面的温度分布更加均匀，加快了直接还原速度，提高了竖炉DRI球团产品质量和生产率。

[0028] 进一步地，密集分布于引流罩1下表面的集气孔2同时兼有集气和粗过滤的作用，能够对炉顶煤气进行粗除尘，降低炉顶煤气含尘量，以便获得较洁净的炉顶煤气，减轻后续水洗除尘工序的工作量。

[0029] 在本发明的实施例中，竖炉炉顶煤气排放装置还可以包含布料管6。该布料管6的上端与位于竖炉7顶部的炉料分料器相连，将球团矿从分料器输送至竖炉7内；其下端深入至竖炉的预热段上端，一部分高温的炉顶煤气从布料管6底部的出料口进入到布料管6内部，使上行的炉顶煤气在布料管6内与下行的炉料进行对流换热，适当降低缩短炉料预热时间。优选地，多个布料管6上端均与分料器相连，下端可分层呈用心圆环状均匀排布层数N≥2，每层布料管的个数为n，相邻布料管6水平夹角α＝360/n。每一根布料管6斜穿过引流罩1，其与引流罩1相交的部位可通过焊接的方式相连。进一步优选地，引流罩1下端可以高于布料管6下端的炉料排出口，以使部分高温炉顶煤气先进入布料管6与下行的炉料进行热交换，再随炉料排出被集气孔2收集。

[0030] 使用配置有本发明的竖炉炉顶煤气排放装置的竖炉与传统竖炉分别对等量的矿石进行冶炼，并将二者的冶炼周期、能耗水平以及生产率进行对比，结果如表1所示：

[0031] 表1

[0032]

[0033] 其中，(1)还原时间指获得相同金属化率90％的DRI(直接还原铁)所需的还原时间；

[0034] (2)生产率指单位时间的生产率。

[0035] 对比结果表明：与现有技术的竖炉，使用配置有本发明的竖炉炉顶煤气排放装置的竖炉直接还原铁冶炼周期缩短16-20min，能耗降低3～7kgce/t.DRI，排出炉顶煤气粉尘含量降低了24％-27％，提高了竖炉能量利用率，实现了高效低耗生产。

[0036] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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