新型低碳竖立一体式二次还原铁炉专利检索-铁的冶金专利检索查询-专利查询网

新型低碳竖立一体式二次还原铁炉
申请号	CN202410169108.7	申请日	2024-02-06	公开(公告)号	CN117947236A	公开(公告)日	2024-04-30
申请人	安徽益晖新能源科技有限公司;			发明人	孙熙杰; 张宏武; 陶世清; 瞿华清;
摘要	本发明公开了新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，涉及还原铁炉技术领域，包括第一还原仓、第二还原仓和冷却保护仓，所述第一还原仓、所述第二还原仓和所述冷却保护仓呈圆柱型设计，所述第一还原仓位于所述第二还原仓的顶端，所述第二还原仓位于所述冷却保护仓的上方，所述第一还原仓的顶端安装有进料干燥仓。本发明还原时间短，氢气是最强和环保的还原剂，在还原过程中迅速与铁精粉产生化学作用，完成金属还原效果，一般还原时间在45‑60分鈡；氢气还原，排放是H20，是最环保的还原方案；一、二次还原一体式进行，省却重复升温降温的时间和能枆；新型炉安装基建简单，操作容易，投资少，炉容量可按实际需要调整，适合各大小矿场使用。
权利要求	1.新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，包括第一还原仓（1）、第二还原仓（2）和冷却保护仓（3），所述第一还原仓（1）、所述第二还原仓（2）和所述冷却保护仓（3）呈圆柱型设计，所述第一还原仓（1）位于所述第二还原仓（2）的顶端，所述第二还原仓（2）位于所述冷却保护仓（3）的上方，所述第一还原仓（1）的顶端安装有进料干燥仓（5），所述进料干燥仓（5）的外壁开设有进料口（6），原材料经由气力提升机运至所述进料口（6）处进入所述进料干燥仓（5）内，所述进料干燥仓（5）内以余热进行干燥，所述进料干燥仓（5）的顶端设置有排烟安全阀门，所述进料干燥仓（5）的底端通过螺旋阀门将预热原料送到所述第一还原仓（1）内，所述第一还原仓（1）内的氧化后的氧化铁球团，通过螺旋阀门输送到所述第二还原仓（2）内。 2.根据权利要求1所述的新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，所述第二还原仓（2）内设置有螺旋式通道，球团通过螺旋阀门送进所述第二还原仓（2）后，球团顺着通道往下旋转下滑，所述第二还原仓（2）内设置有三个氢气喷嘴，分别布置在所述第二还原仓（2）内上、中、下三个位置，喷嘴以螺旋通道相反的方向喷入氢气，所述第二还原仓（2）的底端连接有三个中空的连接管（4），球团通过所述连接管（4）掉进所述冷却保护仓（3）内。 3.根据权利要求2所述的新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，所述冷却保护仓（3）的两侧分别连接有进气口（12）和出气口（13），所述进气口（12）用于低温氮气进入，所述出气口（13）用于氮气排出，所述冷却保护仓（3）的底端固定连接有用于对所述冷却保护仓（3）进行支撑的支腿（9），所述冷却保护仓（3）的下方设置有安装座（10），所述安装座（10）上安装有输送带（11），所述输送带（11）用于将还原物输送至磨粉、干磁选、磁选后便能达到铁/渣分流，所述冷却保护仓（3）通过出料机构（7）进行出料操作。 4.根据权利要求3所述的新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，所述出料机构（7）包括安装架（701），所述安装架（701）固定连接于所述安装座（10）的一侧外壁，所述冷却保护仓（3）的底端设置有出料口（711），所述冷却保护仓（3）的内腔底端开设有连接槽（712），所述连接槽（712）与所述出料口（711）相连通，所述安装架（701）的外壁安装有电机（702），所述电机（702）的输出端连接有转动轴（703），所述转动轴（703）的一端与所述输送带（11）的动力辊相连接，所述电机（702）通过所述转动轴（703）驱动所述输送带（11）进行运转，所述转动轴（703）的外壁固定连接有第一同步轮（704），所述第一同步轮（704）的外壁连接有同步带（705），所述同步带（705）远离所述第一同步轮（704）的一端内壁连接有第二同步轮（706），所述第二同步轮（706）的一端固定连接有往复丝杆（707），所述往复丝杆（707）延伸进入所述冷却保护仓（3）的内部，所述往复丝杆（707）的外壁连接有隔板（708），所述隔板（708）滑动连接于所述冷却保护仓（3）的内部并贯穿于所述连接槽（712），所述冷却保护仓（3）的内部开设有供所述隔板（708）进行滑动的位移槽（709），所述隔板（708）的外壁开设有通孔（710），所述连接槽（712）和所述出料口（711）之间通过遮挡机构（8）进行打开和关闭操作。 5.根据权利要求4所述的新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，所述遮挡机构（8）包括挡板（801），所述挡板（801）转动连接于所述冷却保护仓（3）的内部并位于所述连接槽（712）的底端，所述挡板（801）的顶端固定连接有连接轴（802），所述挡板（801）转动以所述连接轴（802）为轴心进行转动，所述连接轴（802）的顶端固定连接有第一锥齿轮（803），所述冷却保护仓（3）的内部位于所述第一锥齿轮（803）的外壁转动连接有第二锥齿轮（804），所述第二锥齿轮（804）的一端固定连接有安装轴（805），所述安装轴（805）的一端固定连接有直齿轮（806），所述冷却保护仓（3）的内部位于所述直齿轮（806）的外壁滑动连接有活动块（807），所述活动块（807）的底端与所述冷却保护仓（3）之间连接有复位弹簧（808），所述冷却保护仓（3）的内部位于所述活动块（807）的顶端滑动连接有挤压板（809），所述挤压板（809）延伸进入所述位移槽（709）的内腔。 6.根据权利要求4所述的新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，所述第一同步轮（704）和所述第二同步轮（706）的外壁均设置有与所述同步带（705）内壁相匹配的纹路，所述隔板（708）的一端外壁开设有连接孔，所述连接孔的内壁设置有与所述往复丝杆（707）相匹配的滚珠。 7.根据权利要求4所述的新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，所述隔板（708）的外壁与所述位移槽（709）的内壁相贴合，所述隔板（708）的截面形状呈方形。 8.根据权利要求5所述的新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，所述第一锥齿轮（803）与所述第二锥齿轮（804）相啮合，所述活动块（807）的外壁开设有齿槽，所述齿槽与所述直齿轮（806）相啮合。 9.根据权利要求5所述的新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，其特征在于，所述活动块（807）的顶端设置有斜面，所述挤压板（809）的外壁与所述斜面相接触。
说明书全文	新型低碳竖立一体式二次还原铁炉技术领域 [0001] 本发明涉及还原铁炉技术领域，具体是新型低碳竖立一体式二次还原铁炉。背景技术 [0002] 煤基直接还原炼铁是指以煤为主要能源，在高温下将铁矿石还原成金属铁的工艺，由于80%的气基直接还原工艺必须依赖于天然气，因此在天然气资源有限，煤资源丰富的国家和地区，以煤作为还原剂发展还原铁技术已成为发展的趋势，煤基直接还原代表工艺有回转窑法、转底炉法、隧道窑法，回转窑直接还原法主要设备由原料破碎、筛分系统、回转窑、冷却筒、磁选分离系统、烟气处理系统组成，煤和铁矿石由回转窑加料端加入，铁矿石在窑内经干燥、预热、还原经冷却筒排出，进入磁选分离系统将>3mm成品送入成品仓，<3mm 磁性粉入‑料仓经压块机压块，烟气经烟气除尘系统除尘、回收热量后排入大气，隧道窑直接还原法是铁精粉与还原剂在圆筒形反应罐内进行还原．反应罐装在有燃烧室和小车可以从中通过的隧道窑内加热，反应罐冷却后出窑倒罐取出直接还原铁管，用机械刷清除管内外粘附的非金属物质的颗粒，反应罐在窑内总运行时间包括加热、还原、冷却共48h左右。 [0003] 但是，现有国內煤基直接还原，大都以铁矿粉+煤粉为主要还原剂入罐，通过隧道窑进行金属铁还原，此种方式还原时间长，还原段需要48‑72小时；生产不能连续进行，煤粉及还原剂入罐，必须是分批式进行，需要一定的装卸时间，不能流水式生产，机械化装卸，装卸速度有局限，而且投资大，占用空间多；现时以隧道窑进行一次还原后，要经过冷却、卸装、压粉，然后才进行二次还原，产品需要重新升温，不但生产效率低，也耗能；隧道窑设计不能密封，隧道內的空间与还原罐的体积（直接产能）比例大，导致耗能；用煤作为还原剂，碳排放量较大，容易对环境造成污染。发明内容 [0004] 本发明的目的在于：为了上述的问题，提供新型低碳竖立一体式二次还原铁炉。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，包括第一还原仓、第二还原仓和冷却保护仓，所述第一还原仓、所述第二还原仓和所述冷却保护仓呈圆柱型设计，所述第一还原仓位于所述第二还原仓的顶端，所述第二还原仓位于所述冷却保护仓的上方，所述第一还原仓的顶端安装有进料干燥仓，所述进料干燥仓的外壁开设有进料口，原材料经由气力提升机运至所述进料口处进入所述进料干燥仓内，所述进料干燥仓内以余热进行干燥，所述进料干燥仓的顶端设置有排烟安全阀门，所述进料干燥仓的底端通过螺旋阀门将预热原料送到所述第一还原仓内，所述第一还原仓内的氧化后的氧化铁球团，通过螺旋阀门输送到所述第二还原仓内。 [0006] 作为本发明再进一步的方案：所述第二还原仓内设置有螺旋式通道，球团通过螺旋阀门送进所述第二还原仓后，球团顺着通道往下旋转下滑，所述第二还原仓内设置有三个氢气喷嘴，分别布置在所述第二还原仓内上、中、下三个位置，喷嘴以螺旋通道相反的方向喷入氢气，所述第二还原仓的底端连接有三个中空的连接管，球团通过所述连接管掉进所述冷却保护仓内。 [0007] 作为本发明再进一步的方案：所述冷却保护仓的两侧分别连接有进气口和出气口，所述进气口用于低温氮气进入，所述出气口用于氮气排出，所述冷却保护仓的底端固定连接有用于对所述冷却保护仓进行支撑的支腿，所述冷却保护仓的下方设置有安装座，所述安装座上安装有输送带，所述输送带用于将还原物输送至磨粉、干磁选、磁选后便能达到铁/渣分流，所述冷却保护仓通过出料机构进行出料操作。 [0008] 作为本发明再进一步的方案：所述出料机构包括安装架，所述安装架固定连接于所述安装座的一侧外壁，所述冷却保护仓的底端设置有出料口，所述冷却保护仓的内腔底端开设有连接槽，所述连接槽与所述出料口相连通，所述安装架的外壁安装有电机，所述电机的输出端连接有转动轴，所述转动轴的一端与所述输送带的动力辊相连接，所述电机通过所述转动轴驱动所述输送带进行运转，所述转动轴的外壁固定连接有第一同步轮，所述第一同步轮的外壁连接有同步带，所述同步带远离所述第一同步轮的一端内壁连接有第二同步轮，所述第二同步轮的一端固定连接有往复丝杆，所述往复丝杆延伸进入所述冷却保护仓的内部，所述往复丝杆的外壁连接有隔板，所述隔板滑动连接于所述冷却保护仓的内部并贯穿于所述连接槽，所述冷却保护仓的内部开设有供所述隔板进行滑动的位移槽，所述隔板的外壁开设有通孔，所述连接槽和所述出料口之间通过遮挡机构进行打开和关闭操作。 [0009] 作为本发明再进一步的方案：所述遮挡机构包括挡板，所述挡板转动连接于所述冷却保护仓的内部并位于所述连接槽的底端，所述挡板的顶端固定连接有连接轴，所述挡板转动以所述连接轴为轴心进行转动，所述连接轴的顶端固定连接有第一锥齿轮，所述冷却保护仓的内部位于所述第一锥齿轮的外壁转动连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的一端固定连接有安装轴，所述安装轴的一端固定连接有直齿轮，所述冷却保护仓的内部位于所述直齿轮的外壁滑动连接有活动块，所述活动块的底端与所述冷却保护仓之间连接有复位弹簧，所述冷却保护仓的内部位于所述活动块的顶端滑动连接有挤压板，所述挤压板延伸进入所述位移槽的内腔。 [0010] 作为本发明再进一步的方案：所述第一同步轮和所述第二同步轮的外壁均设置有与所述同步带内壁相匹配的纹路，所述隔板的一端外壁开设有连接孔，所述连接孔的内壁设置有与所述往复丝杆相匹配的滚珠。 [0011] 作为本发明再进一步的方案：所述隔板的外壁与所述位移槽的内壁相贴合，所述隔板的截面形状呈方形。 [0012] 作为本发明再进一步的方案：所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮相啮合，所述活动块的外壁开设有齿槽，所述齿槽与所述直齿轮相啮合。 [0013] 作为本发明再进一步的方案：所述活动块的顶端设置有斜面，所述挤压板的外壁与所述斜面相接触。 [0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：还原时间短，氢气是最强和环保的还原剂，在还原过程中迅速与铁精粉产生化学作用，完成金属还原效果，一般还原时间在45‑60分鈡；氢气还原，排放是H20，是最环保的还原方案；一、二次还原一体式进行，省却重复升温降温的时间和能枆；新型炉安装基建简单，操作容易，投资少，炉容量可按实际需要调整，适合各大小矿场使用；通过设置出料机构和遮挡机构，通过输送带的动力带动冷却保护仓进行间歇出料操作，防止冷却保护仓的内腔通过出料口与外界直接接触，造成氮气的泄漏浪费。附图说明 [0015] 图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的安装架的安装示意图；图3为本发明的冷却保护仓的剖视图；图4为本发明的隔板的结构示意图；图5为本发明的隔板的安装示意图；图6为本发明的活动块的结构示意图；图7为本发明的图6中A处的放大图。 [0016] 图中：1、第一还原仓；2、第二还原仓；3、冷却保护仓；4、连接管；5、进料干燥仓；6、进料口；7、出料机构；701、安装架；702、电机；703、转动轴；704、第一同步轮；705、同步带；706、第二同步轮；707、往复丝杆；708、隔板；709、位移槽；710、通孔；711、出料口；712、连接槽；8、遮挡机构；801、挡板；802、连接轴；803、第一锥齿轮；804、第二锥齿轮；805、安装轴； 806、直齿轮；807、活动块；808、复位弹簧；809、挤压板；9、支腿；10、安装座；11、输送带；12、进气口；13、出气口。具体实施方式 [0017] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。 [0018] 请参阅图1‑图7，本发明实施例中，新型低碳竖立一体式二次还原铁炉，包括第一还原仓1、第二还原仓2和冷却保护仓3，第一还原仓1、第二还原仓2和冷却保护仓3呈圆柱型设计，第一还原仓1位于第二还原仓2的顶端，第二还原仓2位于冷却保护仓3的上方，第一还原仓1的顶端安装有进料干燥仓5，进料干燥仓5的外壁开设有进料口6，原材料经由气力提升机运至进料口6处进入进料干燥仓5内，进料干燥仓5的外层是钢板，进料干燥仓5内以余热进行干燥，温度控制在摄氏200‑400度，进料干燥仓5的顶端设置有排烟安全阀门，进料干燥仓5的底端通过螺旋阀门将预热原料送到第一还原仓1内，第一还原仓1外层也是钢板结构，内层防火砖及隔热棉.，以天然气烧咀配合鼓风加温至850度进行氧化60分，第一还原仓1内的氧化后的氧化铁球团，通过螺旋阀门输送到第二还原仓2内，第二还原仓2外层以钢材及内层以防火砖砌建，第二还原仓2内设置有螺旋式通道，球团通过螺旋阀门送进第二还原仓2后，球团顺着通道往下旋转下滑，第二还原仓2内设置有三个氢气喷嘴，分别布置在第二还原仓2内上、中、下三个位置，喷嘴以螺旋通道相反的方向喷入氢气，第二还原仓2的底端连接有三个中空的连接管4，球团通过连接管4掉进冷却保护仓3内，冷却保护仓3的两侧分别连接有进气口12和出气口13，进气口12用于低温氮气进入，出气口13用于氮气排出，冷却保护仓3的底端固定连接有用于对冷却保护仓3进行支撑的支腿9，冷却保护仓3的下方设置有安装座10，安装座10上安装有输送带11，输送带11用于将还原物输送至磨粉、干磁选、磁选后便能达到铁/渣分流，冷却保护仓3通过出料机构7进行出料操作。 [0019] 在本实施例中：原料加入催化剂，先在氧化区内进行氧化，把各种铁化合物，氧化成FeO或Fe2O3，进入还原区，二次还原区提供缺氧的还原条件，球团在区内经过三阶段的氢气作为还原剂迅速还原，（还原段时间约60分钟）确保还原率达98%以上；催化剂的成份和比例，可按不同铁精粉品位而调节，适合各种品位铁矿应用；氧化/还原结合，还原率高，适合综合处理低品位及复杂成份的铁矿石或各类含铁是高渣矿，如铜渣和赤泥等，符合国家的化废为宝，资源再用的环保概念；通过竖立炉设计，解決了传统隧道窑进料和出料的难题，提升了生产的自动化和连续性，还原区体积与炉体体积比例合理，节能和提升产能，固定还原区，減低罐的损耗机率，同时也减省了轮候裝卸的备用礶，减低投资成本；新型炉盖升降灵活，排气布置合理，不会出现一般竖立式炉的封结炉顶情况；各区炉体可以拆卸，容易保修。 [0020] 新型炉安装基建简单，操作容易，投资少，炉容量可按实际需要调整，适合各大小矿场使用。 [0021] 还原时间短，氢气是最强和环保的还原剂，在还原过程中迅速与铁精粉产生化学作用，完成金属还原效果，一般还原时间在45‑60分鈡；氢气还原，排放是H20，是最环保的还原方案；一、二次还原一体式进行，省却重复升温降温的时间和能枆；新型炉安装基建简单，操作容易，投资少，炉容量可按实际需要调整，适合各大小矿场使用。 [0022] 请着重参阅图2‑图5，出料机构7包括安装架701，安装架701固定连接于安装座10的一侧外壁，冷却保护仓3的底端设置有出料口711，冷却保护仓3的内腔底端开设有连接槽712，连接槽712与出料口711相连通，安装架701的外壁安装有电机702，电机702的输出端连接有转动轴703，转动轴703的一端与输送带11的动力辊相连接，电机702通过转动轴703驱动输送带11进行运转，转动轴703的外壁固定连接有第一同步轮704，第一同步轮704的外壁连接有同步带705，同步带705远离第一同步轮704的一端内壁连接有第二同步轮706，第二同步轮706的一端固定连接有往复丝杆707，往复丝杆707延伸进入冷却保护仓3的内部，往复丝杆707的外壁连接有隔板708，隔板708滑动连接于冷却保护仓3的内部并贯穿于连接槽 712，冷却保护仓3的内部开设有供隔板708进行滑动的位移槽709，隔板708的外壁开设有通孔710，连接槽712和出料口711之间通过遮挡机构8进行打开和关闭操作。 [0023] 在本实施例中：电机702运转带动转动轴703进行转动，转动轴703转动驱动输送带11进行运转，对还原物进行输送；同时转动轴703转动带动第一同步轮704进行的，第一同步轮704转动通过同步带 705带动第二同步轮706进行转动，第二同步轮706转动带动往复丝杆707进行转动，往复丝杆707转动带动隔板708在位移槽709内进行往复移动，隔板708移动带动通孔710进行移动，当通孔710移动进入连接槽712时，冷却保护仓3内的材料通过通孔710进入连接槽712内，当通孔710移动出连接槽712时，隔板708对连接槽712的顶部进行遮挡，防止冷却保护仓3内的材料进入连接槽712内。 [0024] 请着重参阅图5‑图7，遮挡机构8包括挡板801，挡板801转动连接于冷却保护仓3的内部并位于连接槽712的底端，挡板801的顶端固定连接有连接轴802，挡板801转动以连接轴802为轴心进行转动，连接轴802的顶端固定连接有第一锥齿轮803，冷却保护仓3的内部位于第一锥齿轮803的外壁转动连接有第二锥齿轮804，第二锥齿轮804的一端固定连接有安装轴805，安装轴805的一端固定连接有直齿轮806，冷却保护仓3的内部位于直齿轮806的外壁滑动连接有活动块807，活动块807的底端与冷却保护仓3之间连接有复位弹簧808，冷却保护仓3的内部位于活动块807的顶端滑动连接有挤压板809，挤压板809延伸进入位移槽709的内腔。 [0025] 在本实施例中：当隔板708在位移槽709内进行滑动时，隔板708的一端与挤压板809相接触，推动挤压板809进行移动，此时通孔710移动出连接槽712，对连接槽712的顶部进行关闭操作，挤压板809移动推动活动块807进行移动，对复位弹簧808造成挤压，活动块 807移动带动直齿轮806进行转动，直齿轮806转动带动安装轴805进行转动，安装轴805转动带动第二锥齿轮804进行转动，第二锥齿轮804转动带动第一锥齿轮803进行转动，第一锥齿轮803转动带动连接轴802进行转动，连接轴802转动带动挡板801进行转动，对812的底端进行打开操作，使得连接槽712内的材料通过出料口711落在输送带11上进行运输；当隔板708远离挤压板809移动并与挤压板809分离时，活动块807受复位弹簧808 弹力作用进行复位，进而带动挡板801进行复位，对连接槽712的底部进行关闭操作，此时通孔710进入连接槽712内，对连接槽712的顶部进行打开，使得冷却保护仓3内的物料落入连接槽712内，便于通过输送带11的动力带动冷却保护仓3进行间歇出料操作，防止冷却保护仓3的内腔通过出料口711与外界直接接触，造成氮气的泄漏浪费。 [0026] 请着重参阅图2‑图5，第一同步轮704和第二同步轮706的外壁均设置有与同步带705内壁相匹配的纹路，隔板708的一端外壁开设有连接孔，连接孔的内壁设置有与往复丝杆707相匹配的滚珠。 [0027] 在本实施例中：转动轴703转动带动第一同步轮704进行的，第一同步轮704转动通过同步带705带动第二同步轮706进行转动，第二同步轮706转动带动往复丝杆707进行转动。 [0028] 请着重参阅图2‑图5，隔板708的外壁与位移槽709的内壁相贴合，隔板708的截面形状呈方形。 [0029] 在本实施例中：第二同步轮706转动带动往复丝杆707进行转动，往复丝杆707转动带动隔板708在位移槽709内进行往复移动，隔板708移动带动通孔710进行移动。 [0030] 请着重参阅图5‑图7，第一锥齿轮803与第二锥齿轮804相啮合，活动块807的外壁开设有齿槽，齿槽与直齿轮806相啮合，活动块807的顶端设置有斜面，挤压板809的外壁与斜面相接触。 [0031] 在本实施例中：隔板708在位移槽709内进行滑动时，隔板708的一端与挤压板809相接触，推动挤压板809进行移动，此时通孔710移动出连接槽712，对连接槽712的顶部进行关闭操作，挤压板809移动推动活动块807进行移动，对复位弹簧808造成挤压，活动块807移动带动直齿轮806进行转动，直齿轮806转动带动安装轴805进行转动，安装轴805转动带动第二锥齿轮804进行转动，第二锥齿轮804转动带动第一锥齿轮803进行转动，第一锥齿轮803转动带动连接轴802进行转动，连接轴802转动带动挡板801进行转动。 [0032] 以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

意见反馈