串联闪速炉制造技术

一种串联闪速炉，包括上反应体(5)和下反应体(1)及连接两者的连接通道(7)，所述上反应体(5)位于所述下反应体(1)的上部，形成串联式结构，所述下反应体(1)下部设有至少一个熔池(2)；所述闪速炉还包括用于排出烟气的上升烟道(3)，所述上升烟道(3)通过所述熔池(2)与所述下反应体(1)相连通，各所述熔池(2)上均设有排渣口。本实用新型专利技术所述的串联闪速炉通过上反应体为下反应体提供热量和还原气氛，实现金属氧化矿的矿粉在下反应体快速的还原熔炼。

The series of flash furnace

A series of flash, including the response body (5) and (1) response and connecting the connection between the two channels (7), the reaction on the body (5) is located in response to the lower body (1) of the upper part of the formation of a tandem type structure, the lower body reaction (1) is arranged on the lower part of at least one molten pool (2); the flash is also included in the rising flue exhaust flue gas (3), the rising flue (3) through the reaction of molten pool (2) and the lower body (1) is communicated with the molten pool (2) is provided with a discharging port. The utility model of the tandem reaction for flash through the body reaction. With heat and reducing atmosphere, to achieve rapid response reduction smelting body of metal oxide ore in ore.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于冶金领域，尤其是涉及一种串联闪速炉。
技术介绍
闪速冶金从专利技术到现在，只用于金属硫化矿的冶炼，主要原因是现有的闪速炉只拥有一个反应空间，且为微负压环境，在该空间内可进行气固或气液间的氧化反应或弱还原反应，但无法制造强还原气氛进行快速有效的还原反应，例如，利用闪速炉微负压的单反应空间无法制造出有效还原气(CO+H2)体积比超过73％的还原气体，因而无法保证金属氧化物在悬浮态下基本完成还原。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种串联闪速炉，以解决现有闪速炉空间直接制造还原气体效率低、有效成分浓度低，而从外部引入还原气体成本高、危险大等问题。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种串联闪速炉，包括上反应体5、下反应体1及连通两者的连接通道7，所述上反应体5位于所述下反应体1的上部，形成串联式结构，所述下反应体1下部设有至少一个熔池2；所述闪速炉还包括用于排出烟气的上升烟道3，所述上升烟道3通过所述熔池2与所述下反应体1相连通，各所述熔池2上均设有排渣口。通过向上反应体5喷入含氧气体(空气，氧气－空气混合物或者工艺氧)及气化剂如：煤粉、水煤浆、水蒸气、天然气、燃油、甲烷，为闪速炉下反应体1制造还原气体(CO+H2)，同时为下反应体1提供热量。上反应体5内的气压可以大于或等于下反应体1的压强，优选高压条件，通过构建一个独立的高温高压气化空间，使气化剂能够很好的气化，从而提高有效还原气(CO+H2)的浓度。上反应体5的压强可以通过调节连接通道7的内宽及单位时间喷入含氧气体及气化剂的量来进行控制。本技术所述的串联闪速炉结构紧凑，可直接通过上反应体5向下反应体1提供冶炼所需要的热量和还原气氛，相对于目前现有的一些将尾气重整后再返回作为冶炼气体的冶炼工艺，避免了高温气体在长距离输运过程中的热量损失及对传输管道的损耗(1000℃以上的高温尾气的输送对管道材料的要求较高，管道成本高、寿命短)；同时，由于不需要附属设备(如尾气裂化转化设备、气体加压输送设备等)，大大降低了一次性投资，也使整套设备的故障率大大的降低，从而降低了设备成本与维修成本；此外，本技术所述上反应体5造气原理简单，使用气化剂(如煤粉)和氧气进行简单的化学反应即可实现，而不需要通过其他复杂昂贵的方式(如等离子电离等)实现造气或气体转化，大大降低了生产和使用成本。所述上反应体5位于下反应体1的上部，且通过不大于2m的连接通道7直接串接，使上反应体5生产的还原气流可以从下反应体1最顶部进入，进而使从连接通道7加入的矿粉和还原气氛有更长的接触时间，提高待冶炼金属氧化物的还原率。进一步的，所述连接通道7的内宽不大于下反应体1内径的2/3，同时长度不大于2m。连接通道7的内宽可调，通过控制连接通道7的内宽，可以控制上反应体5内部的压强，进而影响造气效率，同时，也可改变上反应体5向下反应体1内输送气流的速度。接通道7的长度不大于2m，以免过长影响上反应体5向下反应体1传递热量的效率。进一步的，所述连接通道7上设有给料装置。待冶炼的矿粉通过设置在连接通道7上的给料装置加入闪速炉内，可以使矿粉和还原气体在进入下反应体1前即开始提前接触并充分混合，变相延长了待冶炼矿粉在下反应体1的冶炼时间，提高了矿粉中待冶炼金属氧化物的还原率。所述给料装置为喷嘴、喷枪、密封加料口中的一种或多种；或者为喷嘴、喷枪、密封加料口中的一种或多种与烧嘴的组合。通过设置喷嘴或喷枪或密封加料口向闪速炉加入冶炼所必需的原料、燃料和辅助材料；必要时，可通过烧嘴为下反应体1内补充热量。当然，根据实际需要，给料装置也可设置在下反应体1顶部，或设置于下反应体1侧壁上。进一步的，所述上反应体5上设有向上反应体5内喷吹含氧气体及气化剂的喷枪或喷管。喷枪或喷管设置于上反应体5上，并穿透上反应体5内壁，伸入上反应体5内。喷枪或喷管可为单通道或多通道，可只喷吹一种原料，多通道喷枪或喷管可同时喷吹多种原料。喷枪或喷管向上反应体5内喷入含氧气体及气化剂如：煤粉、水煤浆、水蒸气、天然气、燃油、甲烷、乙炔中一种或多种的组合，用来产生还原性气体并为下反应体1提供热量。优选的，气化剂为煤粉，煤气化技术比较成熟，同时煤也是目前国内最经济的造气原料。进一步的，所述熔池2内盛纳熔体的空间上部设有熔融炉料下落时通过的焦滤层空间。所述熔池2熔体上部形成有熔融炉料下落时通过的焦滤层6，一种实现方式是通过设置在连接通道7或下反应体1顶部的加料装置把焦炭加入下反应体1，焦炭粒径范围为1-11mm，在下反应体1内迅速被加热，加热后的焦炭颗粒落到熔池2熔体表面形成一层多孔的碳物料－焦滤层6；如果焦炭的粒度小于1mm，焦炭在高温下损耗较快，但粒度超过11mm又会使焦炭的中心不能够被加热到足够的温度，且粒度过大会使焦炭颗粒间的间隙变大，这会导致通过焦滤层6的金属氧化物熔体回收率的损失。焦滤层6也可通过加入适合炼焦的粉煤的方式实现，粉煤在高温下烧掉其中的挥发分后，即可形成焦炭颗粒。进一步的，所述焦滤层6空间高50-250mm。焦滤层空间高50-250mm，优选为100-200mm，焦滤层6过厚会造成焦炭浪费、能耗升高，过薄又起不到所需要的还原效果。根据待冶炼金属氧化物被碳还原的难易程度，可适当调节焦滤层的厚度，调节的方法是调节向下反应体1内加入焦炭或适合炼焦的粉煤的速度。进一步的，各所述熔池2均设有向所述熔池2内喷入燃料和含氧气体的侧吹布置。通过侧吹向熔池喷入燃料和气体，为熔池提供热量，使熔池维持在一定的高温段。所述燃料为重油、天然气、液化石油气、煤、焦丁、碳氢化合物中的一种；所述含氧气体为空气、氧气－空气混合物或者工艺氧。进一步的，所述侧吹布置所在位置与所述熔池中熔渣层中下部对应。侧吹设置在熔渣层中下部，可以使熔渣形成对流或翻滚，方便上下层间的热量和物质交换，从而减小熔体的粘度，提高待冶炼金属的回收率。进一步的，所述侧吹布置包括对称设置在所述熔池2相对侧壁上的侧吹孔及设置在侧吹孔内的侧吹喷管4。进一步的，所述熔池2的数目为1-4个。闪速炉中1-4个熔池2的设置能够满足不同冶炼产量需求。本技术还提供一种利用上述串联闪速炉进行冶炼的方法。本技术还保护利用上述闪速炉在冶炼中的应用。相对于现有技术，本技术所述的串联闪速炉具有以下优势：本技术所述的串联闪速炉能够在上反应体5中制造高温高压高浓度的还原气体，为下反应体1提供冶炼所需要的还原气氛和热量，相对于直接在现有闪速炉下反应体1内进行煤气化，一方面造气的质量更高，可为熔炼过程提供更高浓度的有效还原气，从而使矿粉在下反应体1的还原速度更快，同时也使某些在空间需要高浓度还原气氛才能实现还原的金属氧化物采用闪速炉进行冶炼成为可能；另一方面造气的效率更高，不需要让下反应体1再另行承担造气的任务，矿粉一进入闪速炉内即可与还原气体充分接触并发生反应，变相的延长了矿粉在闪速炉空间的冶炼时间，从而提高了待冶炼金属的还原率，降低了能耗，提高了经济效益。本技术所述的串联闪速炉通过一个不大于2m的连接通道串接上反应体和下反应体，使上反应体制造的还原气氛和热量能有效快速的供给下反应体，相对于现有冶金行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联闪速炉，其特征在于：包括上反应体(5)、下反应体(1)及连通两者的连接通道(7)，所述上反应体(5)位于所述下反应体(1)的上部，形成串联式结构，所述下反应体(1)下部设有至少一个熔池(2)；所述闪速炉还包括用于排出烟气的上升烟道(3)，所述上升烟道(3)通过所述熔池(2)与所述下反应体(1)相连通，各所述熔池(2)上均设有排渣口。

【技术特征摘要】
1.一种串联闪速炉，其特征在于：包括上反应体(5)、下反应体(1)及连通两者的连接通道(7)，所述上反应体(5)位于所述下反应体(1)的上部，形成串联式结构，所述下反应体(1)下部设有至少一个熔池(2)；所述闪速炉还包括用于排出烟气的上升烟道(3)，所述上升烟道(3)通过所述熔池(2)与所述下反应体(1)相连通，各所述熔池(2)上均设有排渣口。2.根据权利要求1所述的串联闪速炉，其特征在于：所述连接通道(7)的内宽不大于下反应体(1)内径的2/3，长度不大于2m。3.根据权利要求1-2任一项所述的串联闪速炉，其特征在于：所述连接通道(7)上设有给料装置。4.根据权利要求3所述的串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：李效东，邱江波，夏明，黄小兵，
申请(专利权)人：天津闪速炼铁技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12