一种还原竖炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种还原竖炉。所述还原竖炉顶部设有入料口，底部从上到下依次设有还原气入口和出料口，其特征在于，所述还原竖炉内部设有螺旋输送元件，所述螺旋输送元件由所述还原竖炉底部的液压或电动驱动装置驱动旋转，其旋转轴位于竖直方向，所述螺旋输送元件的入口连通所述入料口，所述螺旋输送元件的出口连通所述出料口；所述还原竖炉底部外侧设有螺旋排料机，所述螺旋排料机的入口连接所述出料口。本实用新型专利技术提高了还原气化学能及热能的利用率，减小了竖炉中下部炉料荷重，可以还原低强度球团矿，并且可以防止炉内悬料的情况发生。

A reduction shaft furnace

The utility model relates to a shaft furnace for reduction. The furnace top is provided with a material inlet, the bottom from top to bottom is provided with a reducing gas entrance and outlet, which is characterized in that the furnace with internal spiral conveying element, the spiral conveying element by the reduction shaft at the bottom of the hydraulic or electric drive device rotation, the rotation axis is located the vertical direction, the entrance of the screw conveying elements communicated with the feed inlet, the spiral conveying element outlet communicated with the discharge port; the reduction shaft outside of the bottom is provided with a spiral discharging machine, entrance of the spiral discharging machine is connected with the outlet. The utility model improves the utilization of gas chemical energy and heat rate, reduce the burden in the lower part of furnace load, can restore the low strength of pellets, and can prevent the occurrence of suspended material in the furnace.

【技术实现步骤摘要】
一种还原竖炉
本技术总的涉及一种冶金设备
，具体涉及一种还原竖炉。
技术介绍
我国是钢铁生产大国，2015年我国大陆粗钢产量为8.04亿吨，占全球总产量的49.5％。但是我国的钢铁产业结构不合理，铁钢比高、电炉钢比例小，部分特殊的钢材品种还需进口，炼钢工艺以高炉炼铁-转炉炼钢的长流程为主，能源资源消耗大、生产成本高，经济效益差，已经越来越不适应行业的发展，钢铁设备陆续地遭到淘汰。当前直接还原铁技术在冶炼行业中得到了较快的发展，获得了较普遍的应用，目前直接还原铁技术所使用的冶炼炉为隧道窑、转底炉等。但隧道窑、转底炉由于结构上的缺陷，在使用过程中也存在一些问题，即：单条生产线产量小、生产率低、污染严重和直接还原铁品位低等。气基竖炉直接还原技术作为主要的非高炉炼铁技术在国外已得到成熟应用，具有能耗低，无需高炉炼铁涉及到的烧结、焦化两个高耗能、高污染工序，具有流程短、节能减排效果明显优势，是改善钢铁产品结构，提高钢铁产品质量，实现清洁冶炼的重要生产技术。气基竖炉主要有Midrex和HYL工艺，主要采用天然气重整方法制取还原气，进而还原铁矿石。两种工艺竖炉都属于对流式移动床，分为预热段、还原段和冷却段三个部分。矿石装入竖炉内在下降过程中先被预热，随后进入还原段，铁矿石还原反应进行，形成海绵铁后进入冷却段。海绵铁进入冷却段在冷却气流中冷却至接近环境温度后，通过炉底串罐进行出料，排出炉外。在原料上，两种工艺要求球团强度高于2000N/个才可以入炉。现有气基竖炉还原铁矿石，以烘干后的生球为原料，入炉先预热，预热后进入还原段还原，还原温度为1200℃左右。该工艺除了对球团强度要求较高，不适用于低强度球团，而且要求还原温度较高，需要热风管道提供大量热能，使球团达到要求的还原温度。在高温还原条件下，因上部料柱压力作用，下部还原成的海绵铁球团更容易产生荷重软化和粘结现象，造成炉内透气性变差，出料困难。炉内温度高、料速低及原料性能等都会影响到竖炉的悬料发生，造成悬料成为国内还原竖炉生产中普遍存在的现象。此外，现有技术还原气对流换热及还原反应效率低，还原气耗气量大。因此，为了减小竖炉中下部炉料荷重，提高还原气化学能及热能的利用率，并且防止炉内悬料的情况发生，使得还原竖炉能还原低强度球团矿，有必要开发一种新的还原竖炉技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种还原竖炉，主要解决现有技术竖炉中下部炉料荷重大，还原气化学能及热能的利用率低，炉内容易造成悬料的现象，及还原竖炉不能还原低强度球团矿的问题。本技术提供了一种还原竖炉，所述还原竖炉顶部设有入料口，底部从上到下依次设有还原气入口和出料口，所述还原竖炉内部设有螺旋输送元件，所述螺旋输送元件由所述还原竖炉底部的液压或电动驱动装置驱动旋转，其旋转轴位于竖直方向，所述螺旋输送元件的入口连通所述入料口，所述螺旋输送元件的出口连通所述出料口；所述还原竖炉底部外侧设有螺旋排料机，所述螺旋排料机的入口连接所述出料口。上述的还原竖炉，所述螺旋输送元件的旋转轴优选设计为与所述还原竖炉的中心线重合，所述旋转轴顺时针或逆时针方向旋转。进一步的，上述的还原竖炉中所述螺旋输送元件设有水冷保护装置。优选的，上述还原竖炉中所述螺旋排料机为环绕所述还原竖炉呈放射状分布的多个。上述的还原竖炉，所述螺旋排料机的旋转轴水平设置。进一步的，所述螺旋排料机的螺旋为变径螺旋，从所述螺旋排料机的入口到出口螺旋直径依次从小到大变换。进一步的，上述的还原竖炉，所述还原竖炉的上端设有上料罐，所述上料罐与所述入料口之间为串罐密封连接。本技术通过在竖炉内设置螺旋下料通道，炉料在螺旋面上旋转运动至竖炉下部，在此过程中与高温还原气进行换热及还原反应。与普通竖炉相比，本技术延长了炉料在下降过程中的运动路径，使得其与还原气对流换热及还原反应进行的时间增加，有利于提高还原气化学能及热能的利用率。同时，螺旋面对炉料具有一定支撑作用，减小了竖炉中下部炉料荷重，因此可以还原低强度球团矿，并且可以防止炉内悬料的情况发生。附图说明图1为本技术实施例的还原竖炉结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。本技术则从还原气利用及球团强度要求出发，设计一种可以提高还原气CO、H2及热量利用及适应低强度球团还原的竖炉结构。本技术所述的还原竖炉主要通过在炉内设置螺旋下料通道，来实现上述的专利技术目的。螺旋下料的轴位于竖炉中心垂直方向，固定于竖炉底部，由位于竖炉底部的电动或液压装置进行驱动。本技术涉及到的还原竖炉主要通过如下设计方案实现。还原竖炉顶部设有入料口，底部从上到下依次设有还原气入口和出料口。还原竖炉的上端装料采用串罐上料方式，还原竖炉在炉体上端设有装料上料罐实现物料装载，并密封炉顶煤气，保证炉顶压力。在竖炉内部，设计垂直方向旋转的螺旋下料装置，该装置为螺旋输送元件，其螺旋面导程可根据实际炉型情况进行调节。螺旋输送元件的入口连通所述入料口，螺旋输送元件的出口连通所述出料口。螺旋输送元件的旋转轴优选处于竖炉内中心位置，在底部设有液压或电动驱动装置可使旋转轴进行顺时针或逆时针方向的旋转。螺旋输送元件可采用水冷进行保护。冷态炉料由炉顶上料罐加入炉内后沿炉内垂直安装的螺旋面通道向下运动，在此过程中完成与热还原气的换热和还原反应。海绵铁排出装置设置在竖炉底部与还原气入口之间，螺旋排料机的入口连接所述出料口，优选呈对称放射状分布，保证排出装置的区域要有足够大的排出面积。本技术具体实施可设置为六台螺旋排料机。螺旋排料机的旋转轴水平安装，设计为变螺旋直径的螺旋面，从螺旋排料机入口到出口直径依次变大，以减小两个螺旋排料机之间的“炉料死区”，使得径向分布海绵铁均匀排出。此种设计方案使得竖炉内中下部的海绵铁排料更顺畅，进一步防止了悬料的现象发生。本技术涉及的还原竖炉通过增加螺旋下料装置，因其高强度的螺旋面对炉料具有一定支撑作用，减小了竖炉中下部炉料受到上部炉料的荷重，可避免受挤压而导致的破裂发生，因此可以还原低强度球团矿。再有，通过在炉内增加螺旋下料装置，与相同高度的竖炉相比，本技术涉及竖炉的炉料在炉内运动路径更长，还原气的还原路径亦如此。因而相当于在不改变竖炉高度的情况下延长了炉料与还原气运动路径，增加了还原及传热进行时间，能够使得其与还原气对流换热及还原反应进行时间增加，有利于提高还原气化学能及热能的利用率，降低还原气耗气量。炉内温度高、料速低及原料性能等都会影响到竖炉的悬料发生，本技术的螺旋下料装置，在液压或电动驱动下，不停的缓慢旋转，螺旋面的转动可驱使炉料不停的向下运动，可完全避免普通竖炉出现的悬料失常现象。实施例图1为本技术还原竖炉的结构示意图。本技术所述的还原竖炉在炉体上端设有装料上料罐1，在炉体外环设有还原气管道4，出风口与炉内腔相连通，炉体的底端设有螺旋排料机5。炉体上端的上料罐为串罐密封式的，这样既能实现物料的装载，又能密封炉顶煤气，保证了炉顶的压力。炉体下端设置为六个螺旋排料机。在竖炉内部中心位置，设计垂直方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原竖炉，所述还原竖炉顶部设有入料口，底部从上到下依次设有还原气入口和出料口，其特征在于，所述还原竖炉内部设有螺旋输送元件，所述螺旋输送元件由所述还原竖炉底部的液压或电动驱动装置驱动旋转，其旋转轴位于竖直方向，所述螺旋输送元件的入口连通所述入料口，所述螺旋输送元件的出口连通所述出料口；所述还原竖炉底部外侧设有螺旋排料机，所述螺旋排料机的入口连接所述出料口。

【技术特征摘要】
1.一种还原竖炉，所述还原竖炉顶部设有入料口，底部从上到下依次设有还原气入口和出料口，其特征在于，所述还原竖炉内部设有螺旋输送元件，所述螺旋输送元件由所述还原竖炉底部的液压或电动驱动装置驱动旋转，其旋转轴位于竖直方向，所述螺旋输送元件的入口连通所述入料口，所述螺旋输送元件的出口连通所述出料口；所述还原竖炉底部外侧设有螺旋排料机，所述螺旋排料机的入口连接所述出料口。2.根据权利要求1所述的还原竖炉，其特征在于，所述螺旋输送元件的旋转轴与所述还原竖炉的中心线重合，所述旋转轴顺时针或逆时针方向旋转。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：员晓，范志辉，刘亮，曹志成，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32