微波炼铁熔炉制造技术

本发明专利技术涉及微波炼铁熔炉，其中反应器具有由基于氧化镁耐火材料构成的壳体，以及由氧化镁石墨混合耐火材料构成的底板设置在该壳体的底部上。石墨坩埚设置在反应器的底部，并且石墨坩埚和反应器通过氧化镁的圆柱体连接到一起。供应到反应器内的铁矿石粉、煤粉和其它这种原材料用由微波振荡器产生的微波辐射并加热。铁矿石被还原，并且最终的熔融生铁通过孔流出并流入到坩埚内，然后通过另一孔倾泻出到浇包内。因此可代替利用鼓风炉炼铁而高能效地制备熔融生铁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于从铁矿石获得生铁的炼铁熔炉，并且具体涉及微 波炼铁熔炉，其中通过微波将包含铁矿石和煤的原材料加热和熔融， 并且将铁矿石还原成碳以获得生铁。
技术介绍
在钢铁工业，通常通过鼓风炉炼铁获得熔融的生铁。具体的，由 铁矿石(其为氧化铁)、作为碳源(其为还原剂)的焦炭或类似物和 石灰石制成的球团装载到鼓风炉(熔炼炉)的顶部中，热空气(空气) 通过鼓风炉底部的鼓风口吹入，并且在鼓风炉中形成向上流动的热空 气。下落的球团通过热空气加热，并且铁矿石通过铁矿石和焦炭之间 的反应而被还原。将还原的铁熔融以获得熔融的生铁，熔融的生铁积 聚在鼓风炉的底部。在积聚一定量的生铁之后，将鼓风炉底部的生铁 通过鼓风炉底部中的出铁口取出，并且生铁流动通过浇道通道以积聚在浇包中(例如，kokai的公开号为11 -229007的日本专利申请)。但是，传统的鼓风炉炼铁具有如下问题，即还原和熔融铁矿石需 要在大约1600。 C下进行六个小时或更长的时间，上述不是能量有效 的。曰本kokai的公开号为6-116616的日本专利申请公开了通过利用 微波加热和还原氧化铁来制备铁粉的方法。在用于制备铁粉的该方法 中，将下述混合在一起，即被粉碎的铁矿石、轧屑以及另外的这种氧 化铁；作为碳源的微波高电容率材料，其主要成分是焦炭、炭、活性 炭、碳粉或其它形式的碳；以及碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠或另外的碳 酸盐。该混合物用微波辐射以在内部将碳源加热到超过卯0。 C的温 度，并且该混合物与由混合物中的碳酸盐高温分解产生的二氧化碳气 体反应以形成一 氧化碳气体。氧化铁由该 一氧化碳气体还原以产生铁 粉。但是，通过利用如kokai的公开号为6-116616的日本专利申请所 述的微波制备铁粉的方法是这样的一种方法，其中将铁矿石或另外的 氧化铁、焦炭或另外的碳源以及碳酸盐混合并由微波加热，碳酸盐在内部被加热到超过900。 C的温度，通过碳源和由混合物中的碳酸盐分 解产生的二氧化碳气体之间的反应产生 一 氧化碳气体，并且氧化铁由 该一氧化碳气体还原，但是铁矿石、焦炭等不熔融。因此，利用该方 法，只可能仅仅制备铁粉，而不能有效制备大量的熔融生铁。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种代替鼓风炉炼铁方法的能够高能效地制 备熔融生铁的微波炼铁熔炉。根据本专利技术的微波炼铁熔炉包括反应器，其具有由基于氧化镁耐 火材料构成的壳体；用于用微波辐射反应器内部的微波振荡器；用于 将包含铁矿石和碳源的原材料供应到反应器内部的原材料供应设备； 以及用于从反应器抽取熔融的铁的抽取部件。在该微波炼铁熔炉中，优选的是抽取部件为在反应器底部开放的 孔以及用于接收该孔流出的熔融生铁的由石墨制成的坩埚设置于反应 器之下。此外，优选的是在坩埚和反应器底表面之间设置由基于氧化镁耐 火材料制成的圆柱体，并且由反应器、圆柱体和坩埚封闭空间形成于 反应器之下。在该情况下，在坩埚底表面中形成喷嘴，并且从反应器 流出并流入到坩埚内的熔融生铁从喷嘴倾泻到在喷嘴之下设置的浇包 内。根据本专利技术， 一个目的是提供微波炼铁熔炉，其中微波可高效地 用于加热铁矿石和焦炭、煤或者另外的原材料，并且可以高能效生产 熔融的生铁。附图说明图l是示出根据本专利技术实施例的微波加热的连续炼铁熔炉的图。 具体实施例方式下面参照附图对本专利技术的实施例进行详细描述。图1是示出根据 本专利技术实施例的微波加热的连续炼铁熔炉的横断面视图。反应器1设 置在圆柱形的铁制熔炉2内。该反应器1配置成将由基于氧化镁耐火 材料制成的壳体12放置在铁板11之上，以及在壳体12的底表面上提 供由氧化镁-石墨混合耐火材料制成的底板13。由氧化铝纤维构成的 覆盖层14围绕壳体12的外表面设置以覆盖壳体12的侧表面和底表面， 此外在覆盖层14的外侧放置热绝缘板15。用于抽取熔融的铁的孔la形成在反应器1的底部中。铁制熔炉2底部的部分凹进，并且铁板形状的盖子18水平固定在 该凹进处中。石墨坩埚17放置在该盖子18上，并且坩埚17的垂直壁 的顶端由圆柱形的基于氧化镁耐火材料16连接到壳体12的底表面.在该坩埚17的底部设置用于抽取熔融的铁的孔lb，并且与该孔 lb的中心对齐的圆柱形石墨喷嘴19a固定到坩埚17的底表面，这样喷 嘴的轴线是垂直的。铁管20固定到盖子18的底表面，这样铁管20的 轴线是垂直的，并且铁管20与石墨喷嘴19a共轴。石墨喷嘴19a与铁 管20的顶部固定，并且由基于氧化镁耐火材料构成的圆柱形喷嘴19b 与铁管20的底部固定。因此，石墨喷嘴19a和由基于氧化镁耐火材料 构成的喷嘴19b支撑在铁管20上，并且如此设置，以致它们的轴线方 向垂直。熔炉2支撑在合适的支撑装置上，并且浇包4设置在喷嘴19b(其 设置在熔炉2的底部中)之下。在熔炉2的大致四个等间隔处形成四个圆柱形突起22,并且微波 振荡器3放置在每一突起22的端部处。每一微波振荡器3设有螺旋形 天线31，并且将微波振荡器3安装成天线的方向角稍微偏离，这样螺 旋形天线31的方向在横过熔炉2的中心彼此面对的微波振动器3中不 重合。铁制熔炉2顶部的部分凹进，并且铁板形状的盖子21设置在该凹 进处中。在该铁盖21中，设置水冷却铁管23, 24，这样它们的轴线方 向垂直，并且这样铁管23， 24经过盖子21。水冷却铁管23, 24的下 部经过壳体12、覆盖层14以及热绝缘板15的头部，并且上述铁管23， 24的下部与壳体内部相连通。水冷却管23的上部连接到旋风器27， 并且从反应器1内部释放的气体在旋风器27中净化之后，气体作为废 气释放到外部。储料器26连接到水冷却铁管24的上部，并且氮气入 口 25设置在储料器26和水冷却铁管24之间的连接器附近。包含铁矿 石粉、焦炭粉、石墨粉和煤粉或另外这种碳源的原材料粉存储在储料 器26中，并且将氮气从入口 25吹入铁管24内，由此氮气起到栽体的 作用，以将储料器26中的原材料粉供应到反应器1。下述是对如上所述的微波炼铁熔炉的作用进行的描述。为了连续 地制备生铁，原材料从储料器26通过水冷却铁管24连续装载到反应器1内。开启微波振荡器3，并且用经由天线31产生的微波辐射反射 器1的内部。微波辐射由反应器l的壳体12封闭的空间内部，并且从 储料器26供应的铁矿石粉、石墨粉、煤粉等吸收微波。这些粉末是自 热的，并且它们的温度升高。因此铁矿石粉、石墨粉、煤粉或其它这 种碳源反应，铁矿石被还原和熔融，并且熔融的生铁积聚在由氧化镁 石墨混合耐火材料构成的底板13上。该熔融的生铁通过孔la下落到 坩埚17上，并且进一步经过在坩埚17中设置的孔lb，然后通过喷嘴 19a， 19b以供应到浇包4。为了防止微波泄漏到熔炉外面。水冷却铁管23， 24必须充分地与 铁制熔炉2接触。由于铁管23， 24设置在反应器1的熔炉框架附近并 且暴露到1300到1500。 C的高温，铁管23， 24的远端必须进行水冷 却。当熔融的生铁抽取到反应器外面时，熔融的生铁积聚，并且熔融 的生铁本身起到天线的作用，并将微波泄漏到熔炉外面。因此，为了 防止该微波泄漏，熔融的生铁必须与熔炉框架(壳体12的内表面)充 分接触。考虑到上述，通过孔la流出的熔融生铁由与熔炉充分电接触 的石墨坩埚17接收。由于通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波炼铁熔炉，包括：　反应器，其具有由基于氧化镁耐火材料构成的壳体；　微波振荡器，用于用微波辐射反应器内部；　原材料供应设备，用于将包含铁矿石和碳源的原材料供应到所述反应器内部；以及　抽取部件，用于从所述反应器抽取熔融的铁。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：永田和宏，佐藤元泰，
申请(专利权)人：永田和宏，
类型：发明
国别省市：JP[日本]