熔融还原反应炉及熔融冶炼金属的方法技术

本发明专利技术涉及熔融还原反应炉及熔融冶炼金属的方法，熔融还原反应炉包括内外加热立式通道还原炉、卧式斜坡炉、电动调速给料器，在内外加热立式通道还原炉的每个反应炉管的出料口处安装一电动调速给料器，电动调速给料器的出料口拉入卧式斜坡炉的反应腔中，卧式斜坡炉的底部设有底吹系统，卧式斜坡炉的进料一侧设有喷吹口，卧式斜坡炉的另一侧设有出料口、排渣口和排气口。利用本发明专利技术来进行熔融冶炼金属都具有节能环保、无污染、机械化程度高、工艺操作简单、设备投资少、产品成本低质量高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含铁及金属氧化物熔融还原反应炉及熔融冶炼金属的 方法。
技术介绍
目前，国家经贸委『2002』247号文件"用高新技术和先进适用技术 改造提升传统产业的实施意见"中提出，钢铁行业研究开发关键技术和 工艺改造"R升传统产业的重点包括，推广应用烧结、干熄焦、高炉长寿、 煤基直接还原、熔融还原等共性关键技术。国家发改委2005年40号令 已将直接还原和熔融还原技术列入《产业结构调整目录(2005年本)》。熔融还原炼铁技术是上世纪发展起来的现代钢铁工业的先进技术， 是指非高炉炼铁方法中那些冶炼液态热铁水的工艺过程，是高炉炼铁的一项根本性的变革。其技术思想是希望发展无需铁矿石造块又不使用昂 贵冶金焦炭，既能生产高质量铁水又无环境污染的理想冶金工艺。熔融还原在发展初期遭遇了挫折，但今天， 一些熔融还原工艺似乎已 经解决了开发中的重要问题一一这些工艺是COREX分别在3个地方生产， 第4套已经在中国上海宝钢钢铁集团公司建造；Hismelt在澳大利亚力拓 ^^司80万吨/年示范项目已才殳入生产；Fastmelt的该工艺的第一部分 astmet已经有Finex于2006年底在POSCO/>司开始工业生产和ltmk3神 户钢4失/>司通过其子/>司Midrex于2006年底对该工艺实现工业化。这些 工艺大多是两步法，即先还原后再熔分。ROMELT和AUSMELT是处在工业化 边缘的一步法熔融还原工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对我国能源和资源实际情况，结合我公司原有专 利200620095509. x "内外加热立式通道还原炉"和200610018495. 6 "海 绵铁生产方法"，而开发的一种节能、环保新型的熔融还原反应炉及熔融 冶炼金属的方法。以含铁氧化物为原料，以非焦煤作为还原剂和熔化能 源，首先在"内外加热立式通道还原炉——LR还原炉"内进行预还原， 预还原完成后再进入卧式斜坡炉中进行终还原，使渣铁分离得到优质铁 水。本专利技术的技术为熔融还原反应炉，包括内外加热立式通道还原炉、 卧式斜坡炉、电动调速给料器，其特征在于在内外加热立式通道还原炉的每个反应炉管的出料口处安装一电动调速给料器，电动调速给料器 的出料口排入卧式斜坡炉的反应腔中，卧式斜坡炉的底部设有底吹系统， 卧式斜坡炉的进料一侧设有喷吹口 ，卧式斜坡炉的另一侧设有出料口 、 排渣口和排气口。利用熔融还原反应炉进行熔融冶炼金属的方法，按以下步骤进行(1)、 将块矿或含金属氧化物球团与还原剂煤和脱硫剂，三者按1: 0.5-0.8: 0.01-0.015比例混合后，加入内外加热立式通道还原炉的炉顶布料系统 中，通过布料系统将原辅料均匀的装入内外加热立式通道还原炉的反应炉 管中，内外加热立式通道还原炉分为预热带和加热还原反应带，预热带的 温度为800 - 900°C，加热还原带的温度为1100 - 120(TC，内外加热立式通 道还原炉产生的烟气经热交换器进入二级除尘器再由抽风机排入烟囱，鼓 风机鼓入的冷空气通过热交换器进入内外加热立式通道还原炉；(2)经过内 外加热立式通道还原炉预还原后的块矿或球团和剩余的还原剂、脱硫剂一 起通过电动调速给料机的控制进入卧式斜坡炉反应腔中，天燃气或煤粉随 富氧空气和经热交换器的空气一起从喷吹口喷入卧式斜坡炉内，卧式斜坡 炉反应腔内反应温度为1500°C ~ 1600°C，经过预还原的炉料和喷入的天燃 气/煤粉发生剧烈的熔融还原反应，产生的高温烟气从排气口排出并通过一 级除尘器净化后进入内外加热立式通道还原炉，内外加热立式通道还原炉 下部的加热烧嘴向燃烧室16补充煤气，确保内外加热立式通道还原炉还原 温度，卧式斜坡炉底部的底吹系统7,直接向卧式斜坡炉内通入02或惰性 气体进行底吹搅拌，熔化的金属经出料口连续或间断排出到钢包中，炉渣 通过排渣口定期排渣。本专利技术主要特点如下l.预还原炉采用竖炉与隧道窑结合的LR还原 炉，竖炉的物料运行方式和隧道窑隔焰加热的通道方式。2.采用卧式斜坡 炉作为熔融还原反应容器。3.利用卧式斜坡炉产生的高温烟气与外补充煤 气辅助加热共同为预还原炉提供热源，有效的利用余热，节能环保。4.利 用预还原炉剩余的还原剂和经预热的富氧空气以及煤粉/天燃气供卧式斜 坡炉加热和还原使用，实现了煤的综合利用，并且减少粉尘，更加环保。 5.在LR还原炉出料口安装电动调速给料器，可以准确控制LR还原炉还原 速度和下料速度，对不同品位铁氧化物可以最佳工艺控制。6.卧式斜坡炉 底部设有底吹系统，可以直接对熔池吹入氧气或氮气等惰性气体进行底吹 搅拌，加快反应腔内反应，并可实现铁水精炼。7.本专利技术除适用于铁氧化 物外，也适用于多种金属氧化物如Cr、 Ni、 Mn、 Cu等的熔融还原。利用本专利技术来进行熔融炼铁或熔融冶炼别的金属都具有节能环保、无污染、机械化程度高、工艺操作简单、设备投资少、产品成本低质量高等 优点，是一种新型的熔融还原工艺使用的设备。附图说明图1为本专利技术的熔融炼铁工艺流程示意图。1-布料系统，2-内外加热立式通道还原炉——LR还原炉，3-高 温烟气，4-加热烧嘴，5-电动调速给料器，6-卧式斜坡炉，7-底吹 系统，8-排渣口， 9-出料口 ， 10-—级除尘器，11-热交换器，12 -鼓风机，13-二级除尘器，14-抽风机，15-烟囱16-燃烧室，17-反应炉管，18-钢包，19-富氧空气，20-天燃气/煤粉，21-氧气/氮 气/惰性气体。具体实施例方式结合附图对本专利技术作进一步的描述。熔融还原反应炉，包括内外加热立式通道还原炉2、卧式斜坡炉6、 电动调速给料器5,在内外加热立式通道还原炉2的每个反应炉管17的 出料口处安装一电动调速给料器5，电动调速给料器5的出料口拉入卧式 斜坡炉6的反应腔中，卧式斜坡炉6的底部设有底吹系统7，卧式斜坡炉 6的进料一侧设有喷吹口，卧式斜坡炉的另一侧设有出料口 9、排渣口 8 和排气口。以含铁氧化物为原料，以非焦煤作为还原剂和熔化能源，首先在"内 外加热立式通道还原炉——LR还原炉"内进行预还原，预还原完成后再 进入卧式斜坡炉中进行终还原，使渣铁分离得到优质铁水。工艺过程如下首先将含铁氧化物球团与还原剂煤和脱硫剂，按1: 0.5: 0. Ol比例 混合后，加入内外加热立式通道还原炉的炉顶布料系统1中，通过布料系 统l将原辅料均匀的装入反应炉管17中，利用重力原理，使炉料向下运行， "内外加热立式通道还原炉，，出料口处装有电动调速给料器5，它可以控 制内外加热立式通道还原炉的还原速度和下泮牛速度。内外加热立式通道还 原炉分为预热带和加热还原反应带，预热带的温度为800 - 90(TC,加热还 原带的温度为1100 - 120(TC,内外加热立式通道还原炉产生的烟气经过热 交换器11进入二级除尘器13，利用抽风机14排入烟囱15;鼓风机12鼓 入冷空气通过热交换器11使内外加热立式通道还原炉烟气余热得到综合 利用，从而节约能耗。经过内外加热立式通道还原炉预还原后的球团和剩余的还原剂、脱石克剂一起通过电动调速给料机5的控制进入卧式斜坡炉6反应腔中，电动调 速给料机5可以精确控制内外加热立式通道还原炉的还原速度和下料速 度，可以对不同品位的原料进行控本文档来自技高网...

【技术保护点】
熔融还原反应炉，包括内外加热立式通道还原炉、卧式斜坡炉、电动调速给料器，其特征在于：在内外加热立式通道还原炉的每个反应炉管的出料口处安装一电动调速给料器，电动调速给料器的出料口排入卧式斜坡炉的反应腔中，卧式斜坡炉的底部设有底吹系统，卧式斜坡炉的进料一侧设有喷吹口，卧式斜坡炉的另一侧设有出料口、排渣口和排气口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李森蓉，李雄，
申请(专利权)人：武汉桂坤科技有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]