冷固含碳球团海绵铁生产装置制造方法及图纸

冷固含碳球团海绵铁生产装置，主要是由１２个固定床还原炉（图２）（图１、Ｈ１～Ｈ１２）、保温煤气管道（图１－１、２、４、５、６、１１、１２、１３、１４）、驱动风机（图１－１０）、煤气净化装置（图１－７）、煤气干燥器（图１－８、９）、进、排料摆度车轨道（图１－１７、２１）、炉下纵向轨道（图１－１８）、通往成品库轨道（图１－２２）、空车轨道（图１－２３）、供料轨道（图１－３）、摆度车（图１－１５、１９）、运料车（图１－１６、２０）等设置构成；其特征是在固定床还原炉（图２）的顶部设有燃烧室（图２－２），装入炉堂（图２－８）当中的组合反应罐（图２－４）的中心通气管（图２－５）其顶端与燃烧室（图２－２）的底部通气孔接通；组合反应罐（图２－４）的入炉和卸出是由滑轮（图２－２６、２７、２８、２９、３０）、托盘（图２－２５）、卷扬机（图２－３３）、升降轨道（图２－３５）、升降轨道轮（图２－３１、３２）所构成的升降装置，连同封口大法兰（图２－２３）和封头（图２－２４）共同一次性从运料车（图２－３８）整体提起入炉，并通过封口大法兰（图２－２３）封口；组合反应罐（图２－４）的出炉是采用与上述相反的工序将还原冷却后的反应罐整体卸出，并放到运料车上运往成品库；由高温煤气输入管道（图２－１）输入的高温煤气进入首个固定床还原炉，完成加温还原后，由连通管（图２－１２）输出，并连续通过５个相同的固定床还原炉，对炉内球团逐步加热；当煤气温度降低到１１０℃～１５０℃左右，进入煤气净化装置（图１－７）和煤气干燥装置（图１－８、９），经净化干燥后作为球团冷却气体利用；当部分还原炉完成高温还原工序后，由冷煤气输入总管（图１－１１）通过冷却煤气输入管（图２－１３）输入低温煤气对炉内的高温球团进行冷却，并连续通过多个待冷还原炉，对其内部球团逐级冷却，冷却煤气在冷却球团的同是也回收了其中热量，由循环煤气返回总管（图１－１４）返回煤气供应装置，再次加温……从而实现煤气由高温到低温又由低温到高温的生产系统循环。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所属冶金领域，是利用冷固含碳球团进行海绵铁生产的一种专用装置。目前世界上大都采用天然气裂解法制造还原气体，并配备还原炉的海绵铁生产方法，但对于缺少天然气资源的地区不能适用；以煤为还原剂的回转窖海绵铁生产方法虽然解决了天然气短缺的问题，但仍存在设备投资大、还原时间长及能耗高的缺点；0112222.1的专利申请利用高温煤气加热含碳球团的海绵铁生产方法，虽然极大地提高了生产效率，但是在连环式固定床还原炉的机械排料、装料以及装料前和排料后的运输方面都存在着费工、费电、费时的缺点，同时该方法所采用氮气冷却还原球团的方法，不利于热能的回收。本专利技术的目的是提供一种装排料及球团运输省工省时、简捷顺畅并高效节能的冷固含碳球团海绵铁生产装置。本专利技术是由12个结构相同的固定床还原炉(根据产量和单炉容积的大小，其还原炉的数量可酌情增减)，通过保温管道的连接由高温阀门控制所构成的一个连环式海绵铁生产系统。在固定床还原炉的顶部设有一个燃烧室，使进入还原炉的高温煤气通过配入适量氧气的办法使其部分氧化而增加温度，以便满足含碳球团对1100℃～1200℃还原温度的要求。上述煤气由高温至低温连续通过多个还原炉，对炉内的含碳球团起到高温直接还原、低温间接还原和球团预热的作用。通过上述工序，煤气温度逐步降低，经净化后，作为冷却煤气循环使用，从而实现节能的目的。在还原炉的底部设有装排料的升降机构，以便将装有球团的组合反应罐整体装入炉堂或排出。12个反应罐分为两组纵向排列，在每组反应罐的底部均设有一条供运输车运行的轨道，轨道两端各设有一条沟槽，沟槽内设有沿轨道运行的横向摆渡车，其作用是将装有组合反应罐的运输车从通往球团供料场的供料轨道上面转移到相应的还原炉底部轨道上面，或将装有成品的运输车从还原炉底部纵向轨道上面转移到通往成品库的轨道上面，从而达到运输车往复循环运行，实现省工省时简捷顺畅之目的。在上述生产系统中，已完成还原工序的球团仍处于高温状态，所以采用低温煤气对该高温球团进行冷却。低温煤气通过多个待冷还原炉，由低温至高温逐步对球团进行冷却，直至接近于常温，再通过氮气置换后，排出炉外。低温煤气由于对球团的冷却，使温度逐步升高，最后返回煤气发生装置，再通过近一步加温后返回还原炉循环使用，从而做到回收球团的余热，实现节能的目的。在本装置中，从含碳球团的入炉到成品海绵铁的出炉，整个反应过程都是在组合反应罐内静止状态下完成的，再由于采用冷煤气冷却还原球团的方法，有效地实现冷固含碳球团顺利完成生产海绵铁的全过程，充分地发挥了冷固含碳球团还原速度快、生产效率高的优点，有效地克服了该球团强度低易粉化、高温下粘连悬料和冷却过程易氧化的三大难题，为利用冷固含碳球团进行海绵铁生产提供了一个节能环保、高效、简捷顺畅的海绵铁生产装置。本专利技术与已有技术比较具有如下优点1.运料方便，省工、省时。由于采用运输车装载组合反应罐循环运料的方法，使运料工序省工省时简捷顺畅。2.装排料便捷，省工、省时。由于采用组合反应罐结合升降装置整体入炉和整体排出的装排料方法，使装排料工作极为方便、顺畅、省工省时。3.无球团粉化和悬料现象发生。由于含碳球团在还原炉中的整个还原工序都是在组合反应罐的保护下完成的，成品球团冷却后，又连同反应罐整体排出，所以不会有粉化悬料的现象发生。4.节省能源。由于还原后的高温球团是采用冷煤气进行冷却，冷煤气在冷却球团的过程中将其热量回收后又返回煤气加温装置，经再次加温后循环利用，从而实现了节省能源的目的。5.益于环境保护。因为海绵铁结合电炉的短流程炼钢法与高炉炼铁结合吹氧转炉炼钢的长流程炼钢法相比较以具有环境保护的优势，再由于本装置采用煤气闭路循环和造气无废液排放工艺，可使得整个生产工艺更加有益于环境保护。下面通过附图结合本专利技术的实施方案加以详细说明参见附附图说明图1该图是还原系统的平面示意图。整个系统由12个图1所示的固定床还原炉经保温管连接和水压高温阀门控制所形成的一整套可循环运行的连环式含碳球团海绵铁生产装置，此装置与球团运输装置一起构成了本冷固含碳球团海绵铁还原系统。系统中高温煤气的输送是利用原发于气化炉产生的煤气压力或设置专用煤气风机对煤气进行驱动，并通过内衬耐火材料和外设保温材料的输气管道实现煤气在系统内的循环运行，系统内的煤气运行是由水压缸结合装有循环水降温设置的高温阀门对煤气流向和开、关进行控制。该系统的工作程序及原理如下如本图所示，12个固定床还原炉按顺序编号为H1～H12，由高温煤气总输送管道(1)经高温煤气支线输入管道(2)输入H1还原炉(因为高温煤气的循环运行，所以此时该炉已经过前期预热，其球团温度已达到1000℃左右，重新输入的高温煤气，经燃烧室再次加温后温度可达到1400℃左右，在此高温煤气的加热下，球团温度很快上升到1150℃～1200℃，使球团中的固体碳发生直接还原反应即因上述反应是在还原气分中进行，所以反应速度极快，15分钟之内即可获得95％以上的金属化率。)，由H1还原炉排出温度达1000℃以上的煤气，经连通管道(4)进入H2还原炉，使H2还原炉内的球团温度上升到700℃以上，促使球团发生间接还原反应即此时H3～H5还原炉则处于预热加温状态，最后当煤气温度降低到110℃～150℃时，由H5还原炉经煤气排出支管道(5)排出，再通过煤气输出主管道(6)携气态水输入煤气净化装置(7)。上述煤气经净化装置(7)和干燥装置(8、9)清除H2O、S及部分CO2后，作为冷却气体由驱动风机(10)增压后，通过冷煤气输入总管道(11)，经冷煤气输入分管道(12)连续输入已完成还原工序的H8～H12五个还原炉，使炉内的高温还原球团由低温至高温进行冷却，由于冷煤气与高温球团的热交换，使球团温度降低，煤气温度则增高到700℃左右，最后通过H12还原炉的煤气输出支线管道(13)输入循环煤气返回总管道(14)返回煤气供应系统再次加温后循环利用。此时的H6、H7还原炉已完成还原、冷却、氮气置换全部工序进入装卸料阶段，该工序是由进料摆度车(15)把装有未还原球团的进料运输车(16)经进料摆度车轨道(17)托运到炉下纵向轨道(18)上面，并进入H6还原炉的装料位置，进行装料工作。进入排料状态的H7还原炉，同样通过排料摆度车(19)把排料运输车经排料摆度车轨道(21)托运到通往成品库的轨道(22)上面，然后进入成品库卸料，卸料后的空罐排料运输车(20)通过摆度车上的轨道，与往返轨道(23)接轨后，经供料轨道(3)返回装料场装料。图中大箭头所指方向即运料车和摆度车的运行方向，运料车及摆度车按此方向反复运行，从而形成一条循环运输线。参见附图2该图是本专利技术单个固定床还原炉的剖视图，其工作原理及实施方案如下由来自高温煤气供应系统的高温煤气，经保温煤气管道(1)进入燃烧室(2)，同时由供氧管(3)输入限量氧气，使煤气中的小部分CO、H2氧化燃烧放出热量，使煤气温度由1000℃～1100℃增加到1300℃～1400℃后进入装有含碳球团的组合反应罐(4)，并通过中心通气管(5)管壁上众多φ6-φ8下斜式小孔进入反应室(6)，对反应室(6)内球团加热、还原，然后由多孔的反应罐外筒(7)进入由反应罐和炉堂(8)所形成的夹缝气体通道，再经过连通管(12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王云龙，
申请(专利权)人：王云龙，
类型：发明
国别省市：