一种连续熔融还原炼铁的装置制造方法及图纸

一种连续熔融还原炼铁的装置，其特征在于包括连续加料系统、还原炉、搅拌装置和缓冲槽；连续加料系统的出口与进料管连通，进料管穿过还原炉的密封罩插入还原炉内，进料管的底端靠近搅拌桨的轴杆处；还原炉设有搅拌装置，搅拌装置与升降装置装配在一起，搅拌装置的轴杆穿过密封罩插入还原炉内，轴杆底端装配搅拌桨；密封罩上设有进风通道和排风口；还原炉侧壁上部设有熔渣溢流口，底部设有出铁口与虹吸管道连通，虹吸管道与缓冲槽连通。本发明专利技术的装置结构简单，投资少，流程短、节能环保，劳动强度低。

A continuous smelting reduction iron making device

【技术实现步骤摘要】
一种连续熔融还原炼铁的装置
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种连续熔融还原炼铁的方法。
技术介绍
随着钢铁产能和对环保要求的日趋严格，如何降低成本，改善工作环境是重中之重；高炉炼铁还原剂主要为无烟煤粉，由风口向高炉内喷吹；而煤粉的低密度使得在反应过程中煤粉大量漂浮在表面，不能很好的和铁的氧化物进行反应，煤粉的利用率较低，且产生的烟气中含有大量未反应的粉尘，不但浪费原料，对大气和现场环境也造成恶劣的影响。目前尽管高炉炼铁工艺的成熟已经让炼铁成本趋于稳定，局部条件的改善只能小范围的改变生铁成本，利润空间很小；因此，炼铁作为钢铁生产的重要组成部分，如何实现非焦低碳清洁冶炼，一直是短流程钢铁绿色冶炼追求的目标，而熔融还原炼铁是目前最受青睐的炼铁新工艺，比如以COREX为代表的预还原-熔分分离的两步法熔融还原工艺等；另外从工艺操作与装备开发上，连续熔融还原工艺操作与装备也是研究的热点和难点；比如申请号为201110374492.7、申请号为201210112813.0等专利均公开了一种自动化连续操作的所谓连续还原炼铁的工艺装备，但仍旧是要经过造球团、球团烧结预还原、还原熔分等部分，并未真正实现加料后持续稳定的连续还原操作。因此，开发真正的连续还原炼铁工艺与装备仍旧是未来非高炉绿色炼铁必须面对和解决的技术难题，申请号为201420208229.X的专利公开了一种能连续出料的中频炉，申请号为201611225035的专利公开了一种连续高温熔融岩/矿棉原料的感应炉，均不适合造球烧结-预还原-还原熔分炼铁操作；申请号为201610854514.2的专利中公开了“一种涡流搅拌熔融还原炼铁方法”，该方法结合了KR搅拌脱硫工艺优点，彻底改变了造球烧结-高炉还原以及预还原-还原熔分炼铁工艺，取消了球团烧结工艺，实现了粉料直接入炉高效还原的工艺技术突破，并且极大降低了对含铁资源的品位要求，并成功应用于含铁尾矿、含铁冶炼尾渣等低品位非传统铁矿资源的有效综合利用；但该专利只实现了含铁资源的涡流搅拌熔融还原，由于其操作上铁水出口是设置在还原炉底部的敞开出口，由于采用的熔融状态进行冶炼操作，加料还原冶炼过程中铁水出口需要堵上，故只能采用间歇操作，即每次加满炉后进行搅拌高温还原熔炼，然后停止搅拌排放铁水，为了保证熔炼环境，实际熔炼过程中为保证冶炼需要的金渣气氛平衡排渣口也需要堵上，排渣与铁水排放一样是一炉次一排放，因此只是实现了粉料直接入炉还原，并未实现热力学原理上连续熔融还原。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种连续熔融还原炼铁的装置，通过设置连续加料、连续还原、连续金渣分离装置，取消了现有炼铁球团烧结工艺，实现粉料直接入炉高效还原，并达到稳定连续还原操作的效果，在连续熔融还原原理上实现突破。本专利技术的装置包括连续加料系统、还原炉、搅拌装置和缓冲槽；连续加料系统由料仓和螺旋给料机串联组成，或者为带有计量泵的加料仓；连续加料系统的出口与进料管连通，进料管穿过还原炉上方装配的密封罩插入还原炉内部，进料管的底端靠近搅拌桨的轴杆处；还原炉设有搅拌装置，搅拌装置与还原炉外部的升降装置装配在一起，搅拌装置的轴杆穿过密封罩插入还原炉内部，轴杆底端装配有搅拌桨；密封罩上设有进风通道和排风口；还原炉侧壁上部设有熔渣溢流口，还原炉底部设有出铁口与虹吸管道连通，虹吸管道与缓冲槽连通。上述装置中，搅拌装置的轴杆位于还原炉内的轴线处。上述装置中，进风通道为独立的进风通道，或者通过搅拌装置的轴杆内设置通道作为进风通道；进风通道与空气压缩机连通。上述装置中，熔渣溢流口的底端与渣包相对；缓冲槽的出口延伸出的管道底端与铁水包相对。上述装置中，排风口通过管到与余热回收系统连通，余热回收系统通过管到烟气净化系统连通，烟气净化系统与引风机连通，引风机与烟囱连通。本专利技术的装置的使用方法为：1、将含铁矿物粉、还原剂和造渣剂混合均匀，获得混合粉料；将混合粉料置于连续加料系统中；2、将起炉料置于还原炉中；将起炉料加热至熔融状态形成起炉熔池；3、通过升降装置将搅拌桨下降至起炉熔池内，启动搅拌装置对起炉熔池进行搅拌；通过升降装置调节搅拌桨位置，控制搅拌桨与起炉熔池液面的垂直间距为起炉熔池高度的1/3～1/2；同时通过连续加料系统连续将混合粉料通过进料管输送到还原炉内，同时通过进风通道向还原炉内喷吹富氧燃料对还原炉内的混合粉料加热，所述的富氧燃料为粉煤与氧气混合物，或者为天然气与氧气混合物；混合粉料在还原炉内受热融化，与起炉熔池一起形成高温熔池，同时混合粉料发生还原反应生成铁水和还原熔渣；富氧燃料的通入量以控制高温熔池温度≥1450℃为准；4、在搅拌的离心力作用下，以及铁水和还原熔渣的自身重力差耦合作用下，铁水和还原熔渣快速分离，形成上部的的熔渣层和下部的铁水层；铁水层的铁水从出铁口经虹吸管道进入缓冲槽；随着高温熔池液面高度的增加，当缓冲槽的出口排出铁水时，通过升降装置调节搅拌桨位置，将搅拌桨升高至熔渣层内，通过搅拌桨对熔渣层进行涡流搅拌，使熔渣层形成漩涡；5、调节搅拌速度和混合粉料的输送量，使铁水连续稳定排出，此时铁水层的液面固定；当熔渣层的漩涡上沿位于熔渣溢流口时，还原熔渣经熔渣溢流口排出；通过升降装置调节搅拌桨位置，使搅拌桨与铁水层液面的垂直间距为铁水层高度的1/3～1/2，并调节搅拌速度和混合粉料的输送量，使铁水和还原熔渣分别从缓冲槽的出口和熔渣溢流口连续排出。上述的步骤1中，含铁矿物粉为铁矿石粉，或者为全铁品位≥30％的含铁尾矿粉或含铁冶炼渣。上述的步骤1中，还原剂为煤粉，造渣剂为石灰；混合粉料中，还原剂的用量按含铁矿物粉中的Fe与还原剂中的C完全反应所需C总量的1.1～1.3倍加入，造渣剂的用量按混合粉料的碱度(CaO/SiO2的质量比)为2～3；所述的完全反应的反应式为：FexOy+yC＝yCO+xFe、FexOy+yCO＝yCO2+xFe和FexOy+y/2C＝y/2CO2+xFe。上述的步骤2中，起炉料为生铁，或者为步骤1中的混合粉料；起炉料形成起炉熔池时，控制起炉熔池的温度≥1450℃，起炉熔池的体积为还原炉总容积的20～30％；当起炉料为生铁时，将起炉料加热是采用感应加热；当起炉料为混合粉料时，将起炉料加热是通过进风通道向还原炉内喷吹富氧燃料加热；所述的富氧燃料为粉煤与氧气混合物，或者为天然气与氧气混合物，富氧燃料中C元素与O元素的质量比为3︰(4～8)。上述的步骤3中，富氧燃料中C元素与O元素的质量比为3︰(4～8)。上述的步骤4中，形成漩涡时漩涡的高径比为0.5～2.5；当漩涡形成后，进入还原炉的混合粉料在漩涡中心的负压作用下被巻吸到高温熔池中，并在涡流搅拌作用下均匀分散。上述方法中，还原炉内反应生产的冶炼尾气经排风口排出后，先进入余热回收系统回收余热；当温度降低至200～300℃时，进入烟气净化系统将携带的粉尘去除；最后通过引风机输送到烟囱排放。上述的步骤4中，铁水从缓冲槽的出口排出后进入铁水包，对铁水进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续熔融还原炼铁的装置，其特征在于包括连续加料系统、还原炉、搅拌装置和缓冲槽；连续加料系统由料仓和螺旋给料机串联组成，或者为带有计量泵的加料仓；连续加料系统的出口与进料管连通，进料管穿过还原炉上方装配的密封罩插入还原炉内部，进料管的底端靠近搅拌桨的轴杆处；还原炉设有搅拌装置，搅拌装置与还原炉外部的升降装置装配在一起，搅拌装置的轴杆穿过密封罩插入还原炉内部，轴杆底端装配有搅拌桨；密封罩上设有进风通道和排风口；还原炉侧壁上部设有熔渣溢流口，还原炉底部设有出铁口与虹吸管道连通，虹吸管道与缓冲槽连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续熔融还原炼铁的装置，其特征在于包括连续加料系统、还原炉、搅拌装置和缓冲槽；连续加料系统由料仓和螺旋给料机串联组成，或者为带有计量泵的加料仓；连续加料系统的出口与进料管连通，进料管穿过还原炉上方装配的密封罩插入还原炉内部，进料管的底端靠近搅拌桨的轴杆处；还原炉设有搅拌装置，搅拌装置与还原炉外部的升降装置装配在一起，搅拌装置的轴杆穿过密封罩插入还原炉内部，轴杆底端装配有搅拌桨；密封罩上设有进风通道和排风口；还原炉侧壁上部设有熔渣溢流口，还原炉底部设有出铁口与虹吸管道连通，虹吸管道与缓冲槽连通。


2.根据权利要求1所述的一种连续熔融还原炼铁的装置，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张廷安，豆志河，刘燕，吕国志，牛丽萍，赵秋月，张子木，王坤，李小龙，
申请(专利权)人：东北大学，东大有色固废技术研究院辽宁有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21