本发明专利技术公开了一种竖炉直接还原装置及其排料方法，涉及非高炉冶炼还原技术领域。竖炉直接还原装置，包括竖炉和排料装置，竖炉包括反应室和燃烧室；反应室下部两侧壁为加固炉墙的结构，加固炉墙结构上方设有燃烧室；反应室另外两侧面底部分别设有出料口，出料口上沿高度不高于加固炉墙的上沿高度；一端出料口外侧设有排料装置，排料装置包括支撑件和排料件，支撑件和排料件的一端分别与驱动装置连接，支撑件内部或底部与排料件滑动配合。本发明专利技术采用了出料口在竖炉的两侧的结构，大幅度降低了建筑成本，增加了结构稳定性和牢固性；排料装置间歇工作，用于多个不同反应室或单个反应室排料，排料装置少，投资少，方便设备检修，不影响作业率。
【技术实现步骤摘要】
竖炉直接还原装置及其排料方法
本专利技术涉及非高炉冶炼还原
，尤其涉及一种竖炉直接还原装置及其排料方法。
技术介绍
目前直接还原的主要工艺包括：气基竖炉工艺、煤基回转窑工艺、转底炉工艺、隧道窑工艺和煤基竖炉工艺等。其中，煤基竖炉工艺适合中国以煤炭为主要能源的现状，最有发展潜力。但现有的煤基竖炉工艺存在一些不足，主要体现在：(1)炉子整体采用框架结构和下排料方式，造成设计标准提高，材料标准提高，施工标准提高，材料用量增大，因此建筑投资高；(2)单个反应室需要多个排料系统，设备多，设备投资大，故障多，生产率低；(3)热排料设备在高温环境下连续工作，损耗大，寿命短，作业率低，无法维护；(4)排料系统设备复杂，动作多，故障多，生产率低，投资高；(5)还原室温度分布不均，影响产品质量；(6)采用换热方式回收热烟气部分热量，换热效率低。公开号为CN201166513《煤基直接还原铁外热式竖炉》的专利，公开了一种煤基直接还原铁外热式竖炉，其采用在炉体内设置多个独立的矩形竖式还原反应室，并在每个矩形竖式还原反应室的两侧分别设置煤气燃烧室，燃烧室沿高度方向设多层煤气烧嘴，热烟气在炉子上部通过换热方式回收部分热量。该竖炉存在以下几方面的缺点：(1)烧嘴附近温度高，远离烧嘴处温度低，造成炉料温度不均，影响产品质量，对还原效果产生影响；(2)矩形竖式还原反应室两侧外墙没有加强筋固定，当炉内炉料高温反应时，侧壁受力加大，易损坏炉墙，(3)采用换热方式回收热烟气部分热量，换热效率低。公开号为CN204529897U《一种生产直接还原铁的外热式煤基竖炉》的专利，该专利描述炉料还原室两侧设置有气流通道和分隔墙，分隔墙由立墙、气流通道、整体砌筑而成。气流通道在炉体中部为竖直通道。该专利存在以下缺点：(1)结构相当复杂，施工困难，耐火材料用量大，整体投资高；(2)供气通道温度分布不均，影响产品质量，对还原效果产生影响；(3)热交换面墙无有效的加固处理，当炉内炉料高温反应时，侧壁受力加大，易损坏热交换面墙。公开号为CN208104453U一种煤基竖炉的排料系统，该专利采用下排料方式，包括至少一个排料单元，每个排料单元包括：三个冷却箱系统、3个排料机系统。排料机在高温下工作，设有水冷装置，且各排料机转速可调整，排料机中心轴带有水冷装置。根据该专利描述，其缺点为：(1)竖炉下出料需采用框架结构，大幅增加建筑投资；(2)单个还原室需设置多个排料单元，增加投资；(3)每个排料单元结构相当复杂，系统多，设备多，机械动作多，事故多，作业率低；(4)热排料设备在高温环境下连续工作，损耗大，寿命短，作业率低，无法维护。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种竖炉直接还原装置及其排料方法，设计方案变繁为简，投资低，结构牢固，设备少，作业率高。为实现此技术目的，本专利技术装置采用如下方案：一种竖炉直接还原装置，包括竖炉和排料装置，竖炉包括反应室和燃烧室；反应室下部两侧壁为加固炉墙的结构，加固炉墙结构上方设有燃烧室；反应室另外两侧面底部分别设有出料口，出料口上沿高度不高于加固炉墙的上沿高度；一端出料口外侧设有排料装置，排料装置包括支撑件和排料件，支撑件和排料件的一端分别与驱动装置连接，支撑件内部或底部与排料件滑动配合。与现有技术相比，本专利技术装置的有益效果在于：本专利技术采用了出料口在竖炉的两侧，出料口两侧即反应室下部两侧壁为加固炉墙的结构，竖炉直接建在地基上，改变了现有技术中竖炉使用框架支撑、底部出料的模式，极大地减少了设计、地勘、建筑工作量、材料用量，大幅度降低了建筑成本，增加了结构稳定性和牢固性，输料系统避开了底部框架的阻碍更易布置；排料装置间歇工作，用于多个不同反应室或单个反应室排料，排料装置少，投资少，方便设备检修，不影响作业率，尤其不需要连续在高温下工作解决了高温物料排出的难题，高温排料既缩短了生产时间，提高了生产率，又为物料的进一步熔分节省了能耗。本专利技术装置的优选方案为：排料装置处的出料口外侧安装有炉门和气幕装置；另一出料口外侧安装有炉门和气幕装置，或另一出料口直接与输料装置密闭相通。竖炉还包括与燃烧室连通的蓄热室，蓄热室设置在燃烧室侧方。蓄热室将热量回收利用，有效地降低了竖炉能耗，节约燃料。燃烧室和加固炉墙间设置有冷却室。加固炉墙的竖向部分采用一体结构，竖向部分一端嵌入并固定在炉底里。支撑件长度不小于反应室两个出料口间的距离，支撑件沿长度方向纵截面尺寸小于出料口尺寸。支撑件为空心套筒，排料件包括推料盘和推杆，空心套筒内腔与推料盘滑动配合，推料盘与推杆一端活动连接，推杆和空心套筒尾端分别与驱动装置连接。推料盘形状、尺寸与空心套筒内腔匹配。空心套筒为空心圆筒结构，空心圆筒前端采用齿形结构，空心圆筒后端与空心方筒前端固定连接，空心方筒与驱动装置连接。空心方筒两端内腔设有滑槽，空心方筒外壁设有麻齿，空心方筒通过麻齿与主液压油缸连接，辅助液压油缸缸芯与主液压油缸筒壁连接；主液压油缸、辅助液压油缸分别与油缸座铰接，油缸以铰点为轴摆动，油缸座固定在架体上。推杆侧面设有麻齿，推杆通过麻齿与主液压油缸连接，辅助液压油缸缸芯与主液压油缸筒壁连接；主液压油缸、辅助液压油缸分别与油缸座铰接，油缸座以铰点为轴摆动，油缸座固定在架体上。空心圆筒和空心方筒外侧面下部设有滑动配合的定位滑道，定位滑道固定在架体上；定位滑道主体为槽型结构，定位滑道前端为与空心圆筒外形匹配的圆弧形结构。支撑件为支撑板，排料件包括推料盘和推杆，推料盘上固定有推杆，推料盘在支撑板下滑动配合，推杆和支撑板尾端分别与驱动装置连接。本专利技术也可采用下述方式实现：一种竖炉直接还原装置，包括竖炉和排料装置，竖炉包括反应室和燃烧室；反应室下部两侧壁为加固炉墙的结构，加固炉墙结构上方设有燃烧室；反应室另外两侧面底部分别设有出料口，出料口上沿高度不高于加固炉墙的上沿高度；一端出料口外侧装有排料装置，排料装置包括棒体，棒体前端固定有实心棒头，棒体尾端与驱动装置连接。优选地，棒体后端为空心棒或实心棒。为实现此技术目的，本专利技术方法采用如下方案：一种竖炉直接还原装置的排料方法，包括如下步骤：a、排料装置对准待排料反应室出料口，打开待排料反应室炉门；b、排料装置从一端出料口进入直到另一端出料口停止，将反应室底部物料推出，然后撤出排料装置，反应室出料口上部物料靠自身重力重新填满底部空间，关闭炉门，完成一次排料；c、排出的物料进入输料装置中，每个反应室的排料过程重复上述步骤。与现有技术相比，本专利技术方法的有益效果在于：本专利技术提出的排料方法，一个排料装置可用于多个不同反应室或单个反应室排料，排料装置少，投资少，由于排料装置间歇工作，方便设备检修，不影响作业率，尤其不需要连续在高温下工作解决了高温物料排出的难题，高温排料既缩短了生产时间，提高了生产率，又为物料的进一步熔分节省了能耗。本专利技术方法的优选方案为：步骤a打开出料口炉门前，先打开出料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种竖炉直接还原装置，包括竖炉和排料装置，竖炉包括反应室和燃烧室；其特征在于，反应室下部两侧壁为加固炉墙的结构，加固炉墙结构上方设有燃烧室；反应室另外两侧面底部分别设有出料口，出料口上沿高度不高于加固炉墙的上沿高度；一端出料口外侧设有排料装置，排料装置包括支撑件和排料件，支撑件和排料件的一端分别与驱动装置连接，支撑件内部或底部与排料件滑动配合。/n
【技术特征摘要】
1.一种竖炉直接还原装置，包括竖炉和排料装置，竖炉包括反应室和燃烧室；其特征在于，反应室下部两侧壁为加固炉墙的结构，加固炉墙结构上方设有燃烧室；反应室另外两侧面底部分别设有出料口，出料口上沿高度不高于加固炉墙的上沿高度；一端出料口外侧设有排料装置，排料装置包括支撑件和排料件，支撑件和排料件的一端分别与驱动装置连接，支撑件内部或底部与排料件滑动配合。
2.根据权利要求1所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，排料装置处的出料口外侧安装有炉门和气幕装置；另一出料口外侧安装有炉门和气幕装置，或另一出料口直接与输料装置密闭相通。
3.根据权利要求1或2所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，竖炉还包括与燃烧室连通的蓄热室，蓄热室设置在燃烧室侧方。
4.根据权利要求1或2所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，燃烧室和加固炉墙间设置有冷却室。
5.根据权利要求1所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，加固炉墙的竖向部分为一体结构，竖向部分一端嵌入并固定在炉底里。
6.根据权利要求1所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，支撑件长度不小于反应室两个出料口间的距离，支撑件沿长度方向纵截面尺寸小于出料口尺寸。
7.根据权利要求1或6所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，支撑件为空心套筒，排料件包括推料盘和推杆，空心套筒内腔与推料盘滑动配合，推料盘与推杆一端活动连接，推杆和空心套筒尾端分别与驱动装置连接。
8.根据权利要求7所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，推料盘形状、尺寸与空心套筒内腔匹配。
9.根据权利要求7所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，空心套筒为空心圆筒结构，空心圆筒前端采用齿形结构，空心圆筒后端与空心方筒前端固定连接，空心方筒与驱动装置连接。
10.根据权利要求9所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，空心方筒两端内腔设有滑槽，空心方筒外壁设有麻齿，空心方筒通过麻齿与主液压油缸连接，主液压油缸筒壁与辅助液压油缸缸芯连接；主液压油缸、辅助液压油缸分别与油缸座铰接，油缸以铰点为轴摆动，油缸座固定在架体上。
11.根据权利要求10所述的竖炉直接还原装置，其特征在于，推杆侧面设有麻齿，推杆通过麻齿与主液压油缸连接，辅助液压油缸缸芯与主液压油缸筒壁连接；主液压油缸、辅助液压油缸分别与油缸座铰接，油...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春雷，
申请(专利权)人：唐山中科乾海环保科技有限公司，张春雷，
类型：发明
国别省市：河北;13
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