一种低能耗无环境污染的炼铁装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种低能耗无环境污染的炼铁装置。该低能耗无环境污染的炼铁装置，由若干独立反应模块相互首尾连接而成，每个反应模块由电机、减速器、联轴器、温控单元、保温层、螺筒、螺杆、与其它模块的螺杆端部相连接的连结管组成，螺杆尾部接有联轴器，联轴器接有电机及减速器；在螺杆芯部套有螺筒，螺筒上包覆有温控单元。该装置采用模块化设计，整套装置可根据实际生产需要采用不同的模块数量和组合方式，集低能耗加热、物料输送、反应器、余热回收和废气固化五大功能于一体，大大减少设备数量和复杂程度，简单可靠。本实用新型专利技术是可以同时实现环保、节能、大规模地炼铁生产的炼铁装置。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及冶炼设备，具体地说，本技术是一种低能耗 的、无环境污染的炼铁装置。
技术介绍
人类对钢铁的利用有超过千年的历史，钢铁对人类文明发展的贡 献是毋庸置疑的。随着生产力的发展，人们对钢铁的需求不管是在质 上还是量上都提出越来越高的要求，因而对钢铁冶炼的技术提出了更 高的要求。随着冶炼技术的发展，高炉生产也空前发展，高炉容积在不断地 扩大。高炉炼铁发展到今天，消耗下降，成本降低，生产率几乎达到 顶峰，为人类文明和经济发展做出巨大贡献，现在仍然是钢铁生产的主力军。在世界钢铁工业中，炼钢生铁的供应60%左右来自高炉， 而我国几乎100%来自高炉炼铁。然而，随着时代的发展，在资源、 环境、效率等条件的约束下，高炉炼铁生产却遇到了新的挑战，而且 这些挑战大多来自高炉自身的发展。这些挑战主要体现在1.对炉料要求高、配套环节多、投资庞大为保证焦炭和铁矿石构成的料柱的透气性，高炉炉料必须是块 状，且有较均匀的粒度，就需要对矿粉进行造块(烧结、球团)加工。 从炼铁前的原料场到烧结(球团)厂、焦化厂，再到高炉炼铁系统， 生产流程很长，而且总投资十分庞大。2. 生产成本高，难以满足环保的要求高炉炼铁必须使用焦炭，然而焦煤的资源却越来越少，且焦炭资 源不可再生，焦炭价格急剧上涨，导致了生铁成本的大幅上升。烧结 矿、球团矿和焦炭的生产及这些原燃料在满足高炉生产的过程中会给 大气、水和环境造成污染。越来越高的环保要求使高炉炼铁技术的发 展越来越难以满足需要。3. 生产效率己近极限众所周知，传统高炉过分地依赖间接还原，矿石中约2/3的氧是 靠间接还原去除的，因此铁氧化物在高炉内还原和熔炼一般要停留很 长时间，即从炉料投入到高炉出铁需要6.5 7小时。尽管高炉采用 了各种强化冶炼技术，但这种依赖气固反应为主的熔炼工艺要想继续 提高生产率已非常困难。高炉炼铁生产遇到空前挑战，各种新的炼铁工艺方法不断涌现， 其中就包括直接还原的炼铁方法。直接还原炼铁方法限于以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源， 是在铁矿石(或含铁团块)呈固态的软化温度以下进行还原获得金属 铁的方法。这种金属铁由于还原温度低，产品呈多孔低密度海绵状， 称为直接还原铁(DRI)或海绵铁。DRI由于其成分稳定，有害元素含 量低，特别是不易氧化的金属夹杂元素少，粒度均匀，不仅可以补充 废钢资源的不足，而且作为电炉炼钢的原料和转炉炼钢的冷却剂，对 保证钢材的质量，特别是合金钢的质量，起着不可替代的作用，是炼 钢的优质原料。据日本神户制钢预测，2010年直接还原铁产量将为 10700万t。直接还原冶炼按照主体能源的不同，将其分为气基直接还原、煤基直接还原和电直接还原三大类。其中，电直接还原以电力为主要能 源，因为要消耗大量的电力，目前多已停产。煤基直接还原方法存在 生产效率低、生产规模小、反应温度高、容易出现结圈结瘤的缺点， 使用范围有限。气基直接还原由于具有生产效率高、能耗低、操作容易等优点，成为直接还原铁生产最主要的方法，约占DRI总产量的90%以上。 但因受地理分布的局限，该方法主要分布在中东、南美等天然气资源 丰富的地区。代表较为节能的工艺有Midrex竖炉法、HYL反应罐 法等。① Midrex竖炉法。Midrex竖炉法是气基直接还原铁生产技术 的主导工艺，该工艺由Midland Ross公司开发，目前已占直接还原 铁市场60%以上。球团或块矿在竖炉内被天然气还原，生成DRI。 此工艺要求有充裕的天然气，且生产指标较高，投资大。② HYL反应罐法。原料天然气首先用活性炭脱硫，然后与过量 水蒸气混合，在85(TC-1050。C下进行催化反应。反应罐组由多个反应 罐组成。反应罐之间有一套复杂的还原气管路相连接。高温还原气通 入主还原罐，将经过预热和预还原的矿石还原成海绵铁。工艺复杂， 设备众多，投资大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种炼铁装置，该炼铁装置具有低能 耗、无环境污染的优点。针对我国铁矿资源和煤矿资源的特殊性及对环保的要求，目前市 场上迫切需要一种低能耗无环境污染的炼铁装置，该装置既能很好地 解决了以往直接还原炼铁的不足，还节能、环保，使同时实现环保、节能、大规模地炼铁生产成为可能。为了实现上述的技术目的，本技术采用以下技术方案 一种低能耗无环境污染的炼铁装置，由若干独立反应模块相互首 尾连接而成，每个反应模块由电机、减速器、联轴器、温控单元、保 温层、螺筒、螺杆、与其它模块的螺杆端部相连接的连结管组成，螺 杆尾部接有联轴器，联轴器接有电机及减速器；在螺杆芯部套有螺筒， 螺筒上包覆有温控单元。该炼铁装置使用独立反应模块的优点有(1)、避免过长的螺筒因为自重和温差过大造成形变；(2)、避免螺杆传动力矩过大，造成 机械的不稳定；(3)、可以对物料进行分段的温度控制，有利于反应 的进行；(4)、对每段物料施加合适的热量，充分节省能源。(5)、模 块化的设计制造，对不同的物料和生产现场具有极佳的适应性，做到 设备的通用化，最大程度节省人力、物力，并且极大地縮短炼铁厂建 设周期。电机通过减速器、联轴器构成转速可调的动力源向螺杆提供旋转 的动力。各模块之间通过连结管成一定角度连结；所述的相互首尾连接的 各模块之间水平的夹角角度为0° 90° 。其中，较佳的夹角角度范 围是0° 15° ，最佳的角度是15。，物料在螺筒中由于其本身的自 重，高位物料填压在低位物料之上自动形成反应所必须的密闭氛围。所述的联轴器是传动时能够随时调整中心位置的传动装置。这是 因为螺筒和螺杆在加热过程中会发生形变，导致螺杆中心位置的改 变，所以必须使用能够随时调整中心位置的传动装置才能保证动力的 可靠传输。所述的联轴器是各种弹性、挠性、万向节连接方式。 所述的螺筒是密闭的螺筒。这是因为还原炼铁的过程必须保证对 氧气的隔绝，所以螺筒必须密闭。螺筒、螺杆的材质为耐600。C-130(TC的各种金属、非金属材料。 还原炼铁对温度有较高要求，只有耐得高温的材料才能够作为设备制 造用料。所述的炼铁装置不同于已有炼铁装置的一个非常重要特点就是 利用热传导实现物料的加热，热效率高，极大地减少了无用功生成， 降低炼铁的能耗。所述的温控单元是低能耗加热装置、密闭导热油冷却器或密闭循 环水冷却器。每个反应模块，温控单元是三者任选其一种。在还原炼 铁过程需要使用低能耗加热装置，提供反应必须的温度条件；当炼铁 过程完成，开始收取产品时，则利用密闭导热油冷却器或密闭循环水 冷却器回收高温产品所带有的余热。密闭导热油冷却器、密闭循环水冷却器是包裹在表面装有散热鳍 片的螺旋输送器外层，利用导热油、水或其他导热介质回收余热。余 热用于物料的干燥、发电及化学反应用途，以进一步达到节能的目的。为了使物料在设备中输送顺畅且保证密闭气氛，要求物料填满螺 杆与螺筒之间的空隙。但由于物料在进入设备时呈疏松状态，且随着 反应的进行，物料中的铁元素经历Fe203-Fe3(VFeO-Fe的转化过程， 其单位体积重量呈现由低到高的变化趋势，为了保证物料填满螺杆与 螺筒之间的空隙需根据物料反应过程中堆积密度发生变化调整各独 立反应模块相应的转速，达到各独立反应模块同步输送同体积物料的 目的，经过试验的确定，各独本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能耗无环境污染的炼铁装置，其特征在于：若干独立反应模块相互首尾连接而成，每个反应模块由电机、减速器、联轴器、温控单元、保温层、螺筒、螺杆、与其它模块的螺杆端部相连接的连结管组成，螺杆尾部接有联轴器，联轴器接有电机及减速器；在螺杆芯部套有螺筒，螺筒上包覆有温控单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李柏荣，王绍华，黄星星，张鑫，刘海卫，
申请(专利权)人：李柏荣，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]