一种还原铁的窑炉制造技术

一种还原铁的窑炉，属冶金技术领域。本实用新型专利技术包括窑顶，助燃风管道，燃气管道，烧嘴，料池，曲封，窑车，该窑炉还包括隔板，窑顶下与隔板上的空间为上燃烧室，隔板下与料池上的空间为还原室，料池下与曲封上的空间为下燃烧室，该窑炉的烧嘴分为上烧嘴和下烧嘴，分别设置于上燃烧室和下燃烧室的炉壁上，燃气管道连接上烧嘴和下烧嘴，助燃风管道接入上燃烧室和下燃烧室，窑车支撑着料池。本实用新型专利技术有效防止了从氧化和二次氧化，而且还原剂消耗量很低；尽可能做到热能充分利用，达到既能环保的目的，并适用于各种高、低品位矿，尤其适合难选矿、复合矿和工业含铁废渣，可生产出砾铁和直接还原铁产品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及冶金
，具体涉及一种还原铁的窑炉。
技术介绍
世界直接还原铁生产工艺大致可分为两大类一种是气基竖炉生产工艺；一种是煤基回转窑生产工艺。前者生产量约占总产量的92%，而后者约占总产量的8%。在这两种生产技术的基础上，又发展了熔融还原生产技术。近年来，将直接还原与熔融还原技术加以组合，形成了 COREX-Midrex联合流程，颇受人们的关注。现有的直接还原铁生产工艺 主要是采用煤基隧道窑罐式法，也有少量的煤基回转窑法、煤基竖炉法及转底炉法。因为煤基回转窑法、煤基竖炉法及转底炉法存在技术方面和操作上等存在着很多的问题。比如煤基回转窑法普遍存在回转窑结圈；窑内还原气氛不充分；产品后期氧化；如果生产金属化球团产品还存在球团粉化等致命的缺陷，所以近年国内一共上马了十余条煤基回转窑直接还原铁生产线，大都因为这几个问题，至今无法连续、正常生产。煤基还原竖炉存在着炉温难以掌控，还原窑炉中心温度无法达到还原工艺要求当炉内外部温度适合工艺温度时，炉中心却出现生料；而当炉内外部温度超过工艺温度时，炉内外部造成球团(块矿)间粘结、结块，进而使炉内棚料，使物料无法顺行。另外还原物料的出料温度较高，容易氧化，存在较多重要的问题，致使国内煤基竖炉规模很小，直径最大不超过2m。无法规模化生产。近年有人提出采用煤碳造气、脱硫、再加温到1200°C左右后增压输入还原竖炉中进行气基还原。工艺是可行的，因为1200°C煤气的温度入炉，在炉内，温度只能在1200°C以下，不会出现球团(块矿)间粘结、结块、棚料等现象，可随着煤碳价格不断上涨，煤碳转成高温煤气后，再降温除尘、脱硫，再把冷煤气用煤碳或煤气加温到1200°C左右，这样浪费了能源，增加了能源消耗，所以此项目至今没有人敢上马，只是停留在学术研究上。因此只有走过30年历史的煤基隧道窑罐式法工艺比较稳定、成熟，小项目分布相对比较普遍。目前中国年产50万吨直接还原铁(海绵铁)，大都是煤基隧道窑罐式法生产的；但是传统的煤基隧道窑罐式法具有投资大；占地面积广；还得必须采用昂贵的耐火罐(吨还原铁消耗耐火罐一般在230-280元/吨)，工艺落后造成能耗高、还原时间长，劳动力消耗高、产品质量差等原因，造成生产成本高、销路不畅等实际问题。使中国尽管是世界上钢产量第一大国，可直接还原铁的年产量不及印度半个月的产量，造成钢铁公司的直接还原铁有大量的缺口，不得不化高价大量进口国外的直接还原铁。煤基隧道窑罐式法生产还原铁的目前工艺，只能采用TFe >66%的铁精矿粉或铁鳞直接还原还原铁。如果采用低品位矿石直接还原，其生产成本将无法接受。近来来，也有人在推广煤基转底炉法，但因窑炉结构为还原物料是与火焰直接接触，这就必然使还原铁有氧化现象，所以转底炉法生产的还原铁的还原率最高在68%，根本无法达到《国家直接还原铁产品(准)标准》，只能与矿热炉或电弧炉等配套熔分用，不能单独用于生产直接还原铁产品。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种还原铁的窑炉，节省设备成本的同时，提高了物料的还原效率。本技术包括窑顶，助燃风管道，燃气管道，烧嘴，料池，曲封，窑车，该窑炉还包括隔板，窑顶下与隔板上的空间为上燃烧室，隔板下与料池上的空间为还原室，料池下与曲封上的空间为下燃烧室，该窑炉的烧嘴分为上烧嘴和下烧嘴，分别设置于上燃烧室和下燃烧室的炉壁上，燃气管道连接上烧嘴和下烧嘴，助燃风管道接入上燃烧室和下燃烧室，窑车支撑着料池。与现有技术相比，本技术的特点及其有益效果是I.隔板隔绝给窑炉加热的明火，使窑车的料盘在还原室内完成还原和渣铁分离，此刻还原室内会形成300Pa IlOOPa的高浓度还原气体，使两头的空气无法进入，不但有效防止了从氧化和二次氧化，而且还原剂消耗量很低，是隧道窑法1/3的消耗量；2.料池下面有曲封，即起到下隔板的作用，防止火热上窜和杜绝料池的还原气体下行，又起到料池的地板的作用；3.料池的上下各有一个燃烧室，燃烧室的温度可以达到1350°C以上，使料池内的温度稳定，上下温差小，并使废气外排畅通，避免了还原室内局部温度过高造成的物料过还原与还原温度过低导致还原物料还原不充分的矛盾；4.本技术使物料在预热和还原时不氧化并且在冷却时也不会二次氧化，可以获得98%以上的还原率，并且无需昂贵的耐火罐，大大节省了设备的成本； 5.本技术无需考虑球团成球的水份含量，粉矿率，常温和高温强度，转鼓指数等苛刻条件，只要球团能装入料池内即可；废气的余热用于再加温煤气或助燃风或余热发电，使其尽可能做到热能充分利用，达到既能环保的目的，并适用于各种高、低品位矿，尤其适合难选矿、复合矿和工业含铁废渣，可生产出砾铁和直接还原铁产品。附图说明图I是本技术的结构示意图，其中I窑顶，2助燃风管道，3燃气管道，4上烧嘴，5隔板，6料池，7下烧嘴，8曲封，9窑车，10上燃烧室，11还原室，12下燃烧室。具体实施方式下面结合实施例对本技术作详细说明，但本技术的保护范围不仅限于下述的实施例采用本技术建造还原铁窑炉，长25米，高3米，宽I. 5米。包括窑顶1，助燃风管道2，燃气管道3，烧嘴，料池6，曲封8，窑车9，该窑炉设备还包括隔板5，窑顶下与隔板上的空间为上燃烧室10，隔板下与料池上的空间为还原室11，料池下与曲封上的空间为下燃烧室12，该窑炉设备的烧嘴分为上烧嘴4和下烧嘴7，分别设置于上燃烧室10和下燃烧室12的炉壁上，燃气管道3连接上烧嘴4和下烧嘴7，助燃风管道2接入上燃烧室10和下燃烧室12，窑车9支撑着料池6。先将液化气通入燃气管道3，同时打开助燃风管道2及燃气管道3并点燃液化气，加热8小时，使上下燃烧室的温度达到1300°C时，将TFe=40. 46%的被还原物料临江羚羊石铁块粉球团和还原剂混合后，装入窑车9，进车还原时间为3. 5小时，高温段为4个车位，窑车9运行间隔为50分钟，采用导热系数很高的碳化硅材质上隔板5隔绝了上燃烧室10中的明火，使窑车9的料池6在还原室11内完成还原并实现渣铁分离，料池的上下各有一个燃烧室，燃烧室的温度可以达到1350°C以上，使料池内的温度稳定，上下温差小，并使废气外排畅通。此刻还原室内会形成300Pa IlOOPa的高浓度还原气体，使两头的空气无法进入，不但有效防止了从氧化和二次氧化，而且还原剂消耗量很低，是隧道窑法1/3的消耗量。 整个料池均在一个马弗状态中运行，还原气氛稳定、充分，铁物料的还原效果彻底、充分。被还原物料的主要指标为羚羊石球团被还原处理后的砾铁产品的全铁重量百分比占97. 32%，金属化率为99. 77% ;砾铁率为95. 68%，砾铁密度7. 47t/m3，尾矿含铁量为0. 89%，铁的回收率为98. 97%。权利要求1.一种还原铁的窑炉，包括窑顶，助燃风管道，燃气管道，烧嘴，料池，曲封，窑车，其特征在于该窑炉还包括隔板，窑顶下与隔板上的空间为上燃烧室，隔板下与料池上的空间为还原室，料池下与曲封上的空间为下燃烧室，该窑炉设备的烧嘴分为上烧嘴和下烧嘴，分别设置于上燃烧室和下燃烧室的炉壁上，燃气管道连接上烧嘴和下烧嘴，助燃风管道接入上燃烧室和下燃烧室，窑车支撑着料池。专利摘要一种还原铁的窑炉，属冶金
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【技术保护点】
一种还原铁的窑炉，包括窑顶，助燃风管道，燃气管道，烧嘴，料池，曲封，窑车，其特征在于该窑炉还包括隔板，窑顶下与隔板上的空间为上燃烧室，隔板下与料池上的空间为还原室，料池下与曲封上的空间为下燃烧室，该窑炉设备的烧嘴分为上烧嘴和下烧嘴，分别设置于上燃烧室和下燃烧室的炉壁上，燃气管道连接上烧嘴和下烧嘴，助燃风管道接入上燃烧室和下燃烧室，窑车支撑着料池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶立群，徐钦森，唐竹胜，
申请(专利权)人：沈阳博联特熔融还原科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：