鐵礦石熔化還原裝置的預還原爐的製作方法
2023-06-06 07:04:56
專利名稱：鐵礦石熔化還原裝置的預還原爐的製作方法
技術領域：
本發明與冶金領域有關。
本發明涉及一種熔化還原裝置，尤其是涉及鐵礦石熔化還原裝置的預還原爐。
鐵礦石熔煉還原裝置一般包括兩座主要的爐子-一座預還原爐和一座熔化還原爐。熔化還原爐通常是一個轉爐狀的反應罐。在熔化還原爐中，鐵礦石以及一種碳素材料被送入一個熔融鐵池中，並通過一個噴槍將氧氣從上方吹入熔池，藉助於熔化還原反應，使鐵礦石還原。而在預還原爐中，則藉助於從熔化還原爐中排出的氣體，使將被送往熔化還原爐的鐵礦石預還原。所述預還原爐呈流化床形式，利用從熔化還原爐中排出的氣體使鐵礦石流化、還原，這種方法成本較低。
圖1為一種熔化還原裝置的示意圖。
如圖1所示，該熔化還原裝置由熔化還原爐1、預還原爐2、主原料鐵礦石儲料倉3以及輔助原料儲料倉4組成，所述預還原爐2用來使將被送往熔化還原爐的鐵礦石預還原。
所述熔化還原爐1包括轉爐狀反應罐5、噴槍6、氣體噴管7、斜管9以及斜管10，所述噴槍6穿過反應罐的頂部開口5a插入，一種攪動氣體通過氣體噴管7吹入金屬熔池;斜管9安裝在排氣罩8上，用來送入經過預還原的鐵礦石;而斜管10也安裝在排氣罩8上，用來送入輔助原料。
預還原爐2包括具有多個噴口13的分配器12、在分配器12下部的吹氣室14以及預還原室15。在吹氣室15上設有氣體入口16，而在預還原室15上設有鐵礦石送入斜管17以及氣體排出口18。
預還原後的鐵礦石經過分配器12中心的卸料孔12a進入卸料管19。所述卸料管向下延伸，穿過預還原爐2的底部，並通過「L」形閥20和兩個中間儲料倉21，與供料斜管9連結。
設置在排氣罩8上的氣體出口11與供氣管22相連，後者再經過旋流集塵器23與氣體入口16相連。而所述氣體排出口18與排氣管24相連，後者再連接到旋流集塵器25上。
導管26將儲料倉3與預還原室15的斜管17相連，而導管27將輔助原料儲料倉4與斜管10相連。
在熔化還原爐1中盛有預定數量的熔融生鐵28。鐵礦石在預還原爐2中預還原後就送到該熔化還原爐1中。
輔助原料如煤或熔劑，則經過斜管10送到熔化還原爐1中。
藉助於穿過轉爐狀反應罐5頂部開口5a垂直插入的噴槍6，將氧氣吹入罐5。並通過氣體噴管7將攪動氣體例如氮氣吹入熔融的生鐵28中，送入熔化還原爐的碳素材料(例如煤)中的碳以及熔融生鐵28中的碳與噴槍6導入的氧氣反應，生成一氧化碳氣。生成的一部分一氧化碳氣再與噴槍6導入的過量氧氣反應而生成二氧化碳氣。在上述放熱反應產生的熱量、反應介質碳以及一氧化碳氣體的作用下，送入熔融生鐵28中的鐵礦石被熔化和還原。
熔化還原爐1排出的高溫氣體，從設置在排氣罩8上的氣體出口11流出，通過供氣管22，引入預還原爐2的吹氣室14。所述高溫氣體再穿過分配器12的噴嘴13，吹入預還原室15，使得從儲料倉3經過導管26和斜管17送來的鐵礦石預熱和預還原。
預還原後的鐵礦石經過分配器12中心的卸料孔12a進入卸料管19，再經過「L」形閥20送往兩個中間儲料倉21。所述預還原後的鐵礦石輪流地送入這些儲料倉中暫時存放，然後再輪流地從這些儲料倉中放出，經過斜管9進入熔化還原爐1。鐵礦石在熔化還原反應之前就這樣進行預還原，能提高該過程的熱效率。
分配器12由陶瓷製成，它被來自熔化還原爐1的高溫氣體加熱，這種氣體是通過噴嘴13吹入預還原爐2的。這種高溫氣體中含有粉塵，例如是尺寸不足10微米的鐵礦石細顆粒，圖1所示的旋流集塵器23不能將這樣的顆粒分離出去。這種粉塵含有鈉、鉀鹼金屬組分，它們在超過900℃的高溫氣體中呈粘性，因此能粘附在分配器12的比較粗糙的底面和噴嘴13的內表面上，並被分配器中積聚的熱加熱，燒結成硬塊。其結果是，粘附的粉塵在這些表面上逐漸積累，氣體流動受到嚴重阻礙，正常的流態化無法繼續。
本發明的一個目的是提供一種鐵礦石熔化還原裝置的預還原爐，來自熔化還原爐的氣體粉塵不會粘附在這種預還原爐的分配器上。
本發明所提供的鐵礦石熔化還原裝置的預還原爐包括一個流態化還原室，也就是該預還原爐的上部，鐵礦石就被送往此處並進行預還原;
一個吹氣室，也就是該預還原爐的下部，還原氣體就被送往此處;
一個分配器，它被安裝在所述流態化預還原室和所述吹氣室之間;
多個第一噴嘴，它們穿過所述分配器，用來將吹氣室內的所述還原氣體吹入預還原室;
一根卸料管，它用來排出預還原後的鐵礦石，並安裝在延伸穿過所述分配器的預還原室底部中心處，有一種冷卻流體在此卸料管中流動;
至少兩根可水平移動的清掃管，它們位於分配器的下方;
以及多個第二噴嘴，它們固定在所述可水平移動的清掃管上，用來將清掃氣體噴射到所述分配器的底面上。
圖1是一種熔化還原裝置的示意圖;
圖2是局部剖出的清掃裝置水平布置圖;
圖3是一個本發明實施例的垂直斷面圖;
圖4是另一個本發明實施例的垂直斷面圖。
相關技術的傳統分配器，其材質是一種陶瓷。由於這種陶瓷表面比較粗糙，粉塵很容易粘附在分配器表面上。
為了加速清除粘附在分配器上的粉塵，可使用一種氣體清掃裝置。這種氣體清掃裝置配備著多個噴嘴，以便朝分配器底面噴射清掃氣體。
圖2是局部剖出的該清掃裝置的水平布置圖。圖3是一個本發明實施例的垂直斷面圖。
如圖2、3所示，將預還原爐的上部預還原室15與下部吹氣室14分開的分配器12具有卸料孔12a，卸料孔12a被陶瓷管制成的、向預還原室15噴吹還原氣體的多個噴嘴13包圍。卸料管19與卸料孔12a相連。在分配器12底面下方和卸料管19兩側安裝著兩根清掃管30。所述清掃管30可水平移動，在它們的前半段上裝有多個氣體噴嘴31，這些噴嘴能朝分配器12的底面噴射清掃氣體。
清掃管30的後半段位於預還原爐的外側。在預還原爐的側壁上裝有多個套管32，所述清掃管30能穿過各自的套管32，插入吹氣室14或從中縮回。移動機構33安裝在預還原爐的外部。
該移動機構具有往復運動鏈條，鏈條的端部固定在預還原爐的一個伸出部分上。在這些往復運動鏈條的作用下，清掃管30能穿過套管32，插入吹氣室14或從中縮回。
管34與預還原爐外的管30端部相連。從氣源35接出的輸送管道36再與管34相連。在輸送管道36中安裝著閥37。所述氣體清掃管30能在一個驅動機構作用下轉動，圖2中沒有畫出該驅動機構。
氣體清掃管30能通過氣體噴嘴31吹出清掃氣體，除去粘附在分配器底面上的粉塵。所述氣體清掃管30通常縮回在預還原爐外側，需要時藉助於移動機構33伸入吹氣室14，並向分配器12的底面12b噴射清掃氣體，例如一種惰性氣體。其結果是，粘附在分配器12的底面12b的粉塵被清掃氣體吹掉。因此，分配器底面12b上的噴口13的下端不會被粉塵堵塞。
在高10m、內直徑1m的預還原爐的分配器12中心部分設置著內直徑200mm的卸料孔12a，而圍繞著此卸料孔12a的陶瓷噴嘴13內直徑為26mm。
而兩根可水平移動的氣體清掃管安裝在距離卸料管19兩側和分配器12正下方300mm處。測量位於分配器12下方的吹氣室14中的氣壓以及預還原室15中的氣壓，當它們的壓差加大並超過一個預定值時，就判定噴口13發生堵塞，於是氣體清掃管30插到吹氣室14中，並且將壓強為20公斤/釐米2的清掃氣體噴向分配器12的底面12b。
結果，粘附在分配器12的底面12b上的粉塵掉落，分配器12的底面12b上的噴嘴13的張開端部不再堵塞，預還原爐恢復平穩運行。
圖4是另一個本發明實施例的垂直剖面圖。
從圖4可見，卸料孔12a可設置在預還原室15的側壁上，而卸料管19可安裝在預還原爐的外部。
權利要求
1.一種鐵礦石熔化還原裝置的預還原爐，它包括一個流態化預還原室，它設置在該預還原爐的上部，鐵礦石就被送往此處並進行預還原；一個吹氣室，它設置在該預還原爐的下部，還原氣體就被送往此處；一個分配器，它被安裝在所述流態化預還原室和所述吹氣室之間；多個第一噴嘴，它們穿過所述分配器，用來將吹氣室內的所述還原氣體吹入預還原室；一根卸料管，它用來排出預還原後的鐵礦石，並安裝在延伸穿過所述分配器的預還原室底部中心處，有一種冷卻流體在此卸料管中流動；至少兩根可水平移動的清掃管，它們位於所述分配器的下方；以及多個第二噴嘴，它們固定在所述可水平移動的清掃管上，用來將一種清掃氣體噴射到所述分配器的底面上。
2.一種鐵礦石熔化還原裝置的預還原爐，它包括一個流態化預還原室，它設置在該預還原爐的上部，鐵礦石就被送往此處並進行預還原;一個吹氣室，它設置在該預還原爐的下部，還原氣體就被送往此處;一個分配器，它被安裝在所述流態化預還原室和所述吹氣室之間;多個第一噴嘴，它們穿過所述分配器，用來將吹氣室內的所述還原氣體吹入預還原室;一根卸料管，它用來排出預還原後的鐵礦石，並安裝在所述流態化預還原室的側壁上;至少兩根可水平移動的清掃管，它們位於所述分配器的下方;以及多個第二噴嘴，它們固定在所述可水平移動的清掃管上，用來將一種清掃氣體噴射到所述分配器的底面上。
全文摘要
一種鐵礦石熔化還原裝置的預還原爐，它包括一個上部流態化預還原室，鐵礦石就被送往此處並進行預還原；一個下部吹氣室，還原氣體就被送往此處；一個安裝在預還原室和吹氣室之間的分配器；用來將吹氣室內的還原氣體吹入預還原室的多個第一噴嘴；用來排出預還原後鐵礦石的一根卸料管；位於分配器下方的至少兩根可水平移動的清掃管；以及用來將清掃氣體噴射到分配器底面上的多個第二噴嘴。
文檔編號C21B13/14GK1054446SQ91101208
公開日1991年9月11日 申請日期1991年2月27日 優先權日1990年2月27日
發明者松尾正浩, 金谷弦治 申請人:日本鋼管株式會社