氣體均勻分布的還原爐的製作方法

2023-10-10 06:11:44 3

專利名稱：氣體均勻分布的還原爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種還原包含氧化鐵成分的礦石的還原爐，以及一種通過熔化經還原的礦石來製備熔鐵的設備。
背景技術：
圖I示出了一種現有的還原包含氧化鐵成分的礦石的還原爐，以及通過熔化經還原的礦石來製備熔鐵的設備I。如圖I中示出的，設備I具備用於通過吹入還原氣體來還原或預熱結塊礦石(例如球團或塊狀礦石等)的還原爐10。爐料通過爐料投入口 11被投入還原爐10。在還原爐10中被還原的爐料通過排出螺釘13定量排出，且被排出的爐料通過豎直下降管14和傾斜下降管16供應至熔爐20。豎直下降管14具備保管箱15，且保管箱15連接有氮供應管(未示出)，以將用於冷卻的氮吹入豎直下降管14。用於冷卻的氮可以減少由從熔爐20回流至還原爐10的氣體施加至排出螺釘13的熱衝擊。·在熔爐20中，還原爐料所需的還原氣體是通過煤的氣化來製備的，且此時產生的熱量被用來熔化由還原爐10還原和供應的爐料。在熔爐20中產生的還原氣體在旋風收塵器22中被集塵，然後通過還原氣體吹入口 17吹入還原爐10。所吹入的還原氣體在經過氧化物形式的爐料的填充層30的時候對爐料進行還原。由於所填充的爐料導致的阻力，所以所吹入的還原氣體可能不被提供至還原爐10的中心，而是主要沿著還原爐10的壁部流動。還原氣體的不均勻分布可能導致各個位置的爐料的還原率嚴重不平衡，且還原爐10的中心處的未還原的爐料可能被供應至熔爐20，從而破壞熔爐20的熱平衡，因此可能發生諸如產量降低、燃料成本增加以及運行率降低的情況。尤其，在出於增大容量的目的而增大現有的還原爐10的尺寸的情形中，還原氣體的不均勻分布會更嚴重，且當還原爐10的徑向尺寸增大時，還原氣體到達還原爐10的中心會更困難。此外，由於在熔爐20中產生的還原氣體通過旋風收塵器22被吹入還原爐10的情形中旋風收塵器22中會出現壓力降，所以還原氣體會通過壓力降相對較小的豎直下降管14和排出螺釘13回流到還原爐10中。因此，為了防止該情況，出於在通過排出螺釘13回流到還原爐10中的還原氣體中產生壓力降的目的，本質上需要設置爐料的未還原高度h，從而必須對設備的高度進行不必要的增大。

發明內容
技術問題為了解決現有技術中的問題而提出的本發明的一個方面的目的在於，通過消除還原氣體的分布不均勻現象(其中，供應至還原爐內部的還原氣體不能被供應至還原爐的中心，而是主要沿著壁部流動)，來提高還原爐內的爐料的還原率並使爐料顆粒之間的還原率均勻，從而減少在爐料供應至熔爐時熔爐的熱負荷，由此實現諸如產量提高、燃料成本降低、運行率提高以及操作穩定性的改進。
本發明的另一方面的目的在於，通過使還原氣體在還原爐的徑向上均勻分布，在還原爐的容量增大時，能夠簡單地通過在徑向上增大還原爐和凸樁的尺寸來實現設施容量的增大。技術方案根據解決上述問題的本發明的第一特徵，提供了一種還原爐，具備爐料投入口，用於投入爐料；以及還原氣體吹入口，用於吹入還原氣體，其特徵在於，所述爐料投入口形成在所述還原爐的上部，且所述還原氣體吹入口設置在所述還原爐的下部。根據本發明的第二特徵，所述還原氣體吹入口可以設置在凸樁的底部，所述凸樁布置在所述還原爐的下部。根據本發明的第三特徵，所述凸樁的內部可以形成有與所述還原氣體吹入口連通 的路徑。根據本發明的第四特徵，所述路徑可以是以徑向對稱方式形成的多個路徑。根據本發明的第五特徵，在正常運行狀況下，用於排出被還原氣體還原的爐料的豎直下降管可以填充有爐料。根據本發明的第六特徵，所述豎直下降管的端部可以設置有保管箱，且所述保管箱中可以設置有用於定量排出爐料的排出螺釘。根據本發明的第七特徵，所述豎直下降管具有預定的豎直長度，以在通過所述豎直下降管回流至所述還原爐的氣體中產生壓力降。有益效果根據本發明，由於可以通過布置在還原爐的下部的中心的凸樁來吹入還原氣體，所以可以提高還原爐中的爐料的還原率，使爐料顆粒之間的還原率均勻，且減少當爐料被供應至熔爐時熔爐的熱負荷，從而可以實現產量提高、燃料成本降低、運行率提高以及操作穩定性。此外，本發明可以使還原氣體均勻分布在還原爐的徑向上，從而在還原爐的容量增大時，能夠簡單地通過在徑向上增大還原爐和凸樁的尺寸來實現設施容量的增大。此外，由於作為爐料供應裝置的排出螺釘的位置從還原爐的下端移至保管箱的一部分，所以豎直下降管中產生了壓力差，從而可以防止高壓氣體從熔爐回流至還原爐。


圖I是現有的用於還原包含氧化鐵成分的礦石的還原爐，以及通過熔化經還原的礦石來製備熔鐵的設備的縱截面視圖；以及圖2是本發明的一個實施例的還原爐的縱截面視圖。附圖標記說明100還原爐110爐料投入口120廢氣排出口130排出螺釘140豎直下降管150保管箱
160傾斜下降管170還原氣體吹入口180 凸樁
具體實施例方式下文中，參考附圖詳細描述本發明的實施例。圖2是本發明的一個實施例的還原爐100的縱向截面圖。參考圖2，在還原爐100的上部具備爐料投入口 110和多個廢氣排出口 120。還原爐100的內部的下端設置有凸樁180 (或凹樁，這兩個術語在下文中可互換使用)。設置凸樁180是為了防止由爐料本身的負荷引起的爐料噴火或者固定層的形成。還原氣體吹入口 170被設置在凸樁180的底部，且凸樁180的內部形成有一個路徑以允許通過還原氣體吹入口 170吹入的還原氣體經過。還原氣體吹入口 170形成在還原爐100在徑向上的中心，優選地在凸樁180的內部以徑向·對稱方式形成多個與還原氣體吹入口 170連通的路徑。還原爐100的下部設置有與還原爐100連接的豎直下降管140，豎直下降管140的端部設置有保管箱150。保管箱150中設置有排出螺釘130 (—個可附接和可拆卸的用於供應定量爐料的裝置)。保管箱150的下部設置有與熔爐的穹頂部連接的傾斜下降管160。爐料通過爐料投入口 110投入熔爐100。在還原爐100中被還原的爐料被轉移至豎直下降管140，由此通過在豎直下降管140的端部形成的排出螺釘130來定量排出。所排出的爐料通過傾斜下降管160供應至該熔爐。同時，爐料被還原氣體還原，然後通過廢氣排出口 120排出。在正常操作狀況下，還原爐100和豎直下降管140的內部填充有爐料。根據前述還原爐100的結構，通過在凸樁180 (其設置在該還原爐的內部的下端)的底部設置還原氣體吹入口 170，來代替現有的位於該還原爐的中間壁部的還原氣體進氣口，把該熔爐的還原氣體吹入，從而可以將現有的還原氣體不均勻分布現象變為徑向上的均勻分布，提高還原氣體的利用率和爐料的還原率，且使爐料的還原率均勻。此外，當爐料被供應至該熔爐時，通過減小該熔爐的熱負荷，可以實現產量提高、燃料成本降低、運行率提高以及操作穩定性提高。此外，由於還原氣體可以在該還原爐的徑向上均勻分布，所以在還原爐的容量增大時，可以簡單地通過在徑向上增大還原爐100和凸樁180來實現設施容量的增大。此外，由於排出螺釘130 (—個用於定量供應爐料的裝置)被設置在保管箱150的一部分中而非被設置在該還原爐的下端，所以豎直下降管140中產生了壓力降，從而可以防止該熔爐內的高壓還原氣體通過排出螺釘130回流至還原爐100。即，可以防止由豎直下降管140中產生壓力差引起布置在傾斜下降管160下部的熔爐中的高壓還原氣體回流至還原爐100。通常，出於在還原氣體中產生壓力降以防止還原氣體通過排出螺釘130回流的目的，需要將爐料的未還原高度設置為h。然而，由於該壓力降可以通過本發明中的豎直下降管140來產生，所以還原爐100的高度可以減小，減小程度是圖I中示出的未還原高度h。此外，通常氮被吹入豎直下降管140，以用於減少由從該熔爐回流至還原爐100的氣體施加至排出螺釘120的熱衝擊。然而，由於本發明的還原爐100可以不需要吹入豎直下降管140的氮，所以可以減少氮的使用量並降低運行成本。
權利要求
1.一種還原爐,具備 爐料投入口( 110 )，用於投入爐料；以及 還原氣體吹入口( 170)，用於吹入還原氣體， 其特徵在於，所述爐料投入口( 110)形成在所述還原爐的上部，且所述還原氣體吹入口(170)設置在所述還原爐的下部。
2.根據權利要求I所述的還原爐，其特徵在於，還具備布置在所述還原爐的下部的凸樁(180)，其中所述還原氣體吹入口( 170)設置在所述凸樁(180)的底部。
3.根據權利要求2所述的還原爐，其特徵在於，在所述凸樁(180)的內部形成有與所述還原氣體吹入口( 170)連通的路徑。
4.根據權利要求3所述的還原爐，其特徵在於，所述路徑是以徑向對稱方式形成的多個路徑。
5.根據權利要求1-4中任一項權利要求所述的還原爐，其特徵在於，還具備豎直下降管(140)，用於排出被還原氣體還原的爐料，其中在正常操作狀況下，所述豎直下降管(140)的內部填充有爐料。
6.根據權利要求5所述的還原爐，其特徵在於，所述豎直下降管(140)的端部設置有保管箱(150)，且所述保管箱(150)中設置有用於定量排出爐料的排出螺釘(130)。
7.根據權利要求6所述的還原爐，其特徵在於，所述豎直下降管(140)具有預定的豎直長度，以在通過所述豎直下降管(140)回流至所述還原爐的氣體中產生壓力降。
全文摘要
本發明提供了一種還原包含氧化鐵成分的礦石的還原爐，具備爐料投入口(110)，用於投入爐料；以及還原氣體吹入口(170)，用於吹入還原氣體，其中所述爐料投入口(110)形成在所述還原爐的上部，且所述還原氣體吹入口(170)設置在所述還原爐的下部的中心。根據本發明，通過將還原氣體吹入所述還原爐的下部的中心，使還原氣體在所述還原爐中均勻分布，從而提高所述還原爐內的爐料的還原率，且使爐料顆粒之間的還原率均勻。
文檔編號C21B13/02GK102947470SQ201080067595
公開日2013年2月27日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者姜信明, 李相皓 申請人:Posco公司, 株式會社Posco建設