專利名稱：一種熔融還原煉鐵用組合噴槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熔融還原煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種熔融還原煉鐵用組合
噴槍。用于熔融還原煉鐵工藝的煤粉噴吹和燃燒的設(shè)備，可以直接使用現(xiàn)有氧氣轉(zhuǎn)爐爐體設(shè)備進(jìn)行煉鐵，適用于黑色和有色冶金領(lǐng)域進(jìn)行的高溫熔融還原冶煉領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)目前正面臨資源、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等各種問題，現(xiàn)代高爐愈來愈暴露出它本身的局限性，特別需要我們研究出適合我國條件的非高爐煉鐵技術(shù)，改變我國鋼鐵工業(yè)以焦炭為主要能源的局面，促進(jìn)我國鋼鐵工業(yè)穩(wěn)步健康地持續(xù)發(fā)展。非高爐煉鐵工藝由于具有高效利用資源、環(huán)境污染小以及提高生產(chǎn)效率等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)煉鐵高效、長壽、低耗發(fā)展目標(biāo)的必然趨勢。 熔融還原煉鐵工藝與傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝相反，它是借助高溫環(huán)境，用碳還原熔渣中氧化鐵，并燃燒還原過程中產(chǎn)生的煤氣為熔融和還原反應(yīng)提供熱量，從而達(dá)到產(chǎn)率和能耗合理配置，可以大大提高生產(chǎn)效率。日本的DI0S工藝、澳大利亞的HIsmelt工藝和AusIron工藝、美國的AISI工藝以及前蘇聯(lián)的Romelt工藝為這類方法的典型代表，但這些工藝由于終還原爐Fe0含量高、爐襯耐火材料侵蝕嚴(yán)重、爐缸壽命短和熱能利用效率低、能耗高等原因被束之高閣。 要徹底解決這些問題，可以借鑒現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的經(jīng)驗(yàn)，使用間歇生產(chǎn)方式和濺渣護(hù)爐技術(shù)延長爐襯壽命，同時對熔融還原工藝的噴吹設(shè)備和二次燃燒方式進(jìn)行改造，提高鐵浴熔池的傳熱效率和二次燃燒熱的利用效率，降低礦耗和煤粉消耗，從而降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種熔融還原煉鐵用組合噴槍，提高鐵浴熔池的傳熱效率和二次燃燒熱的利用效率，降低礦耗和煤粉消耗，從而降低生產(chǎn)成本。[0006] 本實(shí)用新型的核心為一組合式噴槍，使用轉(zhuǎn)爐爐體做反應(yīng)容器進(jìn)行鐵水冶煉。[0007] 本實(shí)用新型由兩個可以獨(dú)立移動的內(nèi)部中心煤氧噴槍和外部套筒噴槍組成，中心煤氧噴槍可插入鐵浴熔池中進(jìn)行燃燒，外部套筒噴槍用于還原產(chǎn)生煤氣的二次燃燒。[0008] 中心煤氧噴槍為套筒式，中心為噴煤管，外部為水冷卻保護(hù)套管，套管內(nèi)部安裝多條冷卻水管和助燃用氧氣管。來水經(jīng)由冷卻水管直接輸送到套筒的頂端，回水沿套筒內(nèi)氧氣管和冷卻水管縫隙返回，并從出水管道排出。氧氣管將氧氣輸送到噴槍口 ，經(jīng)由特殊噴咀噴出，與噴吹管噴入的煤粉燃燒。 外部套筒噴槍為水冷套筒結(jié)構(gòu)，管內(nèi)安裝多條氧氣管和冷卻水管，冷卻水管用于套筒的冷卻降溫，來水經(jīng)由冷卻水管輸送到套筒的頂端，回水沿套筒內(nèi)部氧氣管和冷卻水管的縫隙返回。 可以將原料、燃料和溶劑等從外部套筒噴槍與中心煤氧噴槍的加料環(huán)縫注入鐵浴熔池中，使反應(yīng)器內(nèi)的上升煤氣流與加入的原、燃料隔離，減少粉塵排出量。[0011] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐體做熔融還原反應(yīng)爐，將中心煤氧槍直接插入熔池中進(jìn)行燃燒并攪拌熔池，提高煤粉燃燒熱的利用效率、提高熔融和還原反應(yīng)的速度；同時通過外部套筒噴槍向熔池表面噴吹氧氣，將還原過程中產(chǎn)生的煤氣二次燃燒，為熔融和還原反應(yīng)供熱；將鐵礦石和煤塊、熔劑等通過組合噴槍連續(xù)加入到在轉(zhuǎn)爐爐體內(nèi)形成的鐵浴熔池中，減少原燃料加入過程中產(chǎn)生的粉塵，提高原燃料的利用率；另外，熔融還原反應(yīng)后期停止加料后，繼續(xù)向熔池中噴吹煤粉和氧氣，可以還原熔渣中的FeO，沉淀和回收熔渣中夾帶的部分粒鐵。 組合噴槍同時配合浸入式燃燒和厚渣層操作技術(shù)，可以大大提高對鐵浴熔池的攪拌強(qiáng)度，提高二次燃燒熱的利用效率和熔融還原反應(yīng)速率，降低燃料消耗、降低生產(chǎn)成本和提高鐵水產(chǎn)量。 本發(fā)明的有益效果是 利用鋼鐵工業(yè)現(xiàn)有成熟的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐工藝、設(shè)備和技術(shù)，直接利用粉礦和非焦煤生產(chǎn)鐵水，與目前傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝相比，不但可以不建焦化、燒結(jié)、球團(tuán)等生產(chǎn)工廠，降低對環(huán)境的污染；而且可以直接使用非焦煤、低品位的鐵礦石和含鐵工業(yè)粉塵、轉(zhuǎn)爐煉鋼液態(tài)鋼渣等，降低燃料消耗和提高鐵水產(chǎn)量；同時由于大部分設(shè)備為現(xiàn)有的煉鋼設(shè)備，工藝技術(shù)相對成熟，工業(yè)化應(yīng)用風(fēng)險較小。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。


圖1為組合噴槍的橫截面示意圖。其中，噴煤管1、冷卻水管2、氧氣管3、加料環(huán)縫4、冷卻水管5、氧氣管6、中心煤氧噴槍7、外部套筒噴槍8。 圖2為組合噴槍前端部的縱向剖面示意圖。其中，噴煤管1、冷卻水管2、氧氣管3、氧氣管6、中心煤氧噴槍7、外部套筒噴槍8。 圖3為使用組合噴槍在轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行鐵水冶煉的工藝示意圖。其中，中心煤氧噴槍7、外部套筒噴槍8、鐵浴熔池9、鐵水層10、轉(zhuǎn)爐上部煙罩11、轉(zhuǎn)爐爐體12。
具體實(shí)施方式熔融還原用組合噴槍可以使用轉(zhuǎn)爐爐體作為熔融還原反應(yīng)容器進(jìn)行鐵水冶煉。[0021] 在鐵水冶煉過程中，將鐵礦石和煤塊、熔劑等通過外部套筒噴槍8與中心煤氧噴槍7的加料縫隙4連續(xù)加入到鐵浴熔池9中，同時將氧煤槍插入鐵浴熔池9中進(jìn)行燃燒，為鐵浴熔池9提供熱量并對熔池進(jìn)行攪拌，提高熔融和還原速率；同時將外部套筒噴槍8調(diào)整到鐵浴熔池9表面適當(dāng)高度位置處，對還原反應(yīng)過程中產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行二次燃燒，向鐵浴熔池9傳熱；進(jìn)入熔融還原反應(yīng)后期，停止礦石等原料的加入，同時加入一些煤塊，繼續(xù)向鐵浴熔池9中噴吹煤粉和氧氣，對鐵水進(jìn)行增碳操作，沉淀熔渣中夾帶的部分粒鐵和還原熔渣中的FeO。最后按照轉(zhuǎn)爐出鋼的方式排放出鐵水和熔渣，進(jìn)行下一爐次鐵水的冶煉。[0022] 正常生產(chǎn)中可以預(yù)留上一爐部分熔渣做熔池母液，首次生產(chǎn)時可以先將一定量的煤塊和熔劑等加入到轉(zhuǎn)爐爐體12中，通過組合噴槍的中心煤氧噴槍7向熔池噴吹煤粉和氧
4氣進(jìn)行燃燒，將加入料熔化，形成熔池后再進(jìn)行正常生產(chǎn)'
權(quán)利要求一種熔融還原煉鐵用組合噴槍，其特征在于，由兩個可以獨(dú)立移動的內(nèi)部中心煤氧噴槍(7)和外部套筒噴槍(8)組成，中心煤氧噴槍(7)插入鐵浴熔池(9)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熔融還原煉鐵用組合噴槍，其特征在于，中心煤氧噴槍(7)為 套筒式，中心為噴煤管(l)，外部為水冷卻保護(hù)套管，套管內(nèi)部安裝多條冷卻水管(2)和助 燃用氧氣管(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熔融還原煉鐵用組合噴槍，其特征在于，外部套筒噴槍(8)為 水冷套筒結(jié)構(gòu)，管內(nèi)安裝多條氧氣管(6)和冷卻水管(5)。
專利摘要一種熔融還原煉鐵用組合噴槍，屬于熔融還原煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。組合噴槍由兩個可以獨(dú)立移動的內(nèi)部中心煤氧噴槍(7)和外部套筒噴槍(8)組成，中心煤氧噴槍(7)可插入鐵浴熔池(9)中進(jìn)行燃燒，外部套筒噴槍(8)用于還原產(chǎn)生煤氣的二次燃燒。外部套筒噴槍(8)與中心煤氧槍(7)之間的縫隙為加料環(huán)縫(4)，可用于原料、燃料和溶劑等的加入，以減少原燃料加入過程中產(chǎn)生的粉塵量。優(yōu)點(diǎn)在于，提高鐵浴熔池的傳熱效率和二次燃燒熱的利用效率，降低礦耗和煤粉消耗，從而降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C21B11/00GK201463594SQ200920109909
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者劉文運(yùn), 周繼良, 孫健, 張殿偉, 徐萌, 青格勒, 馬麗 申請人:首鋼總公司