專利名稱：一種直接還原鐵的窯爐設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直接還原鐵的窯爐設(shè)備。
背景技術(shù)：
在中國，現(xiàn)有的直接還原鐵生產(chǎn)工藝主要是采用煤基隧道窯罐式法，也有少量的 煤基回轉(zhuǎn)窯法、煤基豎爐法及轉(zhuǎn)底爐法。因為煤基回轉(zhuǎn)窯法、煤基豎爐法及轉(zhuǎn)底爐法存在技 術(shù)方面和操作上等存在著很多的問題。比如煤基回轉(zhuǎn)窯法普遍存在回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈；窯內(nèi)還 原氣氛不充分；產(chǎn)品后期氧化；如果生產(chǎn)金屬化球團產(chǎn)品還存在球團粉化等致命的缺陷， 所以近年國內(nèi)一共上馬了十余條煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原鐵生產(chǎn)線，大都因為這幾個問題，至 今無法連續(xù)、正常生產(chǎn)。煤基還原豎爐存在著爐溫難以掌控，還原窯爐中心溫度無法達到 還原工藝要求當爐內(nèi)外部溫度適合工藝溫度時，爐中心卻出現(xiàn)生料；而當爐內(nèi)外部溫度 超過工藝溫度時，爐內(nèi)外部造成球團(塊礦)間粘結(jié)、結(jié)塊，進而使爐內(nèi)棚料，使物料無法順 行。另外還原物料的出料溫度較高，容易氧化，存在較多重要的問題，致使國內(nèi)煤基豎爐規(guī) 模很小，直徑最大不超過an。無法規(guī)?；a(chǎn)。為了解決此問題，近年有人提出采用煤碳造氣、脫硫、再加溫到1200 左右后增壓 輸入還原豎爐中進行氣基還原。工藝是可行的，因為1200 煤氣的溫度入爐，在爐內(nèi)，溫度 只能在1200 以下，不會出現(xiàn)球團(塊礦)間粘結(jié)、結(jié)塊、棚料等現(xiàn)象，可隨著煤碳價格不斷 上漲，煤碳轉(zhuǎn)成高溫煤氣后，再降溫除塵、脫硫，再把冷煤氣用煤碳或煤氣加溫到1200 左 右，這樣浪費了能源，增加了能源消耗，所以此項目至今沒有人敢上馬，只是停留在學術(shù)研 究上。因此只有走過30年歷史的煤基隧道窯罐式法工藝比較穩(wěn)定、成熟，小項目分布相對 比較普遍。目前中國年產(chǎn)50萬噸直接還原鐵(海綿鐵)，大都是煤基隧道窯罐式法生產(chǎn)的； 但是傳統(tǒng)的煤基隧道窯罐式法具有投資大；占地面積廣；還得必須采用昂貴的耐火罐(噸 還原鐵消耗耐火罐一般在230-280元/噸)，工藝落后造成能耗高、還原時間長，勞動力消耗 高、產(chǎn)品質(zhì)量差等原因，造成生產(chǎn)成本高、銷路不暢等實際問題。使中國盡管是世界上鋼產(chǎn) 量第一大國，可直接還原鐵的年產(chǎn)量不及印度半個月的產(chǎn)量，造成鋼鐵公司的直接還原鐵 有大量的缺口，不得不化高價大量進口國外的直接還原鐵。煤基隧道窯罐式法生產(chǎn)還原鐵 的目前工藝，只能采用TFe ^ 66%的鐵精礦粉或鐵鱗直接還原還原鐵。如果采用低品位礦 石直接還原，其生產(chǎn)成本將無法接受。近來來，也有人在推廣煤基轉(zhuǎn)底爐法，但因窯爐結(jié)構(gòu)為還原物料是與火焰直接接 觸，這就必然使還原鐵有氧化現(xiàn)象，所以轉(zhuǎn)底爐法生產(chǎn)的還原鐵的還原率最高在68%，根本 無法達到《國家直接還原鐵產(chǎn)品(準)標準》，只能與礦熱爐或電弧爐等配套熔分用，不能單 獨用于生產(chǎn)直接還原鐵產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種直接還原鐵的窯爐設(shè)備，節(jié) 省設(shè)備成本的同時，提高了物料的還原效率。
本發(fā)明的直接還原鐵的窯爐設(shè)備包括窯頂，助燃風管道，燃氣管道，燒嘴，料池， 曲封，窯車，該窯爐設(shè)備還包括隔板，窯頂下與隔板上的空間為上燃燒室，隔板下與料池上 的空間為還原室，料池下與曲封上的空間為下燃燒室，該窯爐設(shè)備的燒嘴分為上燒嘴和下 燒嘴，分別設(shè)置于上燃燒室和下燃燒室的爐壁上，燃氣管道連接上燒嘴和下燒嘴，助燃風管 道接入上燃燒室和下燃燒室，窯車支撐著料池。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點及其有益效果是
1.隔板隔絕給窯爐加熱的明火，使窯車的料盤在還原室內(nèi)完成還原和渣鐵分離，此刻 還原室內(nèi)會形成300 1100 的高濃度還原氣體，使兩頭的空氣無法進入，不但有效防 止了從氧化和二次氧化，而且還原劑消耗量很低，是隧道窯法1/3的消耗量；
2.料池下面有曲封，即起到下隔板的作用，防止火熱上竄和杜絕料池的還原氣體下行， 又起到料池的地板的作用；
3.料池的上下各有一個燃燒室，燃燒室的溫度可以達到1350 以上，使料池內(nèi)的溫 度穩(wěn)定，上下溫差小，并使廢氣外排暢通，避免了還原室內(nèi)局部溫度過高造成的物料過還原 與還原溫度過低導致還原物料還原不充分的矛盾；
4本發(fā)明使物料在預熱和還原時不氧化并且在冷卻時也不會二次氧化，可以獲得98% 以上的還原率；
5本發(fā)明無需昂貴的耐火罐，大大節(jié)省了設(shè)備的成本；
6本發(fā)明無需考慮球團成球的水份含量；粉礦率；常溫和高溫強度；轉(zhuǎn)鼓指數(shù)等苛刻條 件，只要球團能裝入料池內(nèi)即可；
7本發(fā)明廢氣的余熱用于再加溫煤氣或助燃風或余熱發(fā)電，使其盡可能做到熱能充分 利用，達到既能環(huán)保的目的；
8本發(fā)明適用于各種高、低品位礦，尤其適合難選礦、復合礦和工業(yè)含鐵廢渣，可生產(chǎn)出 礫鐵和直接還原鐵產(chǎn)品。


本發(fā)明的直接還原鐵的窯爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1窯頂，2助燃風管道，3燃氣 管道，4上燒嘴，5隔板，6料池，7下燒嘴，8曲封，9窯車，10上燃燒室，11還原室，12下燃燒室。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不僅限于下述的實施 例
采用本發(fā)明建造的一條中試直接還原窯爐設(shè)備，長22. 5米，高2. 5米，寬1. 8米。包括 窯頂1，助燃風管道2，燃氣管道3，燒嘴，料池6，曲封8，窯車9，該窯爐設(shè)備還包括隔板5， 窯頂下與隔板上的空間為上燃燒室10，隔板下與料池上的空間為還原室11，料池下與曲封 上的空間為下燃燒室12，該窯爐設(shè)備的燒嘴分為上燒嘴4和下燒嘴7，分別設(shè)置于上燃燒室 10和下燃燒室12的爐壁上，燃氣管道3連接上燒嘴4和下燒嘴7，助燃風管道2接入上燃 燒室10和下燃燒室12，窯車9支撐著料池6。先將液化氣通入燃氣管道3，同時打開助燃風管道2及燃氣管道3并點燃液化氣，加熱8小時，使上下燃燒室的溫度達到1300°C時，將 θ=40. 46%的被還原物料臨江羚羊石 鐵塊粉球團和還原劑混合后，裝入窯車9，進車還原時間為3. 5小時，高溫段為4個車位，窯 車9運行間隔為50分鐘，采用導熱系數(shù)很高的碳化硅材質(zhì)上隔板5隔絕了上燃燒室10中 的明火，使窯車9的料池6在還原室11內(nèi)完成還原并實現(xiàn)渣鐵分離，料池的上下各有一個 燃燒室，燃燒室的溫度可以達到1350 以上，使料池內(nèi)的溫度穩(wěn)定，上下溫差小，并使廢氣 外排暢通。此刻還原室內(nèi)會形成3001 11001 的高濃度還原氣體，使兩頭的空氣無法 進入，不但有效防止了從氧化和二次氧化，而且還原劑消耗量很低，是隧道窯法1/3的消耗 量。整個料池均在一個馬弗狀態(tài)中運行，還原氣氛穩(wěn)定、充分，鐵物料的還原效果徹 底、充分。被還原物料的主要指標為
羚羊石球團被還原處理后的礫鐵產(chǎn)品的全鐵重量百分比占97. 32%，金屬化率為 99. 77% ；礫鐵率為95. 68%，礫鐵密度7. 47t/m3，尾礦含鐵量為0. 89%，鐵的回收率為 98. 97%。其各項指標為目前任何還原裝備達不到的水平。
權(quán)利要求
1.一種直接還原鐵的窯爐設(shè)備，包括窯頂，助燃風管道，燃氣管道，燒嘴，料池，曲封， 窯車，其特征在于該窯爐設(shè)備還包括隔板，窯頂下與隔板上的空間為上燃燒室，隔板下與料 池上的空間為還原室，料池下與曲封上的空間為下燃燒室，該窯爐設(shè)備的燒嘴分為上燒嘴 和下燒嘴，分別設(shè)置于上燃燒室和下燃燒室的爐壁上，燃氣管道連接上燒嘴和下燒嘴，助燃 風管道接入上燃燒室和下燃燒室，窯車支撐著料池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接還原鐵的窯爐設(shè)備，其特征在于適用于高、低品位 鐵礦，尤其適合各種難選礦、復合礦和工業(yè)含鐵廢渣，可直接還原分離出優(yōu)質(zhì)的礫鐵和直接 還原鐵產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直接還原鐵的窯爐設(shè)備。本發(fā)明建造的直接還原窯爐設(shè)備，包括窯頂1，助燃風管道2,燃氣管道3,燒嘴,料池6，曲封8，窯車9，該窯爐設(shè)備還包括隔板5，窯頂下與隔板上的空間為上燃燒室10，隔板下與料池上的空間為還原室11，料池下與曲封上的空間為下燃燒室12，該窯爐設(shè)備的燒嘴分為上燒嘴4和下燒嘴7，分別設(shè)置于上燃燒室10和下燃燒室12的爐壁上，燃氣管道3連接上燒嘴4和下燒嘴7，助燃風管道2接入上燃燒室10和下燃燒室12，窯車9支撐著料池6。本發(fā)明的直接還原鐵的窯爐設(shè)備，節(jié)省設(shè)備成本的同時，提高了物料的還原效率。
文檔編號C21B13/00GK102071275SQ20111003162
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月29日
發(fā)明者唐竹勝, 徐欽森, 陶立群 申請人:沈陽博聯(lián)特熔融還原科技有限公司