專利名稱：高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于熔融還原技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置。
背景技術(shù)：
[0002]隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，對焦煤的需求量也不斷增大，到本世紀(jì)后期，我國焦煤資源將不堪重負(fù)，無法滿足鋼鐵產(chǎn)能的要求。依賴焦炭生產(chǎn)的高爐煉鐵將無法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此開發(fā)和利用非焦煤的煉鐵工藝流程是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。[0003]非焦煤煉鐵技術(shù)是指不使用焦炭進(jìn)行冶金生產(chǎn)過程的各種工藝方法，按產(chǎn)品類型和用途，可分為直接還原法和熔融還原法。[0004]直接還原法是指用氣體、液體及非焦煤為還原劑，在固態(tài)下還原鐵礦石、球團(tuán)礦等原料，得到多孔的含有脈石等雜質(zhì)的海綿狀直接還原鐵。這種直接還原鐵可以替代廢鋼，作為電爐煉鋼原料，其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)直接還原鐵鐵的主要方法是美國的MIDREX豎爐法及墨西哥希爾薩(HYLSA)公司研發(fā)的HYL4R豎爐法，這兩種方法均采用天然氣作為還原氣原料。[0005]熔融還原法是指以非焦煤為還原劑和能源，在高溫狀態(tài)下還原煉鐵原料，得到液態(tài)鐵水和爐渣的方法。[0006]目前只有COREX及FINEX熔融還原工藝實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，其它工藝還處在工業(yè)試驗(yàn)或中間試驗(yàn)階段。[0007]熔融還原煉鐵工藝主要是“二步法”:即第一步是預(yù)還原，以間接還原反應(yīng)為主；第二步是終還原，以直接還原為主的還原工藝。根據(jù)預(yù)還原的效果，目前研究開發(fā)的熔融還原煉鐵工藝可分為以下兩大類(1)預(yù)還原度高且二次燃燒率低的工藝，以COREX工藝為典型代表。COREX工藝采用上部豎爐進(jìn)行預(yù)還原，用熔融氣化爐終還原產(chǎn)生(CCHH2)彡95%的高溫煤氣，加入部分凈化冷煤氣，將此混合煤氣溫度調(diào)整至850°C左右，并送到上部豎爐，進(jìn)行塊礦或球團(tuán)預(yù)還原，達(dá)到金屬化率>90%的直接還原鐵以后，再進(jìn)入熔融氣化爐熔化還原成鐵水。(2)預(yù)還原度低且二次燃燒率高的工藝，以Hismelt工藝方法為典型代表。工藝簡單，屬于鐵浴“一步法”熔融還原煉鐵工藝。以粉礦和粉煤為原燃料；采用富氧預(yù)熱空氣 (富氧30% 40%，空氣預(yù)熱溫度1200°C )進(jìn)行二次燃燒；二次燃燒率達(dá)到50% 70%。發(fā)明內(nèi)容[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置， 利于鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展；特別適合于由傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝技術(shù)，向非高爐煉鐵工藝技術(shù)的過渡和發(fā)展的裝置。本實(shí)用新型不依賴焦炭，使用非焦煤及各種含鐵原料(燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦)經(jīng)過預(yù)還原爐還原，將含鐵原料在固相狀態(tài)下還原成為具有一定金屬化率的預(yù)還原爐料，再將預(yù)還原爐料與非焦煤同時(shí)加入到一種高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原爐中進(jìn)行熔融終還原，最終生產(chǎn)出鐵水。[0009]本實(shí)用新型使用煉鐵原料經(jīng)過預(yù)還原爐還原，預(yù)還原溫度為850 950°C，并將含鐵原料在固相狀態(tài)下還原成為具有40% 60%金屬化率的含鐵原料，經(jīng)過冷卻后得到出料溫度為100 150°C的預(yù)還原爐料，再將預(yù)還原爐料與半焦通過膠帶運(yùn)輸機(jī)和爐頂裝料設(shè)備，按批次加入到熔融還原爐中，采用富氧噴煤及高風(fēng)溫鼓風(fēng)(總富氧率為5% 14%， 鼓風(fēng)溫度為1250 1350°C )，爐缸煤氣的二次燃燒率為10% 20%，采用旋流噴射擾動[ft β1]煉鐵工藝方法，終還原生產(chǎn)鐵水和爐渣。預(yù)還原爐用熔融還原爐產(chǎn)生的900 1000°C 的高溫爐頂煤氣，經(jīng)過高溫旋風(fēng)除塵后的半凈煤氣與加入的半焦煤氣混合，作為預(yù)還原爐用還原性氣體。由高溫旋風(fēng)除塵器收集的粉塵，經(jīng)過回收利用系統(tǒng)，由設(shè)置在熔融還原爐爐缸上方的多功能噴槍噴入爐缸以保護(hù)爐襯。本實(shí)用新型屬于兩步法熔融還原煉鐵工藝。[0010]本實(shí)用新型高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置，其主要工藝裝置為一是高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原爐，其特征是固定式豎爐并采用高風(fēng)溫旋流噴射擾動方式進(jìn)行含鐵原料熔融還原，以下簡稱為熔融還原爐；二是高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原預(yù)還原爐，其特征是固定式豎爐，并采用高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原爐產(chǎn)生的高溫煤氣，將含鐵原料在固相狀態(tài)直接還原，成為具有40% 60%金屬化率的預(yù)還原爐料，經(jīng)過冷卻后作為熔融還原爐爐料，因而稱為高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原預(yù)還爐，以下簡稱為預(yù)還原爐。[0011]本實(shí)用新型高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置包括原料系統(tǒng)、爐頂裝料及布料系統(tǒng)、熔融還原爐、爐頂高溫煤氣系統(tǒng)、預(yù)還原爐、半焦煤氣回收利用系統(tǒng)、煤粉制備及噴煤系統(tǒng)、鐵水脫硫劑制備及噴吹裝置、氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐、熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)、爐頂煤氣除塵與回收系統(tǒng)、煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。原料系統(tǒng)通過爐頂裝料及布料裝置分別與熔融還原爐及預(yù)還原爐相連，爐頂高溫煤氣系統(tǒng)通過高溫煤氣管道與熔融還原爐相連，預(yù)還原爐通過高溫煤氣管道與爐頂高溫煤氣系統(tǒng)相連，半焦煤氣加壓回收利用系統(tǒng)通過管路與預(yù)還原爐相連，煤粉制備及噴煤系統(tǒng)通過管路與熔融還原爐相連，鐵水脫硫劑制備及噴吹裝置通過管路與熔融還原爐相連，氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)通過管路與熔融還原爐相連，渣鐵處理系統(tǒng)通過渣鐵溝與熔融還原爐相連，高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐通過熱風(fēng)管道與熔融還原爐相連，熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)通過冷風(fēng)管道與高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐相連， 爐頂煤氣除塵與回收系統(tǒng)通過煤氣管道與預(yù)還原爐相連，煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置通過煤氣管道與爐頂煤氣除塵及回收系統(tǒng)相連，熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)通過高壓供電電纜與煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置相連。[0012]原料系統(tǒng)包括燒結(jié)機(jī)、球團(tuán)礦焙燒機(jī)、原料場堆取料機(jī)、膠帶機(jī)、燃料用煤干燥、半焦制備裝置、貯礦槽上卸料車及膠帶機(jī)、原燃料貯礦槽及間門、給料機(jī)、振動篩、稱量罐、貯礦槽下膠帶運(yùn)輸機(jī)、料流換向閥、1號上料膠帶機(jī)、2號上料膠帶機(jī)。[0013]燒結(jié)機(jī)通過膠帶機(jī)與貯礦槽上卸料車及膠帶機(jī)相連，球團(tuán)礦焙燒機(jī)通過膠帶機(jī)與貯礦槽上卸料車及膠帶機(jī)相連，原料場堆取料機(jī)通過膠帶機(jī)與貯礦槽上卸料車及膠帶機(jī)相連，燃料用煤干燥、半焦制備裝置通過膠帶機(jī)與貯礦槽上卸料車及膠帶機(jī)相連，貯礦槽上卸料車及膠帶機(jī)通過溜槽和橡膠密封件與各膠帶機(jī)相連，原燃料貯礦槽及間門通過溜槽和橡膠密封件與槽上卸料車及膠帶機(jī)相連，給料機(jī)通過溜槽和橡膠密封件與原燃料貯礦槽及閘門相連，振動篩通過安裝螺栓和橡膠密封件與給料機(jī)相連，稱量罐通過溜槽和橡膠密封件與振動篩相連，貯礦槽下膠帶機(jī)通過溜槽和橡膠密封件與稱量罐相連，料流換向閥通過溜槽和橡膠密封件與貯礦槽下膠帶機(jī)相連，1號上料膠帶機(jī)和2號上料膠帶機(jī)通過溜槽和橡膠密封件與料流換向閥相連。[0014]爐頂裝料及布料系統(tǒng)包括1號料流換向閥及左、右料罐、2號料流換向閥及左、右料罐、1號無料鐘布料器及布料溜槽、2號耐高溫?zé)o料鐘布料器及布料溜槽、管網(wǎng)低溫煤氣加壓冷卻系統(tǒng)、扇形隔熱閘門、爐頂裝料設(shè)備切斷閥。1號料流換向閥及其左、右料罐通過溜槽和橡膠密封件與1號上料膠帶機(jī)相連，2號料流換向閥及其左、右料罐通過溜槽和橡膠密封件與2號上料膠帶機(jī)相連，1號無料鐘布料器及布料溜槽通過波紋膨脹器法蘭和螺栓與 1號料流換向閥及左、右料罐相連，1號無料鐘布料器及布料溜槽通過螺栓與預(yù)還原爐本體的爐頂鋼圈法蘭相連；2號耐高溫?zé)o料鐘布料器及布料溜槽通過波紋膨脹器法蘭和螺栓與 2號料流換向閥及左、右料罐相連，管網(wǎng)低溫煤氣加壓冷卻系統(tǒng)通過管道與2號耐高溫?zé)o料鐘布料器及布料溜槽相連，扇形隔熱間門通過螺栓與2號耐高溫?zé)o料鐘布料器及布料溜槽相連，爐頂裝料設(shè)備切斷閥一端通過螺栓與扇形隔熱閘門相連，另一端通過螺栓與熔融還原爐本體的爐頂鋼圈法蘭相連。[0015]熔融還原爐包括熔融還原爐本體、爐頂煤氣導(dǎo)出管、送風(fēng)圍管、送風(fēng)裝置、上排風(fēng)口、下排風(fēng)口、塞棒式風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置、氧煤噴槍和多功能噴槍的噴口、粉塵回收利用裝置、鐵口框、風(fēng)口紅外線窺視儀、爐頂雷達(dá)測料面儀、爐頂紅外線攝像儀及熱工檢測裝置。爐頂煤氣導(dǎo)出管通過管道焊接與熔融還原爐本體相連，送風(fēng)圍管通過管道與高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐相連， 送風(fēng)裝置通過法蘭和螺栓與送風(fēng)圍管相連，上排、下排風(fēng)口通過法蘭和螺栓與熔融還原爐本體相連，熔融還原爐本體通過爐頂鋼圈與爐頂裝料及布料裝置相連；塞棒式風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置通過送風(fēng)裝置與下排風(fēng)口相連，氧煤噴槍和多功能噴槍的噴口通過法蘭和螺栓與熔融還原爐本體相連，粉塵回收利用裝置通過管道和法蘭與多功能噴槍相連，鐵口框通過焊接與熔融還原爐本體相連，風(fēng)口紅外線窺視儀通過法蘭和管道與送風(fēng)裝置相連，爐頂雷達(dá)測料面儀、爐頂紅外線攝像儀及熱工檢測裝置通過法蘭和管道與熔融還原爐本體相連。[0016]熔融還原爐本體由爐底、爐缸、風(fēng)口帶、爐身、爐頭、爐頂封板、爐頂鋼圈、爐頂法蘭、耐火材料內(nèi)襯、冷卻設(shè)備、爐殼組成。爐底與豎爐的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及爐底板相連，為圓柱形或圓臺形，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐殼底板連接；爐缸在爐底上方，外形為圓柱形或圓臺形，中心為圓柱形空間，爐缸上設(shè)有出鐵口，爐缸上部還設(shè)置有安裝氧煤噴槍和多功能噴槍的噴口，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐底處爐殼連接；風(fēng)口帶在爐缸上方，外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，風(fēng)口帶上設(shè)有上下兩排風(fēng)口，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐缸處爐殼連接；爐身在風(fēng)口帶上方，外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與風(fēng)口帶處爐殼連接；爐頭在爐身上方，外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，爐頭上設(shè)有爐頂煤氣導(dǎo)出管，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐身處爐殼連接；爐頂封板在爐頭上方，外形為圓柱形，中心為圓柱形空間；通過耐火材料內(nèi)襯砌筑，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐頭處爐殼連接；爐頂鋼圈在爐頂封板上方，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑以焊接方式與爐頂封板處爐殼連接；爐頂法蘭在爐頂鋼圈上方，通過螺栓聯(lián)接方式與爐頂鋼圈相連。[0017]爐頂高溫煤氣系統(tǒng)由煤氣高溫切斷閥、高溫旋風(fēng)除塵器、熱煤氣管道及耐火材料內(nèi)襯組成。煤氣高溫切斷閥通過波紋膨脹器連接管道焊接與熔融還原爐爐頂煤氣導(dǎo)出管相連，高溫旋風(fēng)除塵器通過熱煤氣管道與煤氣高溫切斷閥相連，高溫旋風(fēng)除塵器通過管道與煤氣粉塵回收利用裝置相連。[0018]預(yù)還原爐包括預(yù)還原爐本體、爐頂煤氣導(dǎo)出管、布料溜槽檢修孔、預(yù)還原爐料冷卻用循環(huán)煤氣系統(tǒng)、排料系統(tǒng)、貯料系統(tǒng)、運(yùn)料系統(tǒng)。爐頂煤氣導(dǎo)出管通過管道焊接與預(yù)還原爐本體相連，布料溜槽檢修孔通過焊接與預(yù)還原爐本體相連，預(yù)還原爐料冷卻用循環(huán)煤氣系統(tǒng)通過煤氣管道焊接與預(yù)還原爐本體相連，排料系統(tǒng)通過焊接與預(yù)還原爐本體相連，貯料系統(tǒng)通過波紋膨脹器連接管道焊接方式與預(yù)還原爐排料系統(tǒng)的閥門相連，運(yùn)料系統(tǒng)通過溜槽和橡膠密封件與貯料系統(tǒng)相連。[0019]預(yù)還原爐本體由爐頂法蘭、爐頂鋼圈、爐頂封板、爐頭、煤氣導(dǎo)出管、布料溜槽檢修孔、爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸、耐火材料內(nèi)襯及爐殼組成。爐頂法蘭通過螺栓聯(lián)接方式與爐頂鋼圈相連；爐頂鋼圈在爐頂法蘭下方，通過焊接方式與爐頂封板處爐殼連接；爐頂封板在爐頂鋼圈下方，外形為圓柱形，中心為圓柱形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐頭處爐殼連接；爐頭在爐頂封板下方，爐頭上設(shè)有爐頂煤氣導(dǎo)出管及布料溜槽檢修孔。 爐頭外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐喉處爐殼連接；爐頂煤氣導(dǎo)出管在爐頭上方，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐頭處爐殼連接。布料溜槽檢修孔通過焊接方式與爐頭處爐殼連接；爐喉在爐頭下方，外形為圓柱形，中心為圓柱形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐身處爐殼連接；爐身在爐喉下方，外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐腰處爐殼連接；爐腰在爐身的下方，設(shè)有高溫還原煤氣入口管，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與高溫旋風(fēng)除塵器相連，爐腰外形為圓柱形，中間設(shè)有中空環(huán)室，環(huán)室通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與高溫還原煤氣入口管相連，環(huán)室下部均勻設(shè)置多個(gè)孔道，孔道中心線沿預(yù)還原爐爐腰截面徑向布置，孔道中心線與水平面向下呈45 60°夾角，孔道可以是圓形、方形、矩形等形狀，孔道與中心圓柱形空間相通。爐腰通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐腹處爐殼連接；爐腹在爐腰下方，外形為上大下小的圓臺形，中心為上大下小的圓臺形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐缸處爐殼連接。爐腹中上部設(shè)有爐腹?fàn)t料冷卻用循環(huán)煤氣引出管，爐腹下部設(shè)有循環(huán)煤氣引入管，各煤氣管道通過焊接與爐腹處爐殼相連。在爐腹區(qū)中下部設(shè)有搗料器、氮?dú)馀诘慕尤牍芸?，通過法蘭及管道焊接方式與爐腹處爐殼相連；爐缸在爐腹下方，外形為圓柱形，中心為圓柱形空間。爐缸段底部設(shè)有排料口，通過管道焊接方式及法蘭與排料系統(tǒng)的閥門相連。[0020]預(yù)還原爐料冷卻用循環(huán)煤氣系統(tǒng)由煤氣熱交換器、低溫凈煤氣輸入系統(tǒng)、煤氣脫硫裝置、CO2變壓吸附脫除裝置、煤氣冷卻循環(huán)加壓機(jī)組成。煤氣熱交換器有四個(gè)管道接口， 分別用管道焊接和法蘭與高、低溫端的進(jìn)、出口管相連高溫端入口管與爐腹煤氣導(dǎo)出管相連，高溫端出口管與煤氣脫硫裝置入口管相連，低溫端入口管與爐頂煤氣除塵及回收系統(tǒng)的凈煤氣管道相連，低溫端出口管與高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐系統(tǒng)的煤氣管道相連；煤氣脫硫裝置通過管道焊接和法蘭與煤氣熱交換器出口管法蘭相連，CO2變壓吸附脫除裝置通過管道焊接和法蘭與煤氣脫硫裝置出口管法蘭相連，煤氣加壓機(jī)入口管通過管道焊接和法蘭與(X)2變壓吸附脫除裝置出口管相連，煤氣加壓機(jī)出口管通過管道焊接和法蘭與預(yù)還原爐爐腹煤氣入口管相連。[0021]預(yù)還原爐排料系統(tǒng)由搗料器、氮?dú)馀?、叉形截料閥、扇形閥、三通分料閥、煤氣密封8蝶閥組成。搗料器通過管道焊接及法蘭與預(yù)還原爐爐腹搗料器接入口管道相連，氮?dú)馀谕ㄟ^管道焊接及法蘭與預(yù)還原爐爐腹氮?dú)馀诮尤肟诠艿老噙B，叉形截料閥通過管道焊接及法蘭與預(yù)還原爐爐缸排料口相連，扇形閥通過管道焊接及法蘭與叉形截料閥相連，三通分料閥通過管道焊接及法蘭與扇形閥相連，煤氣密封蝶閥通過管道焊接及法蘭與三通分料閥相連。[0022]預(yù)還原爐貯料系統(tǒng)由聯(lián)接管、上密封閥、貯料罐及其稱量裝置、均壓及排壓閥、氮?dú)饩鶋合到y(tǒng)、扇形排料閥、下密封閥組成。聯(lián)接管通過波紋膨脹器管道焊接及法蘭與煤氣密封蝶閥相連，上密封閥通過管道焊接及法蘭與聯(lián)接管相連，貯料罐通過管道焊接及法蘭與上密封閥相連，貯料罐稱量裝置通過管道焊接及法蘭與電子稱相連，均壓閥及排壓閥通過管道焊接及法蘭與貯料罐殼體相連，氮?dú)饩鶋合到y(tǒng)通過管道及法蘭與均壓閥相連，扇形排料閥通過管道焊接及法蘭與貯料罐相連，下密封閥通過管道焊接及法蘭與扇形排料閥相連。[0023]預(yù)還原爐運(yùn)料系統(tǒng)由稱量漏斗、料流閘門、膠帶運(yùn)輸機(jī)組成。稱量漏斗通過溜槽和橡膠密封件與下密封閥相連，料流間門通過管道焊接及法蘭與稱量漏斗相連，膠帶運(yùn)輸機(jī)通過溜槽和橡膠密封件與料流間門相連。[0024]半焦煤氣回收利用系統(tǒng)由煤氣切斷閥、煤氣流量調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)量裝置、氮?dú)獯祾哐b置、煤氣放散閥、半焦煤氣加壓機(jī)組成。煤氣切斷閥通過管道焊接及法蘭與原料系統(tǒng)的半焦制備裝置相連，煤氣流量調(diào)節(jié)閥通過管道焊接及法蘭與煤氣切斷閥相連，流量計(jì)量裝置通過管道焊接及法蘭與煤氣流量調(diào)節(jié)閥相連，氮?dú)獯祾哐b置通過管道焊接及法蘭與半焦煤氣管道相連，煤氣放散閥通過管道焊接及法蘭與半焦煤氣管道相連，半焦煤氣加壓機(jī)入口通過管道焊接及法蘭與流量計(jì)量裝置相連，半焦煤氣加壓機(jī)出口通過管道焊接及法蘭與預(yù)還原爐爐腹煤氣入口管道相連。[0025]煤粉制各及噴煤系統(tǒng)由干煤棚、抓斗吊車、配煤斗、稱重式膠帶給煤機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)、電磁除鐵器、原煤倉、給煤機(jī)、中速磨、廢氣切斷閥、廢氣調(diào)節(jié)閥、廢氣引風(fēng)機(jī)、混風(fēng)加熱爐、煤氣系統(tǒng)與助燃風(fēng)機(jī)、煤粉袋式收集器、排粉風(fēng)機(jī)、煤粉倉、噴吹罐、混合器、分配器、煤粉噴槍及氧煤噴槍、氮?dú)夤藜暗獨(dú)忾y門組成。干煤棚通過原煤運(yùn)輸系統(tǒng)與原料場相連，抓斗吊車通過電纜與供電系統(tǒng)相連，配煤斗通過鋼結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)相連，稱重式膠帶給煤機(jī)通過溜槽和密封罩與配煤斗相連，膠帶運(yùn)輸機(jī)通過溜槽和密封罩與稱重式膠帶給煤機(jī)相連，電磁除鐵器通過鋼結(jié)構(gòu)平臺與膠帶運(yùn)輸機(jī)相連，原煤倉通過溜槽和密封罩與膠帶運(yùn)輸機(jī)相連， 給煤機(jī)通過管道與原煤倉相連，中速磨通過溜槽和密封罩與給煤機(jī)相連，廢氣切斷閥通過管道與熱風(fēng)爐煙道管相連，并通過管道依次與廢氣調(diào)節(jié)閥、廢氣引風(fēng)機(jī)、混風(fēng)加熱爐、中速磨相連，煤氣系統(tǒng)與助燃風(fēng)機(jī)通過管道與混風(fēng)加熱爐相連，煤粉袋式收集器通過管道與中速磨相連，排粉風(fēng)機(jī)通過管道與煤粉袋式收集器相連，煤粉倉通過管道與煤粉袋式收集器相連，并通過管道依次與噴吹罐、混合器、分配器、煤粉噴槍及氧煤噴槍相連，氮?dú)夤薜獨(dú)忾y門通過管道與煤粉制備及噴煤系統(tǒng)相連。[0026]鐵水脫硫劑制備及噴吹裝置由脫硫劑制備裝置、脫硫劑貯存?zhèn)}、脫硫劑噴吹罐、均排壓裝置、分配器、多功能噴槍、氮?dú)夤藜暗獨(dú)忾y門組成。脫硫劑制備裝置與運(yùn)輸系統(tǒng)相連， 脫硫劑貯存?zhèn)}通過提升裝置與脫硫劑制備裝置相連，脫硫劑噴吹罐通過管道與脫硫劑貯存?zhèn)}相連，均排壓裝置通過管道與脫硫劑噴吹罐相連，分配器通過管道與脫硫劑噴吹罐相連，多功能噴槍通過管道與分配器相連，氮?dú)夤藜暗獨(dú)忾y門通過管道與噴吹裝置相連。[0027]氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)由制氧機(jī)、氧壓機(jī)、氮壓機(jī)、氧氣球罐、氮?dú)馇蚬?、氧氮切斷閥、氧氮調(diào)節(jié)閥、氧氮快速切斷閥、氧氮減壓閥、氧氮放散閥、氧氮吹掃閥、氧氮管道及氧氮閥門組成。制氧機(jī)通過空氣過濾器與大氣相連，并通過管道和閥門依次與氧壓機(jī)、氮壓機(jī)、 氧氣球罐、氮?dú)馇蚬?、氧氮切斷閥、氧氮調(diào)節(jié)閥、氧氮快速切斷閥、氧氮減壓閥相連，氧氮放散閥、氧氮吹掃閥通過管道與氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)相連。[0028]渣鐵處理系統(tǒng)由渣鐵溝、泥炮、開鐵口機(jī)、擺動流槽、鐵水罐運(yùn)輸車、爐渣?；b置、運(yùn)渣膠帶機(jī)、水渣堆場組成。渣鐵溝通過土建結(jié)構(gòu)與熔融還原爐出鐵口相連，泥炮通過地腳螺栓和螺母與土建基礎(chǔ)相連，開鐵口機(jī)通過地腳螺栓和螺母與土建基礎(chǔ)相連，泥炮和開鐵口機(jī)在出鐵作業(yè)時(shí)，分別與出鐵口相連，擺動流槽通過鐵水流動與渣鐵溝相連，鐵水罐運(yùn)輸車通過鐵水罐盛裝鐵水與擺動流槽相連，爐渣粒化裝置通過渣鐵溝與出鐵口相連，并依次與運(yùn)渣膠帶機(jī)、水渣堆場相連。[0029]高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐由熱風(fēng)爐爐體及其閥門、助燃空氣預(yù)熱器、煤氣預(yù)熱器、煙道換熱器、助燃風(fēng)機(jī)、混風(fēng)室、冷風(fēng)放風(fēng)閥、冷風(fēng)管、煤氣管、助燃風(fēng)管、熱風(fēng)管道組成。熱風(fēng)爐爐體及其閥門通過冷風(fēng)管與冷風(fēng)放風(fēng)閥相連，助燃空氣預(yù)熱器通過助燃風(fēng)管與熱風(fēng)爐爐體及其閥門相連，煤氣預(yù)熱器通過煤氣管與熱風(fēng)爐爐體及其閥門相連，煙道換熱器通過傳熱介質(zhì)與助燃空氣預(yù)熱器、煤氣預(yù)熱器相連，助燃風(fēng)機(jī)通過助燃風(fēng)管與助燃空氣預(yù)熱器相連，混風(fēng)室一端通過熱風(fēng)管與熱風(fēng)爐爐體及其閥門相連，并通過管道及閥門與冷風(fēng)管相連，混風(fēng)室另一端通過熱風(fēng)管與熱風(fēng)圍管相連，冷風(fēng)放風(fēng)閥通過冷風(fēng)管道與熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)相連， 并在靠近冷風(fēng)放風(fēng)閥的鼓風(fēng)機(jī)一側(cè)，通過氧氣管道及閥門與氧氣供應(yīng)系統(tǒng)管道相連。[0030]熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)由空氣過濾器、靜葉可調(diào)軸流式電動鼓風(fēng)機(jī)、放風(fēng)閥、快速放散閥、調(diào)節(jié)閥、逆止閥、切斷閥組成?？諝膺^濾器通過管道與大氣相連，并通過管道依次與切斷閥、調(diào)節(jié)閥、靜葉可調(diào)軸流式電動鼓風(fēng)機(jī)、放風(fēng)閥、快速放散閥、調(diào)節(jié)閥、逆止閥、切斷閥相連。[0031]爐頂煤氣除塵與回收系統(tǒng)由煤氣旋風(fēng)除塵器、煤氣升降溫裝置、煤氣干法袋式除塵系統(tǒng)、低溫加壓煤氣(X)2脫除裝置及熔融還原爐爐頂風(fēng)冷系統(tǒng)、爐頂煤氣壓力調(diào)節(jié)裝置、 煤氣壓差發(fā)電裝置(TRT)組成。煤氣旋風(fēng)除塵器通過管道與預(yù)還原爐爐頂煤氣導(dǎo)出管相連，并通過管道依次與煤氣升降溫裝置、煤氣干法袋式除塵系統(tǒng)、爐頂煤氣壓力調(diào)節(jié)裝置及煤氣壓差發(fā)電裝置(TRT)相連，低溫加壓煤氣CO2脫除裝置及熔融還原爐爐頂風(fēng)冷系統(tǒng)通過管道及閥門與熔融還原爐相連。[0032]煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置由煤氣柜、鍋爐、蒸汽透平發(fā)電機(jī)、高壓配電柜、高壓變壓器組成。煤氣柜通過管道和閥門與爐頂煤氣除塵及回收系統(tǒng)相連，鍋爐通過煤氣管道和閥門與煤氣柜相連，蒸汽透平發(fā)電機(jī)通過蒸汽管道和閥門與鍋爐相連，并通過高壓電纜與高壓配電柜、高壓變壓器相連。[0033]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原裝置及方法有以下優(yōu)點(diǎn)[0034]1)熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置及方法，可以在不依賴以焦炭為主要燃料的條件下，進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)；[0035]2)原燃料使用范圍廣泛含鐵原料中，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、天然礦單獨(dú)或組合使用；為綜合利用煤炭資源，大規(guī)模生產(chǎn)裝置以使用半焦為宜；規(guī)模小的生產(chǎn)裝置可以用干燥后的塊煤為燃料；[0036]3)采用無料鐘爐頂裝料設(shè)備裝料，有利于料流分布和料面控制，有利于爐頂高壓操作；[0037]4)采用高風(fēng)溫富氧鼓風(fēng)與噴吹煤粉，有助于燃燒反應(yīng)進(jìn)行，在爐缸區(qū)產(chǎn)生高溫及還原性氣體，為鐵氧化物還原提供大量熱能及還原性氣體；雙排風(fēng)口的設(shè)置，分工與合作， 為爐缸區(qū)鐵氧化物還原，提供熱力學(xué)及動力學(xué)條件；與氧煤噴槍對預(yù)還原爐料噴射擾動[ft β1]的共同作用下，在渣、鐵液界面上完成直接還原反應(yīng)過程，形成爐渣和鐵水。根據(jù)生產(chǎn)操作需要，可以調(diào)節(jié)每個(gè)風(fēng)口的鼓風(fēng)動能；[0038]5)爐缸上部還設(shè)置有安裝氧煤噴槍和多功能噴槍的噴口 ；通過插入的氧煤噴槍可以調(diào)節(jié)爐缸爐溫、碳、氧數(shù)量和比率，可以進(jìn)一步提高入爐氧氣量，能夠使進(jìn)入爐缸內(nèi)的空氣平均含氧濃度達(dá)到26% 35%，可以提高爐缸內(nèi)噴煤比率，以調(diào)節(jié)和控制爐缸內(nèi)渣鐵處，冶金物理化學(xué)反應(yīng)條件并強(qiáng)化冶煉操作，爐缸煤氣的二次燃燒率為10% 20% ；[0039]6)通過插入的多功能爐塵噴槍，可以增加該處爐渣粘度，降低爐缸爐襯表面溫度， 以提高爐缸磚襯壽命；通過插入的多功能脫硫劑噴槍，可以快速減低鐵水含硫量；[0040]7)將整個(gè)熔煉過程分成固相狀態(tài)預(yù)還原和熔融狀態(tài)終還原兩步，分別在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成；該兩步法工藝具有較低的能耗和較高的生產(chǎn)效率；還可以充分利用現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝設(shè)備與新工藝方法及裝置的要求靈活鏈接；[0041]8)熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置具有操作靈活、安全、可靠的特點(diǎn)；在傳統(tǒng)工藝設(shè)備中使用和維護(hù)的方法和經(jīng)驗(yàn)均可以在新工藝裝置及方法中加以借鑒，有利于該技術(shù)的應(yīng)用和推廣；借助于爐頂紅外線攝像儀、風(fēng)口紅外線窺視儀和光纖傳導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用能將爐內(nèi)生產(chǎn)狀況的畫面及時(shí)準(zhǔn)確地反映到控制室電視屏幕上，使得冶煉過程可視化。[0042]9)該熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置及方法適用于各種大小冶煉能力的要求，具有節(jié)能減排，有效控制污染物的生成的特點(diǎn)；大型化的裝置具有更大的生產(chǎn)能力，更高的能量使用效能，更好的經(jīng)濟(jì)效益，更少的污染物的生成和排放，有利于煉鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。


[0043]圖1是本實(shí)用新型高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置的流程圖。其中，熔融還原爐及預(yù)還原爐原燃料貯倉1、熔融還原爐上料系統(tǒng)膠帶運(yùn)輸機(jī)2、熔融還原爐爐頂裝料裝置(含低溫加壓煤氣爐頂風(fēng)冷裝置)3、熔融還原爐爐頂布料裝置(含扇形隔熱閥、水冷切斷閥)4、熔融還原爐(含送風(fēng)圍管、帶噴煤槍的上、下排風(fēng)口及帶風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的送風(fēng)裝置、氧煤噴槍、多功能噴槍、出鐵口)5、煤氣高溫切斷閥6、高溫旋風(fēng)除塵器及爐塵回收噴吹系統(tǒng)7、預(yù)還原爐上料系統(tǒng)膠帶運(yùn)輸機(jī)8、預(yù)還原爐爐頂裝料及布料裝置9、預(yù)還原爐 (含預(yù)還原爐排料系統(tǒng)、貯料系統(tǒng)、運(yùn)料系統(tǒng))10、熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)11、高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐12、 煤粉制備及富氧噴煤系統(tǒng)13、脫硫劑制備及噴吹系統(tǒng)14、渣鐵處理系統(tǒng)15、預(yù)還原爐煤氣熱交換器16、預(yù)還原爐冷卻用煤氣中S及0)2脫除裝置17、預(yù)還原爐冷卻用循環(huán)煤氣加壓機(jī) 18、煤氣旋風(fēng)除塵器19、煤氣升降溫裝置20、煤氣干法袋式除塵系統(tǒng)21、低溫加壓煤氣CO2 脫除裝置及爐頂風(fēng)冷系統(tǒng)22、爐頂煤氣壓力調(diào)節(jié)裝置23、煤氣壓差發(fā)電裝置(TRT) 24、煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置25、燃料用半焦制備裝置及煤氣加壓系統(tǒng)沈、氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)27、燒結(jié)11礦生產(chǎn)及供應(yīng)系統(tǒng)觀、球團(tuán)礦生產(chǎn)及供應(yīng)系統(tǒng)四、原料場及輔助原料供應(yīng)系統(tǒng)30。[0044]圖2是本實(shí)用新型預(yù)還原爐(含有預(yù)還原爐排料系統(tǒng))10的示意圖。[0045]圖3是本實(shí)用新型的熔融還原爐(含送風(fēng)圍管、帶噴煤槍的上、下排風(fēng)口及帶風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的送風(fēng)裝置、氧煤噴槍、多功能噴槍、出鐵口)5的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0046]按本實(shí)用新型建成的高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原裝置，必須要經(jīng)過烘爐及開爐操作。烘爐的主要作用是緩慢地去除爐內(nèi)襯中的水分，提高爐襯的固結(jié)強(qiáng)度。烘爐要嚴(yán)格按烘爐曲線進(jìn)行且爐頂溫度不宜超過400°C。開爐操作參考同爐缸直徑的煉鐵高爐進(jìn)行；此時(shí)預(yù)還原爐10內(nèi)裝入爐料至爐腰上部，通蒸汽和氮?dú)?，開放散閥，系統(tǒng)引煤氣操作參考高爐煉鐵進(jìn)行；當(dāng)熱風(fēng)爐12的風(fēng)溫達(dá)到800°C以上，爐況逐步轉(zhuǎn)入熔融還原工作狀態(tài)時(shí)，熔融還原爐5的爐缸內(nèi)將存有一定數(shù)量爐渣和鐵水；當(dāng)熔融還原爐5的爐頂溫度達(dá)到600°C時(shí)，貯存在熔融還原爐及預(yù)還原爐原燃料貯倉1的含鐵原料，通過膠帶運(yùn)輸機(jī)8，由預(yù)還原豎爐頂部裝料設(shè)備9及其布料溜槽裝入，并逐步達(dá)到預(yù)還原爐10的爐喉處規(guī)定料線位置。正常情況下，料線低于規(guī)定高度時(shí)，開始裝料并用頂部裝料設(shè)備9的布料溜槽，將爐料均勻布置在預(yù)還原爐10，爐喉表面上。爐料依靠重力自上而下運(yùn)行與自下而上的高溫還原煤氣進(jìn)行熱交換，并且爐料通過預(yù)還原爐10的爐身和爐腰運(yùn)行后，可以對爐料分別進(jìn)行預(yù)熱和還原；還原后的爐料體積減小，通過預(yù)還原爐10爐腹時(shí)，用低溫煤氣對爐料進(jìn)行冷卻；經(jīng)過冷卻后的爐料進(jìn)入預(yù)還原爐10的爐缸排料區(qū)。在預(yù)還原爐10的爐腹區(qū)下部設(shè)有搗料器、氮?dú)馀谟靡允柰ㄏ铝贤ǖ?；在預(yù)還原爐10的爐缸區(qū)設(shè)有叉形截料閥、扇形閥、三通分料閥、煤氣密封閥用于排料和爐內(nèi)煤氣密封；其中預(yù)還原爐10使用的還原煤氣，是由熔融還原爐5的煤氣導(dǎo)出管導(dǎo)出的約950°C高溫還原煤氣。高溫還原煤氣經(jīng)過煤氣高溫切斷閥6、高溫旋風(fēng)除塵器7、熱煤氣管道、煤氣入口后進(jìn)入預(yù)還原爐10的爐腰區(qū)進(jìn)風(fēng)環(huán)帶，通過環(huán)帶區(qū)均勻設(shè)置的許多小進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入預(yù)還原爐10的爐腰區(qū)域。小進(jìn)風(fēng)口中心線是沿預(yù)還原爐10的爐腰截面徑向且與水平面向下成45 60°角度布置的，小進(jìn)風(fēng)口可以是圓形、 方形、矩形等形狀。高溫還原煤氣進(jìn)入預(yù)還原后，將首先對預(yù)還原爐10的爐腹上部爐料進(jìn)行還原，然后迂回向上進(jìn)入預(yù)還原爐10的爐腰、爐身、爐喉與下降的爐料進(jìn)行對流傳熱并還原，使?fàn)t料的還原區(qū)溫度保持在900°C，間接還原適宜溫度范圍；并使預(yù)還原爐10 的爐頂溫度控制在200°C，將預(yù)還原爐10的爐頂壓力由常壓0. 03MI^逐步提高到設(shè)計(jì)壓力 0. 2MPa。其中，從預(yù)還原爐10的爐腹區(qū)中上部引出部分煤氣，用于預(yù)還原爐10的爐料冷卻區(qū)煤氣循環(huán)。該部分煤氣溫度約為550°C，將此中高溫粗煤氣引入煤氣熱交換器16，與入口端23，約100°C低溫凈煤氣進(jìn)行熱交換，使凈煤氣輸出溫度達(dá)到350°C的中溫凈煤氣用于熱風(fēng)爐12燒爐；由熱交換器16出來的粗煤氣經(jīng)過進(jìn)一步除塵進(jìn)入煤氣循環(huán)中硫的脫除系統(tǒng)、CO2變壓吸附及收集系統(tǒng)17后，通過煤氣加壓機(jī)18，進(jìn)入預(yù)還原爐10的爐腹區(qū)下部對爐料進(jìn)行冷卻；并將半焦制備裝置及煤氣加壓系統(tǒng)26中產(chǎn)生的半焦煤氣，通過沈的煤氣加壓機(jī)加壓并加入預(yù)還原爐10冷卻區(qū)煤氣循環(huán)系統(tǒng)，有利于預(yù)還原爐10的下部爐料冷卻和上部爐料的還原；在預(yù)還原爐10的下部加入部分半焦煤氣，以提高還原氣體的還原劑濃度；預(yù)還原爐10的還原煤氣成分，其體積百分比為C0 38%, CO2 5. 5%, H2 7. 5%,CH43%, N2 46% ；通過預(yù)還原爐10的煤氣經(jīng)過除塵后，煤氣熱值約為3500 4000kJ/m3。[0047]預(yù)還原爐10排料時(shí)，預(yù)還原礦的溫度為120°C。爐料在預(yù)還原爐10內(nèi)總停留時(shí)間為6小時(shí)。預(yù)還原爐10出口處爐料的金屬化率為50%。[0048]根據(jù)原料品種的要求以及預(yù)還原爐10的生產(chǎn)能力匹配要求，每個(gè)熔融還原爐5， 可以設(shè)置2個(gè)預(yù)還原爐10。[0049]由預(yù)還原爐10的爐缸及排料系統(tǒng)排出的爐料通過聯(lián)接管、密封閥、貯料罐及稱量裝置、均壓及排壓閥、扇形排料閥等進(jìn)入貯料系統(tǒng)；再通過稱量漏斗、料流間門、膠帶運(yùn)輸機(jī)及電控裝置組成運(yùn)料系統(tǒng)，將爐料運(yùn)送到熔融還原爐上料系統(tǒng)膠帶運(yùn)輸機(jī)2上，再由上料系統(tǒng)膠帶運(yùn)輸機(jī)2，運(yùn)入熔融還原爐5的爐頂?shù)难b料設(shè)備3中，按操作指令向爐內(nèi)裝料。[0050]熔融還原爐5的爐頂布料裝置4的切斷閥打開，煉鐵用燃料、含鐵原料、熔劑按配比、稱重、批次，通過熔融還原爐5的頂部裝料設(shè)備3，爐頂布料裝置4的布料溜槽裝入；爐料的批次可以按每小時(shí)7次設(shè)置。每批料加入前爐頂布料裝置4的爐頂扇形閘門打開，頂部布料溜槽按操作指令將爐料撒布到爐缸區(qū)的指定位置；采用低溫加壓煤氣(X)2脫除裝置及爐頂風(fēng)冷系統(tǒng)22的煤氣，以保護(hù)爐頂布料裝置4不至于溫度過高，滿足設(shè)備正常工作350°C 的要求；從爐頂裝入的燃料是由半焦制備裝置26提供的半焦，應(yīng)滿足作為該料批鐵氧化物直接還原所需要的還原劑數(shù)量；從爐頂裝入的含鐵原料應(yīng)是干燥的、含鐵品位高的、有害元素低的各種煉鐵原料燒結(jié)礦生產(chǎn)及供應(yīng)系統(tǒng)觀的燒結(jié)礦、球團(tuán)礦生產(chǎn)及供應(yīng)系統(tǒng)四的球團(tuán)礦、原料場及輔助原料供應(yīng)系統(tǒng)30的天然礦及熔劑等；從爐頂裝入的熔劑的數(shù)量，應(yīng)滿足該批料直接還原后生成的爐渣，其爐渣堿度和成分達(dá)到冶煉所需的要求，且滿足生成的鐵水含硫量符合要求。[0051]熔融還原爐5的風(fēng)口帶上設(shè)有上下兩排風(fēng)口，風(fēng)口與送風(fēng)裝置及送風(fēng)圍管相連， 熔融還原爐5的熱風(fēng)壓力為0. 34MPa ；高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐12的送風(fēng)溫度為1300°C ；由氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)27提供的氧氣，使送風(fēng)中氧氣濃度達(dá)到4% ；由煤粉制備及富氧噴煤系統(tǒng)13提供的煤粉，連接到送風(fēng)支管上設(shè)置的煤粉噴槍上；通過熔融還原爐5的兩排風(fēng)口，噴入的煤粉量可以達(dá)到160kg/t ；熔融還原爐5的上下排風(fēng)口數(shù)量可以相等或不相等，每排風(fēng)口的中心線在同一標(biāo)高上，但是要均勻分布在各自的圓周上；熔融還原爐5的下排風(fēng)口風(fēng)量可以通過送風(fēng)裝置支管上的耐火材料塞棒裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)量；在風(fēng)口帶的耐火材料及冷卻設(shè)備上設(shè)有多處熱電偶；每個(gè)送風(fēng)裝置的支管上均安裝風(fēng)口紅外線窺視儀，可將爐況攝像畫面及時(shí)傳送到控制室。[0052]熔融還原爐5的上排風(fēng)口主要是將加入爐缸的爐料進(jìn)行預(yù)熱、部分預(yù)還原、使?fàn)t料生成軟融狀態(tài)的初生渣和海綿狀鐵。熔融還原爐5的下排風(fēng)口主要是對成為軟融狀爐料提供直接還原所需熱能，并將其推入渣鐵熔液中，通過漂浮、翻轉(zhuǎn)、旋流等流體運(yùn)動方式， 與氧煤噴槍噴射擾動1]燃燒反應(yīng)的共同作用下，在渣、鐵液界面上完成直接還原反應(yīng)過程，形成爐渣和鐵水。[0053]通過調(diào)節(jié)熔融還原爐5的氧煤噴槍在水平投影方向的角度，使氧煤噴槍噴射旋流的燃燒氣體與下風(fēng)口噴射的高風(fēng)溫富氧空氣與煤粉燃燒后形成的環(huán)流氣體交匯，從而對環(huán)流的局部氣體產(chǎn)生擾動，形成局部渦流，在渦流區(qū)將產(chǎn)生2500°C以上的高溫，在此局部區(qū)域內(nèi)將發(fā)生煤的分解，碳的氣化，并產(chǎn)生大量還原性氣體作為媒介，使與之相接觸的待還原爐料的直接還原反應(yīng)速度急劇增長，形成爐渣和鐵水，在爐料邊緣還原反應(yīng)后形成的孔洞，將進(jìn)一步增進(jìn)爐料與渣鐵的接觸面積，加速直接還原反應(yīng)及脫硫反應(yīng)進(jìn)行。[0054]為了使熔融還原爐5的爐缸內(nèi)有充沛熱量，操作時(shí)會加入過量燃料，特別是在開爐初期，未參與氣化反應(yīng)的半焦將滯留在爐缸內(nèi)，形成死料柱，邊緣受鼓風(fēng)影響而氣化，中心有一個(gè)尖峰，死料柱沉浸在鐵水中并懸浮。在生產(chǎn)操作中，死料柱可以對爐頂撒布的爐料起到緩沖作用，減少對爐底磚的沖擊；每批爐料將均勻地分布在死料柱上，高溫的鼓風(fēng)氣流將與爐料有更大的接觸面積和更多的接觸時(shí)間，為還原反應(yīng)的進(jìn)行提供有利條件；死料柱為鐵水滲碳提供碳源，維持鐵水含碳量穩(wěn)定。死料柱是有空隙度的半焦顆粒，有足夠的透液性，在出鐵時(shí)可以阻擋未還原爐料隨渣鐵液流出；死料柱是不斷更新的，其周期約為7 10 天。[0055]熔融還原爐5的爐缸區(qū)的高度應(yīng)滿足兩次出鐵量和出渣量的要求；為有效利用熱能，爐缸內(nèi)還應(yīng)容納不少于3 5批的爐料。在熔融還原爐5的爐缸區(qū)還設(shè)有氧煤噴槍和多功能噴吹孔由煤粉制備及富氧噴煤系統(tǒng)13提供的煤粉及由氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)27提供的氧氣，通過熔融還原爐5插入的氧煤噴槍可以調(diào)節(jié)爐缸爐溫、碳、氧數(shù)量和比率，由氧煤噴槍帶入的氧氣量，可占鼓風(fēng)富氧濃度的5%，由氧煤噴槍噴入的煤粉量可以達(dá)到80kg/ t ；能使進(jìn)入爐內(nèi)的空氣平均含氧濃度達(dá)到30%，熔融還原爐5內(nèi)二次燃燒率為15%?？砂床僮饕筮M(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。[0056]當(dāng)入爐礦石綜合品位為狗58%時(shí)，熔融還原爐5的入爐燃料量每噸鐵約為 650kg/t，為滿足冶煉的碳量要求，入爐半焦含碳量不小于83%，噴入熔融還原爐5的煤粉的含碳量為65% ；每噸鐵水鼓風(fēng)風(fēng)量約為1100Nm3/t，當(dāng)熔融還原爐5的入爐內(nèi)的空氣平均含氧濃度達(dá)到30%時(shí)，每噸鐵水耗氧量約為130Nm3/t ；每噸鐵噴入的煤粉量為M0kg/t，可以達(dá)到入爐燃料總量的36. 9%;每噸鐵水煤氣發(fā)生量約為1540Nm3/t ；熔融還原爐爐缸直徑為11. 5m，爐缸單位面積每日出鐵量約為60t/(m2. d)。[0057][0058]BSIETMELTt β3]工藝性能主要參數(shù)如下熔融還原爐爐缸直徑5 13.5m預(yù)還原爐入爐礦品位56 60%預(yù)還原爐還原礦的金屬化率40 60%熔融還原爐噸鐵燃料比600 -800kg/t熔融還原爐噸鐵噴煤比180 '320kg/t熔融還原爐富氧率5 14%熔融還原爐鼓風(fēng)溫度1250' 13500C每噸鐵水鼓風(fēng)風(fēng)量815'叫600Nm3/t每噸鐵水煤氣發(fā)生量1220'-2160Nm3/t每噸鐵水耗氧量74 -206Nm3/t爐缸單位面積每日出鐵量43 -84t/(m2.d)高溫旋風(fēng)除塵器及爐塵回收噴吹系統(tǒng)7提供的爐塵，通過插入熔融還原爐[0059]多功能噴槍，可以增加該處爐渣粘度，減低爐缸爐襯表面溫度，以提高熔融還原爐5爐缸磚襯壽命；由脫硫劑制備及噴吹系統(tǒng)14提供的介質(zhì)，通過插入的多功能噴槍，可以快速減低鐵水含硫量。[0060]由熔融還原爐5爐頂分料批加入的爐料在高溫還原氣體的作用下，經(jīng)過預(yù)熱、部分預(yù)還原、軟融，與爐缸內(nèi)熔融爐渣和鐵水接觸后進(jìn)行鐵浴法直接還原，生成爐渣和鐵水。 其余渣鐵將定時(shí)由出鐵口排渣和出鐵，鐵水溫度約為1500°C，經(jīng)過渣鐵處理系統(tǒng)15處理， 鐵水送往煉鋼。爐渣可以用來沖制水渣。[0061]當(dāng)熔融還原爐5的設(shè)備需要檢修時(shí)，要進(jìn)入休風(fēng)狀態(tài)應(yīng)將熔融還原爐5爐頂由 0. 34MPa的高壓轉(zhuǎn)入常壓操作；休風(fēng)時(shí)，熔融還原爐5爐頂需要通氮?dú)夂驼羝?，關(guān)閉高溫旋風(fēng)除塵器7前粗煤氣切斷閥6，并打開熔融還原爐5爐頂煤氣放散閥。在休風(fēng)時(shí)，需將熔融還原爐5爐頂裝料設(shè)備切斷閥關(guān)閉。[0062]復(fù)風(fēng)后，熔融還原爐5爐頂布料批次及送風(fēng)風(fēng)量緩慢增加，隨送風(fēng)總量逐步增加后，應(yīng)不斷增加下排風(fēng)口風(fēng)量，提高風(fēng)口鼓風(fēng)動能；下排風(fēng)口風(fēng)量可以通過送風(fēng)裝置支管上風(fēng)量調(diào)節(jié)閥及本裝置的耐火材料塞棒來調(diào)節(jié)并可以切斷風(fēng)量；當(dāng)送風(fēng)總量、頂壓、加料批次達(dá)到正常值時(shí)，使熔融還原爐5上下排風(fēng)量比率回到正常范圍。[0063]為保證熔融還原爐5爐襯使用壽命，在不同部位應(yīng)選用與冶煉條件相適應(yīng)的耐火材料，在耐火材料與爐殼之間還設(shè)有冷卻設(shè)備。與高溫空氣、煤氣相接觸的閥門及風(fēng)口裝置均設(shè)有水冷卻系統(tǒng)。[0064]熔融還原爐5爐頂設(shè)有雷達(dá)測料面及紅外線攝像儀；風(fēng)口直吹管上設(shè)有紅外線窺視儀；可以使用攝像裝置實(shí)時(shí)觀察爐內(nèi)變化。[0065]由熔融還原爐5爐頂導(dǎo)出管排出的高溫煤氣，通過高溫旋風(fēng)除塵器7進(jìn)行粗除塵， 經(jīng)過預(yù)還原爐10可以將其化學(xué)能和余熱能初步利用后，進(jìn)入旋風(fēng)除塵器19，煤氣升降溫裝置20、煤氣干法袋式除塵系統(tǒng)21進(jìn)行精除塵，通過爐頂煤氣壓力調(diào)節(jié)裝置23調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力或經(jīng)過煤氣壓差發(fā)電裝置(TRT) 24，將其壓力能回收，然后將部分煤氣供給熱風(fēng)爐12燒爐， 剩余煤氣供給熱電聯(lián)產(chǎn)裝置25使用，為熔融還原爐的鼓風(fēng)機(jī)11提供動力。由熔融還原爐的鼓風(fēng)機(jī)11，向熱風(fēng)爐12提供高壓冷風(fēng)，并在冷風(fēng)管道上通過氧氣閥組，按操作要求加入部分氧氣。該部分氧氣將由氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)27提供。[0066]本實(shí)用新型高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置及方法適用于冶金技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ω鞣N冶金工藝流程，各種工況都能靈活適應(yīng)，特別是，面對煉焦煤資源的日益匱乏的局面，非高爐煉鐵技術(shù)是鋼鐵冶金可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。[0067]本實(shí)用新型高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置及方法有多種實(shí)施方案，附圖只作解釋說明用，并非對本實(shí)用新型的限制。任何未脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路， 對本實(shí)用新型作非實(shí)質(zhì)性改動的，均仍屬于本實(shí)用新型的范圍。[0068]注釋1 擾動一詞在現(xiàn)代科技中有廣泛應(yīng)用，其基本含義是生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的各種運(yùn)行條件是受外界影響的，各種影響因素是經(jīng)常變化的；要維護(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)朝著預(yù)定目標(biāo)正常進(jìn)行，必須協(xié)調(diào)好各生產(chǎn)要素的相互關(guān)系以及外界因素的影響，按照科學(xué)預(yù)測的方向和范圍進(jìn)行，這些相繼事件組成的生產(chǎn)系統(tǒng)是在一種可以自動調(diào)節(jié)的動態(tài)平衡中進(jìn)行的；如果其中一個(gè)行為者不能適應(yīng)這種擾動，則動態(tài)平衡被破壞，開始一個(gè)新的事件過程。該事件過程可能使某一行為者承受不了過度能量而發(fā)生質(zhì)的變化，并將釋放的能量，作用于下一個(gè)行為者，使其發(fā)生新的變化；因此外界因素的變化將影響生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行，使系統(tǒng)產(chǎn)生一種在正常范圍的波動，它往往有一定的規(guī)律可循，并具有可預(yù)知性，生產(chǎn)系統(tǒng)這種對外界影響因素的變化被稱為擾動(Perturbation)，擾動將作用于引起事件行為的主體者。對于流體反應(yīng)介質(zhì)來說，就是在外部某個(gè)噴射氣體的因素干擾下，部分流體偏離正常流動軌跡和反應(yīng)軌跡，即“脫軌”；利用這部分脫軌的氣流，增加介質(zhì)接觸機(jī)會，以加速反應(yīng)進(jìn)行。[0069]注釋2 預(yù)還原爐爐料的中溫還原區(qū)，間接還原適宜溫度850 950°C的確定依據(jù)[0070]按鐵氧化物還原熱力學(xué)，用還原性氣體CO、H2還原，稱為間接還原；還原溫度大于 570°C時(shí)，高價(jià)鐵氧化物依次向低價(jià)鐵氧化物還原；當(dāng)大于810°C時(shí)，H2的還原能力遠(yuǎn)大于 CO的還原能力；為加快還原速度，發(fā)揮H2的還原作用，預(yù)還原爐爐料的中溫還原區(qū)下界區(qū)， 確定為850°C。提高還原溫度有利于加快還原速度，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，還原溫度超過1000°C 時(shí)，某些煉鐵爐料開始軟化粘連，不利于生產(chǎn)操作，預(yù)還原爐爐料的中溫還原區(qū)上界區(qū)一般要求，應(yīng)低于礦石軟化溫度50 100°C。由于煉鐵原料品種繁多，不能一一例舉，現(xiàn)用一個(gè)有代表性的煉鐵原料還原性試驗(yàn)數(shù)據(jù)來說明以上問題。[0071]預(yù)還原爐料冶金性能試驗(yàn)[0072]高堿度燒結(jié)礦與酸性爐料(球團(tuán)礦和塊礦)合理搭配，已經(jīng)成為煉鐵入爐爐料結(jié)構(gòu)的基本模式；通過爐料冶金性能試驗(yàn)，為生產(chǎn)操作的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，提供理論依據(jù)。例舉一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下[0073](1)燒結(jié)礦化學(xué)成分[0074]燒結(jié)礦化學(xué)成分表1[0075]
權(quán)利要求1.一種高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置，其特征在于包括原料系統(tǒng)、爐頂裝料及布料系統(tǒng)、熔融還原爐、爐頂高溫煤氣系統(tǒng)、預(yù)還原爐、半焦煤氣回收利用系統(tǒng)、煤粉制備及噴煤系統(tǒng)、鐵水脫硫劑制備及噴吹裝置、氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐、熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)、爐頂煤氣除塵與回收系統(tǒng)、煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置；原料系統(tǒng)通過爐頂裝料及布料裝置分別與熔融還原爐及預(yù)還原爐相連，爐頂高溫煤氣系統(tǒng)通過高溫煤氣管道與熔融還原爐相連，預(yù)還原爐通過高溫煤氣管道與爐頂高溫煤氣系統(tǒng)相連， 半焦煤氣加壓回收利用系統(tǒng)通過管路與預(yù)還原爐相連，煤粉制備及噴煤系統(tǒng)通過管路與熔融還原爐相連，鐵水脫硫劑制備及噴吹裝置通過管路與熔融還原爐相連，氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)通過管路與熔融還原爐相連，渣鐵處理系統(tǒng)通過渣鐵溝與熔融還原爐相連，高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐通過熱風(fēng)管道與熔融還原爐相連，熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)通過冷風(fēng)管道與高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐相連，爐頂煤氣除塵與回收系統(tǒng)通過煤氣管道與預(yù)還原爐相連，煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置通過煤氣管道與爐頂煤氣除塵及回收系統(tǒng)相連，熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)通過高壓供電電纜與煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于熔融還原爐包括熔融還原爐本體、爐頂煤氣導(dǎo)出管、送風(fēng)圍管、送風(fēng)裝置、上排風(fēng)口、下排風(fēng)口、塞棒式風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置、氧煤噴槍和多功能噴槍的噴口、粉塵回收利用裝置、鐵口框、風(fēng)口紅外線窺視儀、爐頂雷達(dá)測料面儀、爐頂紅外線攝像儀及熱工檢測裝置；爐頂煤氣導(dǎo)出管通過管道焊接與熔融還原爐本體相連，送風(fēng)圍管通過管道與高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐相連，送風(fēng)裝置通過法蘭和螺栓與送風(fēng)圍管相連，上排、下排風(fēng)口通過法蘭和螺栓與熔融還原爐本體相連，熔融還原爐本體通過爐頂鋼圈與爐頂裝料及布料裝置相連；塞棒式風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置通過送風(fēng)裝置與下排風(fēng)口相連，氧煤噴槍和多功能噴槍的噴口通過法蘭和螺栓與熔融還原爐本體相連，粉塵回收利用裝置通過管道和法蘭與多功能噴槍相連，鐵口框通過焊接與熔融還原爐本體相連，風(fēng)口紅外線窺視儀通過法蘭和管道與送風(fēng)裝置相連，爐頂雷達(dá)測料面儀、爐頂紅外線攝像儀及熱工檢測裝置通過法蘭和管道與熔融還原爐本體相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于熔融還原爐本體由爐底、爐缸、風(fēng)口帶、 爐身、爐頭、爐頂封板、爐頂鋼圈、爐頂法蘭、耐火材料內(nèi)襯、冷卻設(shè)備、爐殼組成；爐底與豎爐的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及爐底板相連，為圓柱形或圓臺形，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐殼底板連接；爐缸在爐底上方，外形為圓柱形或圓臺形，中心為圓柱形空間，爐缸上設(shè)有出鐵口，爐缸上部還設(shè)置有安裝氧煤噴槍和多功能噴槍的噴口，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐底處爐殼連接；風(fēng)口帶在爐缸上方，外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，風(fēng)口帶上設(shè)有上下兩排風(fēng)口，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐缸處爐殼連接；爐身在風(fēng)口帶上方，外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與風(fēng)口帶處爐殼連接；爐頭在爐身上方，外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，爐頭上設(shè)有爐頂煤氣導(dǎo)出管，冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐身處爐殼連接；爐頂封板在爐頭上方，外形為圓柱形，中心為圓柱形空間；冷卻設(shè)備管道以焊接方式與爐頭處爐殼連接；爐頂鋼圈在爐頂封板上方，以焊接方式與爐頂封板處爐殼連接；爐頂法蘭在爐頂鋼圈上方，通過螺栓聯(lián)接方式與爐頂鋼圈相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于預(yù)還原爐包括預(yù)還原爐本體、爐頂煤氣導(dǎo)出管、布料溜槽檢修孔、預(yù)還原爐料冷卻用循環(huán)煤氣系統(tǒng)、排料系統(tǒng)、貯料系統(tǒng)、運(yùn)料系統(tǒng)；爐頂煤氣導(dǎo)出管通過管道焊接與預(yù)還原爐本體相連，布料溜槽檢修孔通過焊接與預(yù)還原爐本體相連，預(yù)還原爐料冷卻用循環(huán)煤氣系統(tǒng)通過煤氣管道焊接與預(yù)還原爐本體相連，排料系統(tǒng)通過焊接與預(yù)還原爐本體相連，貯料系統(tǒng)通過波紋膨脹器連接管道焊接方式與預(yù)還原爐排料系統(tǒng)的閥門相連，運(yùn)料系統(tǒng)通過溜槽和橡膠密封件與貯料系統(tǒng)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于預(yù)還原爐本體由爐頂法蘭、爐頂鋼圈、爐頂封板、爐頭、煤氣導(dǎo)出管、布料溜槽檢修孔、爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸、耐火材料內(nèi)襯及爐殼組成；爐頂法蘭通過螺栓聯(lián)接方式與爐頂鋼圈相連；爐頂鋼圈在爐頂法蘭下方，通過焊接方式與爐頂封板處爐殼連接；爐頂封板在爐頂鋼圈下方，外形為圓柱形，中心為圓柱形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐頭處爐殼連接；爐頭在爐頂封板下方，爐頭上設(shè)有爐頂煤氣導(dǎo)出管及布料溜槽檢修孔；爐頭外形為上小下大的圓臺形，中心為上小下大的圓臺形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐喉處爐殼連接；爐頂煤氣導(dǎo)出管在爐頭上方，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐頭處爐殼連接；布料溜槽檢修孔通過焊接方式與爐頭處爐殼連接；爐喉在爐頭下方，外形為圓柱形，中心為圓柱形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐身處爐殼連接；爐身在爐喉下方，外形為上小下大的圓臺形， 中心為上小下大的圓臺形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐腰處爐殼連接；爐腰在爐身的下方，設(shè)有高溫還原煤氣入口管，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與高溫旋風(fēng)除塵器相連，爐腰外形為圓柱形，中間設(shè)有中空環(huán)室，環(huán)室通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與高溫還原煤氣入口管相連，環(huán)室下部均勻設(shè)置多個(gè)孔道，孔道中心線沿預(yù)還原爐爐腰截面徑向布置，孔道中心線與水平面向下呈45 60°夾角，孔道為圓形、方形或矩形，孔道與中心圓柱形空間相通；爐腰通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐腹處爐殼連接；爐腹在爐腰下方，外形為上大下小的圓臺形，中心為上大下小的圓臺形空間，通過耐火材料內(nèi)襯砌筑及焊接方式與爐缸處爐殼連接；爐腹中上部設(shè)有爐腹?fàn)t料冷卻用循環(huán)煤氣引出管， 爐腹下部設(shè)有循環(huán)煤氣引入管，各煤氣管道通過焊接與爐腹處爐殼相連；在爐腹區(qū)中下部設(shè)有搗料器、氮?dú)馀诘慕尤牍芸?，通過法蘭及管道焊接方式與爐腹處爐殼相連；爐缸在爐腹下方，外形為圓柱形，中心為圓柱形空間；爐缸段底部設(shè)有排料口，通過管道焊接方式及法蘭與排料系統(tǒng)的閥門相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于預(yù)還原爐料冷卻用循環(huán)煤氣系統(tǒng)由煤氣熱交換器、低溫凈煤氣輸入系統(tǒng)、煤氣脫硫裝置、CO2變壓吸附脫除裝置、煤氣冷卻循環(huán)加壓機(jī)組成；煤氣熱交換器有四個(gè)管道接口，分別用管道焊接和法蘭與高、低溫端的進(jìn)、出口管相連高溫端入口管與爐腹煤氣導(dǎo)出管相連，高溫端出口管與煤氣脫硫裝置入口管相連， 低溫端入口管與爐頂煤氣除塵及回收系統(tǒng)的凈煤氣管道相連，低溫端出口管與高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐系統(tǒng)的煤氣管道相連；煤氣脫硫裝置通過管道焊接和法蘭與煤氣熱交換器出口管法蘭相連，CO2變壓吸附脫除裝置通過管道焊接和法蘭與煤氣脫硫裝置出口管法蘭相連，煤氣加壓機(jī)入口管通過管道焊接和法蘭與(X)2變壓吸附脫除裝置出口管相連，煤氣加壓機(jī)出口管通過管道焊接和法蘭與預(yù)還原爐爐腹煤氣入口管相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于預(yù)還原爐排料系統(tǒng)由搗料器、氮?dú)馀凇⒉嫘谓亓祥y、扇形閥、三通分料閥、煤氣密封蝶閥組成；搗料器通過管道焊接及法蘭與預(yù)還原爐爐腹搗料器接入口管道相連，氮?dú)馀谕ㄟ^管道焊接及法蘭與預(yù)還原爐爐腹氮?dú)馀诮尤肟诠艿老噙B，叉形截料閥通過管道焊接及法蘭與預(yù)還原爐爐缸排料口相連，扇形閥通過管道焊接及法蘭與叉形截料閥相連，三通分料閥通過管道焊接及法蘭與扇形閥相連，煤氣密封蝶閥通過管道焊接及法蘭與三通分料閥相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于預(yù)還原爐貯料系統(tǒng)由聯(lián)接管、上密封閥、 貯料罐及其電子稱量裝置、均壓及排壓閥、氮?dú)饩鶋合到y(tǒng)、扇形排料閥、下密封閥組成；聯(lián)接管通過波紋膨脹器管道焊接及法蘭與煤氣密封蝶閥相連，上密封閥通過管道焊接及法蘭與聯(lián)接管相連，貯料罐通過管道焊接及法蘭與上密封閥相連，貯料罐電子稱量裝置通過管道焊接及法蘭與電子稱相連，均壓閥及排壓閥通過管道焊接及法蘭與貯料罐殼體相連，氮?dú)饩鶋合到y(tǒng)通過管道及法蘭與均壓閥相連，扇形排料閥通過管道焊接及法蘭與貯料罐相連， 下密封閥通過管道焊接及法蘭與扇形排料閥相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于預(yù)還原爐運(yùn)料系統(tǒng)由稱量漏斗、料流閘門、膠帶運(yùn)輸機(jī)組成；稱量漏斗通過溜槽和橡膠密封件與下密封閥相連，料流間門通過管道焊接及法蘭與稱量漏斗相連，膠帶運(yùn)輸機(jī)通過溜槽和橡膠密封件與料流間門相連。
專利摘要一種高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原和預(yù)還原聯(lián)合裝置，屬于熔融還原技術(shù)領(lǐng)域。裝置包括原料系統(tǒng)、爐頂裝料及布料系統(tǒng)、熔融還原爐、爐頂高溫煤氣系統(tǒng)、預(yù)還原爐、半焦煤氣回收利用系統(tǒng)、煤粉制備及噴煤系統(tǒng)、鐵水脫硫劑制備及噴吹裝置、氧氣和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐、熔融還原爐鼓風(fēng)機(jī)、爐頂煤氣除塵與回收系統(tǒng)、煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。并采用高風(fēng)溫旋流噴射擾動熔融還原爐產(chǎn)生的高溫煤氣引入到預(yù)還原爐內(nèi)，將含鐵原料在固相狀態(tài)下直接還原成為具有一定金屬化率的預(yù)還原爐料，經(jīng)過冷卻后與半焦分別作為爐料和燃料加入到熔融還原爐內(nèi)，終還原生產(chǎn)出鐵水。優(yōu)點(diǎn)在于，具有生產(chǎn)效率高、能耗低、易于操作和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
文檔編號C21B11/00GK202279831SQ201120414150
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者唐安萍, 唐振炎, 姚軾, 張福明, 徐輝, 曹朝真, 李俊青, 李勇, 李欣, 李翠芝, 毛慶武, 章啟夫, 許云, 錢世崇 申請人:北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司