一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐及用其進行冶金的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有噴吹裝置的燃氣熔分爐及用其進行冶金的方法。本發(fā)明的燃氣熔分爐包括長度方向上相對布置的第一長爐墻和第二長爐墻、寬度方向上相對布置的第三側(cè)爐墻和第四側(cè)爐墻，具有燒嘴、出渣口、出鐵口、爐底噴吹裝置和爐墻側(cè)壁噴吹裝置，燒嘴在第一長爐墻和第二長爐墻上，具有多個且成對的均勻分布，出渣口和出鐵口在第四側(cè)爐墻，且出鐵口的水平位置在出渣口的水平位置之下，爐底噴吹裝置在爐底外部，靠近第四側(cè)爐墻，爐墻側(cè)壁噴吹裝置在第三側(cè)爐墻上，靠近爐底。本發(fā)明利用高溫煙氣作為載體噴入還原劑進行冶金，操作簡便，節(jié)省能耗，提升冶煉效果，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】
一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐及用其進行冶金的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總地涉及到冶金領(lǐng)域，尤其涉及到一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐以及使用該燃氣熔分爐進行冶金的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，在鋼鐵、有色冶金、玻璃以及礦棉等行業(yè)中，在生產(chǎn)相應產(chǎn)品的時候，均需用到高溫熔融窯爐。在高溫熔融窯爐中，一般采用電加熱的方式，來提供滿足物料熔化所需的熱量，但是電爐設(shè)備一般投資較大并且電價高，導致生產(chǎn)成本較高。因此，行業(yè)內(nèi)為進一步縮減成本，逐漸采用價格相對較低的燃氣加熱提供熱量的熔爐，或是采用噴煤燃燒方式與電加熱、燃氣加熱方式相結(jié)合的熔爐。雖然降低了成本，但是由于大量的使用煤粉，會導致環(huán)境污染問題。
[0003]并且，電爐、燃氣爐以及帶有噴吹煤粉裝置的熔爐整體上存在一個共性問題，爐內(nèi)的高溫熔融物料液面相對穩(wěn)定，不存在內(nèi)部的流場，導致高溫熔體均勻化時間較長，從而降低了生產(chǎn)效率。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)涉及到一種燃氣熔分爐和具有所述燃氣熔分爐的煉鐵裝置。所述燃氣熔分爐包括:爐體，所述爐體內(nèi)具有爐腔，所述爐體設(shè)有用于向所述爐腔內(nèi)加入釩鈦金屬化球團和還原劑的加料口、用于排出含釩鐵水的出鐵口、用于排出含鈦爐渣的放渣口、用于排出煙氣的出煙口、用于向熔體噴吹還原劑的還原劑噴吹口和用于向熔體噴吹惰性氣體的惰性氣體噴吹口；還原劑噴吹管，所述還原劑噴吹管插入到所述還原劑噴吹口內(nèi)，用于向熔體噴吹還原劑;和用于向所述爐腔內(nèi)噴吹可燃性氣體的燒嘴，所述燒嘴設(shè)在所述爐腔的側(cè)壁上。
[0005]該燃氣熔分爐通過增設(shè)還原劑噴吹口和惰性氣體噴吹口，可減少還原劑的燒損， 同時通過惰性氣體的攪拌，縮短冶煉周期。但是如果不將惰性氣體預熱到很高的溫度，則其就會吸收熔體熱量，降低爐溫造成熔體流動性變差，出鐵和出渣困難，且惰性氣體噴吹口方向和氣流方向單一，不能在熔池內(nèi)形成流場，屬于局部攪拌，熔體整體均勻性較差。并且還原劑噴吹裝置和惰性氣體噴吹裝置為獨立的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較為復雜，高溫煙氣余熱沒有得到利用，造成熱量的浪費。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明旨在在燃氣熔分爐的基礎(chǔ)上進一步改造和優(yōu)化。此外，本發(fā)明還要提供一種用改進后的燃氣熔分爐進行冶金的方法。本發(fā)明的裝置及方法結(jié)構(gòu)更簡單，操作更方便，生產(chǎn)效率更高，更加節(jié)省能耗。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐，其包括長度方向上相對布置的第一長爐墻和第二長爐墻，還包括寬度方向上相對布置的第三側(cè)爐墻和第四側(cè)爐墻，在所述燃氣熔分爐上裝有燒嘴、出渣口、出鐵口、爐底噴吹裝置和爐墻側(cè)壁噴吹裝置，其中，
[0008]多個所述燒嘴設(shè)置在所述燃氣熔分爐的第一長爐墻和第二長爐墻上，在所述第一長爐墻和第二長爐墻上設(shè)置的燒嘴數(shù)量相同，且成對的均勻分布；
[0009]所述出渣口設(shè)置在所述第四側(cè)爐墻；
[0010]所述出鐵口設(shè)置在所述第四側(cè)爐墻，但所述出鐵口的水平位置在所述出渣口的水平位置之下；
[0011]所述爐底噴吹裝置設(shè)置在所述燃氣熔分爐爐底的外部，且靠近所述第四側(cè)爐墻；
[0012]所述爐墻側(cè)壁噴吹裝置設(shè)置在所述第三側(cè)爐墻上，且靠近所述燃氣熔分爐爐底。
[0013]進一步的，所述燃氣熔分爐爐體中設(shè)有用于儲存熔分物料的熔分空間。
[0014]進一步的，所述燃氣熔分爐還包括加料口，所述加料口設(shè)置在所述燃氣熔分爐的爐頂，位于所述爐頂?shù)闹行?，用于添加所述熔分物料?br>[0015]本發(fā)明還提出一種運用所述具有噴吹裝置的燃氣熔分爐進行冶金的方法，包括如下步驟:[〇〇16]步驟A，將所述熔分物料從所述加料口不斷地加入到所述燃氣熔分爐內(nèi)，同時所述燒嘴中通入燃氣和助燃氣進行燃燒，使得所述熔分物料熔化形成具有熔池深度的熔體；
[0017]步驟B，同步啟動所述爐底噴吹裝置和所述爐墻側(cè)壁噴吹裝置，向所述爐池中噴吹載有還原劑的高速氣體；
[0018]步驟C，當所述熔池深度達到所述燃氣熔分爐的設(shè)定熔池深度之后，開啟所述出渣口放渣，待熔池液面達到出渣口水平線以下時，關(guān)閉所述出渣口并開啟所述出鐵口出鐵，待出鐵完畢后，關(guān)閉出鐵口。
[0019]上述利用燃氣熔分爐進行冶金的方法中，所述步驟B中，所述爐底噴吹裝置噴入所述載有還原劑的高速氣體之后，在所述熔池中形成向上的氣流。
[0020]上述利用燃氣熔分爐進行冶金的方法中，所述步驟B中，所述爐墻側(cè)壁噴吹裝置噴入所述載有還原劑的高速氣體之后，在所述熔池中形成流向第四側(cè)爐墻的氣流。
[0021]上述利用燃氣熔分爐進行冶金的方法中，所述向上的氣流和所述流向第四側(cè)爐墻的氣流形成循環(huán)氣流場。
[0022]上述利用燃氣熔分爐進行冶金的方法中，所述還原劑為蘭炭粉;所述氣體為所述燃氣熔分爐排放的高溫煙氣;所述熔分物料為金屬化球團物料。
[0023]上述利用燃氣熔分爐進行冶金的方法中，所述步驟A中，將設(shè)置在同一側(cè)長爐墻的所述燒嘴的工作方式設(shè)定為用于所述燃氣和助燃氣的燃燒，而將設(shè)置在另一側(cè)長爐墻的燒嘴的工作方式設(shè)定為用于排煙。
[0024]上述利用燃氣熔分爐進行冶金的方法中，所述步驟A中，將設(shè)置在同一側(cè)長爐墻的所述燒嘴的工作方式設(shè)定為交錯用于所述燃氣和助燃氣的燃燒或排煙，而將設(shè)置在另一側(cè)長爐墻的對應燒嘴的工作方式設(shè)定為用于排煙或燃氣和助燃氣的燃燒。
[0025]本發(fā)明所提供的燃氣熔分爐，與原有電加熱熔爐相比，在提供相同的熱量時，采用燃氣加熱的方式，成本較低。并在原有燃氣熔分爐的基礎(chǔ)上，在爐底和爐墻側(cè)壁上設(shè)置了噴吹裝置，可有效利用高溫煙氣的余熱，使爐內(nèi)熔體流動形成一定的氣流場，有助于熔體的快速均勻化，縮短出料時間，降低能耗，從而提高生產(chǎn)效率、提升冶煉效果。并且在裝置的構(gòu)造方面，還原劑和噴吹氣體采用同一個噴吹裝置，使得裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實施例的一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐的俯視剖面圖。
[0027]圖2為本發(fā)明實施例的一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐的前視剖面圖。
[0028]圖3為本發(fā)明實施例的一種利用具有噴吹裝置的燃氣熔分爐進行冶金的流程示意圖。[〇〇29]附圖中的附圖標記如下:[〇〇3〇] 100、燒嘴；200、加料口；301、出渣口； 30 2、出鐵口； 401、爐底噴吹裝置;402、爐墻側(cè)壁噴吹裝置;500、爐體本體?！揪唧w實施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的【具體實施方式】和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。
[0032]本發(fā)明首先提供了一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐，該燃氣熔分爐為方形燃氣熔分爐，包括長度方向上相對布置的第一側(cè)爐墻(第一長爐墻)和第二側(cè)爐墻(第二長爐墻)、 寬度方向上相對布置的第三側(cè)爐墻和第四側(cè)爐墻、爐頂以及爐底。該燃氣熔分爐上裝有加料口、燒嘴、出渣口、出鐵口、爐底噴吹裝置和爐墻側(cè)壁噴吹裝置，并由四側(cè)爐墻、爐頂和爐底形成熔分空間。
[0033]其中，加料口設(shè)置在爐頂?shù)闹行摹煸O(shè)置在第一側(cè)爐墻和第二側(cè)爐墻上，燒嘴的數(shù)量有多個，在該兩側(cè)爐墻上設(shè)置的燒嘴數(shù)量相同，并且相對于兩側(cè)爐墻成對的均勻分布。
[0034]出渣口和出鐵口設(shè)置在第四側(cè)爐墻，出鐵口的水平位置比出渣口的水平位置低， 兩者之間的垂直距離為250?500mm。爐底噴吹裝置設(shè)置在爐底外部，且靠近第四側(cè)爐墻。爐墻側(cè)壁噴吹裝置設(shè)置在第三側(cè)爐墻，且靠近爐底。[〇〇35] 或是將出渣口和出鐵口設(shè)置在第三側(cè)爐墻，且出鐵口的水平位置比出渣口的水平位置低，兩者之間的垂直距離為250?500mm。爐底噴吹裝置設(shè)置在爐底外部，且靠近第三側(cè)爐墻。爐墻側(cè)壁噴吹裝置設(shè)置在第四側(cè)爐墻，且靠近爐底。
[0036]本發(fā)明還提供了一種運用上述具有噴吹裝置的燃氣熔分爐進行冶金的方法，包括如下步驟:
[0037]步驟A，熔化物料:將熔分物料從加料口加入到燃氣熔分爐內(nèi)，同時啟動燒嘴通入燃氣和助燃氣進行燃燒，燃燒后釋放的熱量可使熔分物料熔化，隨著熔分物料的不斷加入和熔化，逐漸形成具有一定熔池深度的熔體。
[0038]上述燒嘴在工作時，可采用的工作方式為:第一側(cè)爐墻的燒嘴同時燃燒，第二側(cè)爐墻的燒嘴同時排煙;第二側(cè)爐墻的燒嘴同時燃燒，第一側(cè)爐墻的燒嘴同時排煙;第一側(cè)爐墻的燒嘴交錯燃燒，第二側(cè)爐墻的對應燒嘴交錯排煙，同時第二側(cè)爐墻的其余燒嘴燃燒，對應的第一側(cè)爐墻的燒嘴排煙;第二側(cè)爐墻的燒嘴交錯燃燒，第一側(cè)爐墻的對應燒嘴交錯排煙， 同時第一側(cè)爐墻的其余燒嘴燃燒，對應的第二側(cè)爐墻的燒嘴排煙。
[0039]步驟B，噴吹還原劑:同步啟動爐底噴吹裝置和爐墻側(cè)壁噴吹裝置，向熔池中高速噴入高溫煙氣，同時高溫煙氣作為還原劑的載體，將還原劑一同帶入熔池中。
[0040]上述高溫煙氣是由燃氣熔分爐排放的，向熔池中噴吹該種高溫煙氣，可充分利用其余熱，減少熱量的浪費，并且由于該種高溫煙氣的溫度和熔體的溫度較接近，因此不會降低熔體的溫度，影響熔體的流動性。
[0041]經(jīng)由爐底噴吹裝置高速進入的高溫煙氣，可帶動還原劑，在熔池中形成向上的氣流，同時帶動熔體向上流動，然后又在沒有氣流的一側(cè)由于重力的作用而流下。經(jīng)由爐墻側(cè)壁噴吹裝置高速進入的高溫煙氣，可帶動還原劑，在熔池中形成流向出渣口所在側(cè)爐墻的氣流，同時帶動熔體向同方向流動，并與上述爐底噴吹裝置形成的氣流相配合，在熔池內(nèi)形成循環(huán)的氣流場。從而促進熔體的流動，使其快速均勻，保證還原劑與熔體的充分接觸進行深還原，提升冶煉效果。同時還原劑和噴吹氣體采用同一個噴吹裝置，使得裝置結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化。
[0042]步驟C，出渣和出鐵:當熔池深度達到燃氣熔分爐的設(shè)定熔池高度之后，開啟出渣口放渣，待熔池液面達到出渣口水平線以下時，關(guān)閉出渣口并開啟出鐵口出鐵，待出鐵完畢后，關(guān)閉出鐵口。[〇〇43] 實施例[〇〇44]如圖1所示，為本發(fā)明實施例的一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐的俯視剖面圖，該燃氣熔分爐上設(shè)置有燒嘴100、加料口 200、出渣口301、出鐵口 302、爐底噴吹裝置401和爐墻側(cè)壁噴吹裝置402，還包括爐體本體500。
[0045]上述燃氣熔分爐具有四側(cè)爐墻，分別為長度方向上相對布置的第一側(cè)爐墻和第二側(cè)爐墻、寬度方向上相對布置的第三側(cè)爐墻和第四側(cè)爐墻，還包括爐頂和爐底。[〇〇46]在本發(fā)明實施例中，燒嘴100設(shè)置在第一側(cè)爐墻和第二側(cè)爐墻上，第一側(cè)爐墻上燒嘴1 〇〇的數(shù)量為六個且均勻分布，第二側(cè)爐墻上燒嘴100的數(shù)量也為六個且均勻分布，兩側(cè)爐墻上的燒嘴對應成對存在。
[0047]在本發(fā)明實施例中，加料口 200設(shè)置在爐頂?shù)闹行奈恢蒙?。出渣?301設(shè)置在第四側(cè)爐墻，出鐵口 302也設(shè)置在第四側(cè)爐墻，且由圖1可見，出渣口 301和出鐵口 302位于兩條不同的垂直于地面的直線上。爐底噴吹裝置401和爐墻側(cè)壁噴吹裝置402的數(shù)量都為三個。爐體本體500的四周具有一定的熔分空間，用于儲存熔分物料。
[0048]如圖2所示，為本發(fā)明實施例的一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐的前視剖面圖。由圖2可見，出鐵口 302的水平位置在出渣口 301的水平位置之下，且與出渣口 301之間的垂直距離為350mm。
[0049]由圖2可見，爐底噴吹裝置401設(shè)置在燃氣熔分爐的爐底外部，且靠近第四側(cè)爐墻均勻分布。爐墻側(cè)壁噴吹裝置402設(shè)置在第三側(cè)爐墻上，且靠近爐底均勻分布。
[0050]如圖3所示，為本發(fā)明實施例的一種利用具有噴吹裝置的燃氣熔分爐進行冶金的流程示意圖，包括以下三個步驟:[0051 ]步驟A，熔化物料:將金屬化球團物料從加料口 200加入到燃氣熔分爐內(nèi)，同時啟動燒嘴100通入燃氣和助燃氣進行燃燒，釋放的熱量使得金屬化球團物料熔化，隨著金屬化球團物料的不斷加入和熔化，在爐體本體500中逐漸形成具有一定熔池深度的熔體。[〇〇52]步驟B，噴吹蘭炭粉:同步啟動爐底噴吹裝置401和爐墻側(cè)壁噴吹裝置402,均以高溫煙氣為載體，經(jīng)由兩噴吹裝置高速噴入蘭炭粉，蘭炭粉的質(zhì)量占金屬化球團物料質(zhì)量的 3%〇[〇〇53] 步驟C，出渣和出鐵:待熔池深度達到設(shè)定的熔池高度后，開啟出渣口 301進行放渣，出渣完畢后關(guān)閉出渣口 301，同時開啟出鐵口 302進行出鐵，出鐵完畢后關(guān)閉出鐵口 302。
[0054]變形例
[0055]基于本發(fā)明的【具體實施方式】和實施例還可拓展出許多變形例，例如:
[0056]燒嘴100可設(shè)置在燃氣熔分爐的其他方向的爐墻上，燒嘴100的數(shù)量可為除六個之外的其他任意數(shù)量，在爐墻上可不呈均勻分布。
[0057]加料口 200的數(shù)量可為一個或者多個，或可位于燃氣熔分爐的其他位置上；出渣口 301和出鐵口 302的數(shù)量可為兩個或兩個以上，或可位于燃氣熔分爐的其他方向的爐墻上。 [〇〇58]爐底噴吹裝置401和爐墻側(cè)壁噴吹裝置402的數(shù)量可為除三個之外的其他任意數(shù)量，爐底噴吹裝置401可不設(shè)置在靠近第四側(cè)爐墻的位置上，爐墻側(cè)壁噴吹裝置402可設(shè)置在其他側(cè)爐墻上，或可不呈均勻分布。[〇〇59]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種具有噴吹裝置的燃氣熔分爐，所述燃氣熔分爐包括長度方向上相對布置的第一 長爐墻和第二長爐墻，還包括寬度方向上相對布置的第三側(cè)爐墻和第四側(cè)爐墻，在所述燃 氣熔分爐上裝有燒嘴、出渣口、出鐵口、爐底噴吹裝置和爐墻側(cè)壁噴吹裝置，其中，多個所述燒嘴設(shè)置在所述燃氣熔分爐的第一長爐墻和第二長爐墻上，在所述第一長爐 墻和第二長爐墻上設(shè)置的燒嘴數(shù)量相同，且成對的均勻分布；所述出渣口設(shè)置在所述第四側(cè)爐墻；所述出鐵口設(shè)置在所述第四側(cè)爐墻，但所述出鐵口的水平位置在所述出渣口的水平位 置之下；所述爐底噴吹裝置設(shè)置在所述燃氣熔分爐爐底的外部，且靠近所述第四側(cè)爐墻；所述爐墻側(cè)壁噴吹裝置設(shè)置在所述第三側(cè)爐墻上，且靠近所述燃氣熔分爐爐底。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣熔分爐，其特征在于，所述燃氣熔分爐爐體中設(shè)有用于儲 存熔分物料的熔分空間。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃氣熔分爐，其特征在于，還包括加料口，所述加料口設(shè)置 在所述燃氣熔分爐的爐頂，位于所述爐頂?shù)闹行模糜谔砑铀鋈鄯治锪稀?.一種運用權(quán)利要求1至3所述的燃氣熔分爐進行冶金的方法，包括如下步驟:步驟A，將所述熔分物料從所述加料口不斷地加入到所述燃氣熔分爐內(nèi)，同時所述燒嘴 中通入燃氣和助燃氣進行燃燒，使得所述熔分物料熔化形成具有熔池深度的熔體；步驟B，同步啟動所述爐底噴吹裝置和所述爐墻側(cè)壁噴吹裝置，向所述爐池中噴吹載有 還原劑的高速氣體；步驟C，當所述熔池深度達到所述燃氣熔分爐的設(shè)定熔池深度之后，開啟所述出渣口放 渣，待熔池液面達到出渣口水平線以下時，關(guān)閉所述出渣口并開啟所述出鐵口出鐵，待出鐵 完畢后，關(guān)閉出鐵口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，所述爐底噴吹裝置噴入所述 載有還原劑的高速氣體之后，在所述熔池中形成向上的氣流。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，所述爐墻側(cè)壁噴吹裝置噴入 所述載有還原劑的高速氣體之后，在所述熔池中形成流向第四側(cè)爐墻的氣流。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述向上的氣流和所述流向第四側(cè)爐 墻的氣流形成循環(huán)氣流場。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述還原劑為蘭炭粉;所述氣體為所述燃 氣熔分爐排放的高溫煙氣;所述熔分物料為金屬化球團物料。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，將設(shè)置在同一側(cè)長爐墻的所 述燒嘴的工作方式設(shè)定為用于所述燃氣和助燃氣的燃燒，而將設(shè)置在另一側(cè)長爐墻的燒嘴 的工作方式設(shè)定為用于排煙。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，將設(shè)置在同一側(cè)長爐墻的 所述燒嘴的工作方式設(shè)定為交錯用于所述燃氣和助燃氣的燃燒或排煙，而將設(shè)置在另一側(cè) 長爐墻的對應燒嘴的工作方式設(shè)定為用于排煙或燃氣和助燃氣的燃燒。
【文檔編號】C21B13/00GK106086275SQ201610642952
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月5日 公開號201610642952.2, CN 106086275 A, CN 106086275A, CN 201610642952, CN-A-106086275, CN106086275 A, CN106086275A, CN201610642952, CN201610642952.2
【發(fā)明人】任中山, 徐剛, 閆方興, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請人】江蘇省冶金設(shè)計院有限公司