CN101935730B - 一种炼铁工艺炉顶装料工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼铁工艺炉顶装料工艺，包括直接还原炉炉顶装料系统，熔分炉炉顶装料系统，海绵铁输送系统，所述直接还原炉炉顶装料系统与所述熔 分炉炉顶装料系统并列摆放，直接还原炉的顶部设有原料输送装置，原料输送装置将矿石、燃料和辅料输送到直接还原炉（1）和熔分炉（10）顶部，经过至少一个分配装置后，矿石通过直接还原炉炉顶装料系统，将矿石加入直接还原炉（1）中；燃料和辅料通过熔分炉炉顶装料系统，将燃料和辅料加入熔分炉（10）中。本发明减小了装料系统的整体高度，便于施工，同时该方法将直接还原生成海绵铁工艺与熔分生产铁水工艺联结为一体，减少了热态海绵铁在输送过程中的热损失，提高了生产率，减少了能耗。

Description

一种炼铁工艺炉顶装料工艺

  本申请是申请日为2009年10月22日、申请号为200910191175.4、发明名称为“一种炼铁工艺炉顶装料工艺”的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种炼铁工艺炉顶装料工艺。 

背景技术

非高炉炼铁技术，作为一种新型环保炼铁工艺流程在世界范围内广泛推广。原料通过直接还原炉生成海绵铁，海绵铁通过输送装置、压块后进入熔分炉，生成铁水。现有的方式为还原炉与熔分炉为竖直依次排列，这种方式造成整个设备总体高度过高，施工不便，同时直接还原炉出来的海绵铁不能够很快的运送至熔分炉中，造成了海绵铁热量的损失。 

发明内容

本发明的目的是提供一种整体设备高度低、便于施工的炼铁工艺炉顶装料工艺。 

为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种炼铁工艺炉顶装料工艺，包括直接还原炉炉顶装料系统，熔分炉炉顶装料系统，海绵铁输送系统， 

其中直接还原炉炉顶装料系统包括通过管道依次连接的均压仓、中间料仓、波纹补偿器，布料器；所述均压仓的上部设有上部密封阀，所述均压仓的底部设有料闸，所述中间料仓的上部设有下部密封阀，所述中间料仓的底部设有料流调节阀；

其中熔分炉炉顶装料系统包括通过管道依次连接的底部设置有料阀的受料仓、均压仓、中间料仓，所述均压仓的顶部设有上部密封阀，所述均压仓的底部设有料闸，所述中间料仓的顶部设有下部密封阀，所述中间料仓的底部设有料流调节阀；

其特征在于：

所述直接还原炉炉顶装料系统与所述熔分炉炉顶装料系统并列摆放，所述直接还原炉的顶部设有原料输送装置，原料输送装置将矿石、燃料和辅料输送到直接还原炉和熔分炉顶部，经过至少一个分配装置后，

矿石通过直接还原炉炉顶装料系统，将矿石加入直接还原炉中；

燃料和辅料通过熔分炉炉顶装料系统，将燃料和辅料加入熔分炉中。

所述海绵铁输送系统包括将海绵铁输送至其他工艺流程的其他工艺流程海绵铁输送系统和将海绵铁输送至熔分炉炉顶的熔分炉海绵铁输送系统；所述原料输送装置为至少一台皮带输送机，所述分配装置为摆动溜槽。 

所述其他工艺流程海绵铁输送系统包括依次连接在直接还原炉底部海绵铁出口的切断阀、发送仓、回转阀、喷嘴和气力输送管道。 

所述熔分炉海绵铁输送系统可采用下列结构：所述熔分炉海绵铁输送系统包括依次连接在直接还原炉底部海绵铁出口的切断阀、回转阀、均压仓、发送仓、回转阀、喷嘴和气力输送管道；气力输送管道末端依次连接有料气分离器、回转阀、集中漏斗和布料器；料气分离器与熔分炉的顶部还连接有管道；所述熔分炉炉顶装料系统通过热风阀连接至所述集中漏斗； 

海绵铁通过切断阀进入回转阀,控制海绵铁的排料速度，再进入均压仓，均压后与发送仓压力一致后进入发送仓，通过发送仓底部回转阀，连续的进入喷嘴，在喷嘴处被输送介质气体通过输送管道输送到熔分炉炉顶料气分离器，输送气体分离后通过管道排入熔分炉内，回转阀启动，海绵铁通过集中漏斗和布料器，均匀的布置在熔分炉内。

所述熔分炉海绵铁输送系统也可采用下列结构：包括依次连接在直接还原炉底部海绵铁出口的切断阀、发送仓、回转阀、喷嘴和气力输送管道，气力输送管道的末端依次连接有料气分离器、回转阀、上部密封阀、均压仓、料流调节阀、下部密封阀、集中漏斗和布料器；所述熔分炉炉顶装料系统通过热风阀连接至所述集中漏斗；海绵铁通过切断阀进入发送仓，通过回转阀进入喷嘴，在喷嘴处通过管道被输送介质气体输送到料气分离器，均压仓卸压至与料气分离器压力一致，打开上密封阀，海绵铁通过料气分离器底部回转阀进入均压仓，然后回转阀停止供料，上密封阀关闭，开始充气均压至与熔分炉内压力一致，打开下部密封阀，然后打开料流调节阀，海绵铁进入集中漏斗，通过布料器进入熔分炉内。 

所述熔分炉海绵铁输送系统也可采用下列结构：包括依次连接在直接还原炉底部海绵铁出口的切断阀、回转阀、均压仓、发送仓、回转阀、喷嘴和气力输送管道；气力输送管道末端连接有分配器，所述分配器设在熔分炉的炉体上部，海绵铁通过管道输送至分配器后，将海绵铁从熔分炉圆周方向均布的出口中送入熔分炉内。 

所述熔分炉炉顶装料系统通过布料器连接至所述熔分炉顶部； 

所述气力输送管道内设有隔热耐磨保护层，所述气力输送管道至少连接有一个变径管，所述气力输送管道至少连接有一个补偿器或伸缩管。

所述均压仓上还依次连接有均排压系统和布袋除尘器，均压仓排压时，气体通过均排压系统和布袋除尘器后，直接排放。 

所述海绵铁输送系统中输送海绵铁温度为500℃～700℃。 

所述布料器通过管道通有冷却气体，内部压力大于熔分炉内压力。 

其中海绵铁输送系统也可采用斗式提升机进行输送，所述熔分炉海绵铁输送系统包括依次连接在直接还原炉底部海绵铁出口的切断阀、回转阀、均压仓、回转阀，所述回转阀的下方设置有斗式提升机，斗式提升机的另一端的下方设置有具有底部料闸的称量仓，称量仓的下方依次设有具有上部密封阀、均压仓、料流调节阀、下部密封阀、集中漏斗和布料器；所述熔分炉炉顶装料系统通过热风阀连接至所述集中漏斗； 

热态海绵铁从还原竖炉通过回转阀进入均压仓，均压后经过回转阀排入斗式提升机，提升到称量仓，均压仓排压后，开启上部密封阀，然后开启称量仓底部料闸，海绵铁进入均压仓,关闭上部密封阀,均压至与熔分炉内压力一致,开启下部密封阀,然后开启料流调节阀,海绵铁进入集中漏斗,通过布料器进入熔分炉内。

所述其他工艺流程海绵铁输送系统包括依次连接在直接还原炉底部海绵铁出口的切断阀、回转阀、均压仓、回转阀，所述回转阀的下方设置有斗式提升机，海绵铁通过斗式提升机输送至其他工艺流程。 

所述斗式提升机设有隔热层。 

所述斗式提升机内通有惰性气体。 

本发明的有益效果为：本发明将直接还原炉与熔分炉并列，减少了整个系统的高度，便于施工。同时该方法将直接还原生成海绵铁工艺与熔分生产铁水工艺联结为一体，减少了热态海绵铁在输送过程中的热损失，提高了生产率，减少了能耗。 

图1为本发明实施例1的结构示意图；图2为实施例2的结构示意图；图3为实施例3的结构示意图；图4为实施例4的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述。 

实施例1：如图1，原料、燃料和辅料分批通过一台皮带输送机5，运送至直接还原炉1和熔分炉10炉顶，通过一摆动溜槽26，将原料送入直接还原炉1炉顶装料系统，将燃料和辅料送入熔分炉10炉顶装料系统。 

直接还原炉1炉顶装料系统，由均压仓4，中间料仓3，均排压系统17，上部密封阀27，下部密封阀29，料闸28，料流调节阀30，波纹补偿器31，布料器2组成。当均压仓排压后，打开上部密封阀27，原料进入均压仓4中，关闭上部密封阀27，充入氮气进行均压，压力与直接还原炉1炉内压力一致后，先打开下部密封阀29，然后在打开料闸28，原料进入中间料仓3。中间料仓3下部料流调节阀30处于常开状态，原料将连续的通过料流调节阀30，进入布料器2，将原料装入直接还原炉1内。 

熔分炉炉顶装料系统，由水平输送皮带37，受料仓7，均压仓13，中间料仓15，均排压系统16，上部密封阀36，料闸35，下部密封阀34，料闸32，料流调节阀38，波纹补偿器51，热风阀24，料气分离器14，集中漏斗12，布料器11组成。燃料和辅料通过摆动溜槽26，进入水平输送皮带37，将燃料和辅料送入受料仓7，均压仓13排压后，先打开上部密封阀36，然后开启料闸32，燃料和辅料进入均压仓13中，关闭上部密封阀36，充入氮气进行均压，压力与熔分炉10炉内压力一致后，先打开下部密封阀34，然后在打开料闸35，原料进入中间料仓15。在熔分炉10需要加入燃料和辅料时，先开启热风阀24，然后打开料流调节阀38，燃料和辅料通过集中漏斗12和布料器11，均匀的布置在炉内。海绵铁料气分离器14下部有回转阀33，当需要加入海绵铁时，回转阀33启动，海绵铁通过集中漏斗12和布料器11，均匀的布置在炉内。料气分离器分离出的输送气体通过管道40直接进入熔分炉10内。 

还原竖炉1热态海绵铁的输出，一路输送到其他工艺流程25，另一路输送到熔分炉10炉顶料气分离器14。由于输送到其他工艺流程25处压力小于还原竖炉1压力，因此，海绵铁通过切断阀18进入发送仓39，通过回转阀22进入喷嘴23，在喷嘴23处被输送介质气体输送到其他工艺流程25。由于熔分炉10炉顶料气分离器14处压力与熔分炉10内压力一致，大于还原竖炉1内压力，海绵铁通过切断阀18进入回转阀19,控制海绵铁的排料速度，再进入均压仓20，均压后与发送仓21压力一致后进入发送仓21，通过发送仓底部回转阀22，连续的进入喷嘴23，在喷嘴23处被输送介质气体通过输送管道8输送到熔分炉10炉顶料气分离器14。整套气力发送设备由于发送的是高温海绵铁，其回转阀22、切断阀18、均压仓20、发送仓21壳体内部均有耐热保护层，密封阀，回转阀运动元件均有水冷系统保证在高温下机械机构的正常运转。 

输送管道8由输送直管，弯管，变径管，补偿器和伸缩管组成。由于输送的是600℃－700℃的高温海绵铁，因此输送管结构为外部是无缝钢管，内部由耐高温、耐磨材料烧制而成的保护层。 

输送管由多段内部有保护层的钢管通过法兰联结而成。 

弯管是气力输送过程中磨损最严重的部件，通常采用在转弯处自然形成物料堆积层，当海绵铁颗粒输送到转弯处时，颗粒打击在堆积层上而不是输送管保护层上，这样有效的减少了弯管的磨损，延长了使用寿命。 

由于管道受高温海绵铁的影响，引起变形，因此在一段距离上布置补偿器和伸缩管，以吸收管道变形引起的变形。 

气力输送过程中，随着输送距离的增加，压损逐渐变大，压力逐渐减小，气体速度逐渐加大，为了保证输送气体速度在一个合适的范围内，以保证输送能力和减小管道磨损，每隔一定距离设置一处变径管9，减小气体在管道中的速度，使它始终都在一个合适的范围内。 

海绵铁输送至料气分离器14后，被分离出的输送气体，通过管道直接进入熔分炉10内。采用气力输送的方式可以提高海绵铁输送的速度，减少热量的散失，提高了生产率，减少了能耗，并且输送过程中环保，不会产生扬尘，废气也不会扩散。 

均排压系统中，均压气体为氮气。排压时氮气通过炉顶布袋除尘器6直接排入大气。在皮带输送机上的洗尘装置吸收的粉尘同样通过这个布袋除尘器收集起来排放。 

实施例2：如图2，该实施方案原料、燃料和辅料的装料与实施例1方案一致，其区别在于热态海绵铁的输送。 

还原竖炉1热态海绵铁的输出，一路输送到其他工艺流程25，另一路输送到熔分炉10炉顶料气分离器14。其它工艺流程25和熔分炉10炉顶料气分离器14处的压力都小于还原竖炉1内的压力，因此，海绵铁通过切断阀18进入发送仓39，通过回转阀22进入喷嘴23，在喷嘴23处通过管道8被输送介质气体输送到其他工艺流程25和熔分炉10炉顶料气分离器14。 

熔分炉10炉顶料气分离器14内的压力小于熔分炉10内压力，要把热态海绵铁均压后才能加入。装料时，均压仓42卸压至与料气分离器14压力一致，打开上密封阀41，海绵铁通过料气分离器14底部回转阀33进入均压仓42，然后回转阀33停止供料，上密封阀41关闭，开始充入氮气均压至与熔分炉10内压力一致。打开下部密封阀44，然后打开料流调节阀43，海绵铁进入集中漏斗12，通过布料器11进入熔分炉10内。 

输送气体从料气分离器出来后，通过除尘、冷却、加压后循环使用。 

实施例3：如图3，该实施方案原料、燃料和辅料的装料与实施例1所示方案一致，其区别在于热态海绵铁的输送。 

该方案省去了熔分炉炉顶料气分离器14，改为将海绵铁直接送入熔分炉10内。热态海绵铁从还原竖炉1排出后，其发送方式跟图1所示方案将海绵铁发送至熔分炉炉顶料气分离器14一致，海绵铁通过管道8输送至分配器45后，分几路管道将海绵铁从熔分炉10圆周方向均布的出口中送入熔分炉内。 

实施例4：如图4，该实施方案原料、燃料和辅料的装料与实施例1的区别在于热态海绵铁的输送。 

该方案热态海绵铁输送采用斗式提升机。热态海绵铁从还原竖炉1通过回转阀49进入均压仓48，均压后排入斗式提升机46，斗式提升机46内有隔热层，并通入氮气防止海绵铁的氧化，输送到熔分炉炉顶称量仓47，均压仓42排压后，开启上部密封阀41，然后开启称量仓底部料闸50，海绵铁进入均压仓42,关闭上部密封阀41,均压至与熔分炉内压力一致,开启下部密封阀44,然后开启料流调节阀43,海绵铁进入集中漏斗12,通过布料器11进入熔分炉10内。 

其他工艺流程海绵铁输送系统包括依次连接在直接还原炉1底部海绵铁出口的切断阀18、回转阀49、均压仓48、回转阀22，所述回转阀22的下方设置有斗式提升机46’，海绵铁通过斗式提升机46’输送至其他工艺流程25。 

当然可以对本发明中的一些设备作常规的替换，如回转阀替换为螺旋给料机，料流阀类似的变化，都落在本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种炼铁工艺炉顶装料工艺，包括直接还原炉炉顶装料系统，熔分炉炉顶装料系统，海绵铁输送系统；

其中直接还原炉炉顶装料系统包括通过管道依次连接的第一均压仓(4)、第一中间料仓(3)、波纹补偿器(31)，第一布料器(2)；所述第一均压仓(4)的上部设有第一上部密封阀(27)，所述第一均压仓(4)的底部设有第一料闸(28)，所述第一中间料仓(3)的上部设有第一下部密封阀(29)，所述第一中间料仓(3)的底部设有第一料流调节阀(30)；

其中熔分炉炉顶装料系统包括通过管道依次连接的底部设置有料阀(32)的受料仓(7)、第二均压仓(13)、第二中间料仓(15)，所述第二均压仓(13)的顶部设有第二上部密封阀(36)，所述第二均压仓(13)的底部设有第二料闸(35)，所述第二中间料仓(15)的顶部设有第二下部密封阀(34)，所述第二中间料仓(15)的底部设有第二料流调节阀(38)；

其特征在于：

所述直接还原炉炉顶装料系统与所述熔分炉炉顶装料系统并列摆放，所述直接还原炉的顶部设有原料输送装置，原料输送装置将矿石、燃料和辅料输送到直接还原炉(1)和熔分炉(10)顶部，经过至少一个分配装置后，

矿石通过直接还原炉炉顶装料系统，将矿石加入直接还原炉(1)中；

燃料和辅料通过熔分炉炉顶装料系统，将燃料和辅料加入熔分炉(10)中；

所述海绵铁输送系统包括将海绵铁输送至其他工艺流程(25)的其他工艺流程海绵铁输送系统和将海绵铁输送至熔分炉(10)炉顶的熔分炉海绵铁输送系统；所述原料输送装置为至少一台皮带输送机(5)，所述分配装置为摆动溜槽(26)；

所述其他工艺流程海绵铁输送系统包括依次连接在直接还原炉(1)底部海绵铁出口的切断阀(18)、第一发送仓(39)、第一回转阀(22)、喷嘴(23)和第一气力输送管道(8’)；

所述熔分炉海绵铁输送系统包括依次连接在直接还原炉(1)底部海绵铁出口的切断阀(18)、第二发送仓(21)、第一回转阀(22)、喷嘴(23)和第二气力输送管道(8)，第二气力输送管道(8)的末端依次连接有料气分离器(14)、第二回转阀(33)、第三上部密封阀(41)、第三均压仓(42)、第三料流调节阀(43)、第三下部密封阀(44)、集中漏斗(12)和第二布料器(11)；

所述熔分炉炉顶装料系统通过热风阀(24)连接至所述集中漏斗(12)；

海绵铁通过切断阀(18)进入第二发送仓(21)，通过回转阀(22)进入喷嘴(23)，在喷嘴(23)处通过第二气力输送管道(8)被输送介质气体输送到料气分离器(14)，第三均压仓(42)卸压至与料气分离器(14)压力一致，打开第三上部密封阀(41)，海绵铁通过料气分离器(14)底部第二回转阀(33)进入第三均压仓(42)，然后第二回转阀(33)停止供料，第三上部密封阀(41)关闭，开始充气均压至与熔分炉(10)内压力一致，打开第三下部密封阀(44)，然后打开第三料流调节阀(43)，海绵铁进入集中漏斗(12)，通过第二布料器(11)进入熔分炉(10)内。

2.如权利要求1所述的炼铁工艺炉顶装料工艺，其特征在于：所述第二气力输送管道(8)内设有隔热耐磨保护层。

3.如权利要求2所述的炼铁工艺炉顶装料工艺，其特征在于：所述第二气力输送管道(8)至少连接有一个变径管(9)。

4.如权利要求3所述的炼铁工艺炉顶装料工艺，其特征在于：所述第二气力输送管道(8)至少连接有一个补偿器或伸缩管。

5.如权利要求4所述的炼铁工艺炉顶装料工艺，其特征在于：所述第二均压仓(13)上还依次连接有均排压系统(16)和布袋除尘器(6)，第二均压仓(13)排压时，气体通过均排压系统(16)和布袋除尘器(6)后，直接排放。

6.如权利要求5所述的炼铁工艺炉顶装料工艺，其特征在于：所述海绵铁输送系统中输送海绵铁温度为500℃～700℃。

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