CN1022573C - 铁矿石熔融还原装置的预还原炉 - Google Patents

Abstract

一种铁矿石熔融还原装置的预还原炉，它包括：一个上部流态化预还原室，铁矿石就被送往此处并进行预还原；一个下部气体鼓风室，还原气体就被送往此处；一个安装在预还原室和气体鼓风室之间的分配器；用来将气体鼓风室内的还原气体吹入预还原室的多个第一喷嘴；用来排出预还原后铁矿石的一根卸料管；位于分配器下方的至少两根可水平移动的清扫管；以及用来将清扫气体喷射到分配器底面上的多个第二喷嘴。

Description

本发明与冶金领域有关。

本发明涉及一种熔融还原装置，尤其是涉及铁矿石熔融还原装置的预还原炉。

铁矿石熔融还原装置一般包括两座主要的炉子-一座预还原炉和一座熔化还原炉。熔化还原炉通常是一个转炉状的反应罐。在熔化还原炉中，铁矿石以及一种碳素材料被送入一个熔融铁池中，并通过一个喷枪将氧气从上方吹入熔池，借助于熔化还原反应，使铁矿石还原。而在预还原炉中，则借助于从熔化还原炉中排出的气体，使将被送往熔化还原炉的铁矿石预还原。所述预还原炉呈流化床形式，利用从熔化还原炉中排出的气体使铁矿石流化、还原，这种方法成本较低。

图1为一种熔融还原装置的示意图。

如图1所示，该熔融还原装置由熔化还原炉1、预还原炉2、主原料铁矿石储料仓3以及辅助原料储料仓4组成，所述预还原炉2用来使将被送往熔化还原炉的铁矿石预还原。

所述熔化还原炉1包括：转炉状反应罐5、喷枪6、气体喷管7、斜管9以及斜管10，所述喷枪6穿过反应罐的顶部开口5a插入，一种搅动气体通过气体喷管7吹入金属熔池;斜管9安装在排气罩8上，用来送入经过预还原的铁矿石;而斜管10也安装在排气罩8上，用来送入辅助原料。

预还原炉2包括：具有多个喷口13的分配器12、在分配器12下部的气体鼓风室14以及预还原室15。在气体鼓风室14上设有气体入口16，而在预还原室15上设有铁矿石送入斜管17以及气体排出口18。

预还原后的铁矿石经过分配器12中心的卸料孔12a进入卸料管19。所述卸料管向下延伸，穿过预还原炉2的底部，并通过“L”形阀20和两个中间储料仓21，与供料斜管9连接。

设置在排气罩8上的气体出口11与供气管22相连，后者再经过旋流集尘器23与气体入口16相连。而所述气体排出口18与排气管24相连，后者再连接到旋流集尘器25上。

导管26将储料仓3与预还原室15的斜管17相连，而导管27将辅助原料储料仓4与斜管10相连。

在熔化还原炉1中盛有预定数量的熔融生铁28。铁矿石在预还原炉2中预还原后就送到该熔化还原炉1中。

辅助原料如煤或熔剂，则经过斜管10送到熔化还原炉1中。

借助于穿过转炉状反应罐5顶部开口5a垂直插入的喷枪6，将 氧气吹入罐5。并通过气体喷管7将搅动气体例如氮气吹入熔融的生铁28中，送入熔化还原炉的碳素材料（例如煤）中的碳以及熔融生铁28中的碳与喷枪6导入的氧气反应，生成一氧化碳气。生成的一部分一氧化碳气再与喷枪6导入的过量氧气反应而生成二氧化碳气。在上述放热反应产生的热量、反应介质碳以及一氧化碳气体的作用下，送入熔融生铁28中的铁矿石被熔化和还原。

熔化还原炉1排出的高温气体，从设置在排气罩8上的气体出口11流出，通过供气管22，引入预还原炉2的气体鼓风室14。所述高温气体再穿过分配器12的喷嘴13，吹入预还原室15，使得从储料仓3经过导管26和斜管17送来的铁矿石预热和预还原。

预还原后的铁矿石经过分配器12中心的卸料孔12a进入卸料管19，再经过“L”形阀20送往两个中间储料仓21。所述预还原后的铁矿石轮流地送入这些储料仓中暂时存放，然后再轮流地从这些储料仓中放出，经过斜管9进入熔化还原炉1。铁矿石在熔融还原反应之前就这样进行预还原，能提高该过程的热效率。

分配器12由陶瓷制成，它被来自熔化还原炉1的高温气体加热，这种气体是通过喷嘴13吹入预还原炉2的。这种高温气体中含有粉尘，例如是尺寸不足10微米的铁矿石细颗粒，图1所示的旋流集尘器23不能将这样的颗粒分离出去。这种粉尘含有钠、钾碱金属组分，它们在超过900℃的高温气体中呈粘性，因此能粘附在分配器12的比较粗糙的底面和喷嘴13的内表面上，并被分配器中积聚的 热加热，烧结成硬块。其结果是，粘附的粉尘在这些表面上逐渐积累，气体流动受到严重阻碍，正常的流态化无法继续。

日本公开的专利申请（62-241548）中公开了一种防止流动气体排出口堵塞的装置，通过设置多个气体排出口和空气供给通道，在气体供应到空气供给通道时，废气通过流体排出口。

在上述的装置中，粉尘会粘附到相对较粗糙的分配器的底面，经烧结变硬。这些粘附的粉尘会逐渐积累在所述的底面上，从而干扰气体的流动。

本发明的一个目的是：提供一种铁矿石熔融还原装置的预还原炉，来自熔化还原炉的气体粉尘不会粘附在这种预还原炉的分配器上。

本发明所提供的铁矿石熔融还原装置的预还原炉包括：

一个流态化还原室，也就是该预还原炉的上部，铁矿石就被送往此处并进行预还原;

一个气体鼓风室，也就是该预还原炉的下部，还原气体就被送往此处;

一个分配器，它被安装在所述流态化预还原室和所述气体鼓风室之间;

多个第一喷嘴，它们穿过所述分配器，用来将气体鼓风室内的所述还原气体吹入预还原室;

一根卸料管，它用来排出预还原后的铁矿石，并安装在延伸穿 过所述分配器的预还原室底部中心处，有一种冷却流体在此卸料管中流动;

至少两根可水平移动的清扫管，它们位于分配器的下方;

以及多个第二喷嘴，它们固定在所述可水平移动的清扫管上，用来将清扫气体喷射到所述分配器的底面上。

图1是一种熔融还原装置的示意图;

图2是局部剖出的清扫装置水平布置图;

图3是一个本发明实施例的垂直剖面图;

图4是另一个本发明实施例的垂直剖面图。

相关技术的传统分配器，其材质是一种陶瓷。由于这种陶瓷表面比较粗糙，粉尘很容易粘附在分配器表面上。

为了加速清除粘附在分配器上的粉尘，可使用一种气体清扫装置。这种气体清扫装置配备着多个喷嘴，以便朝分配器底面喷射清扫气体。

图2是局部剖出的该清扫装置的水平布置图。图3是一个本发明实施例的垂直剖面图。

如图2、3所示，将预还原炉的上部预还原室15与下部吹气室14分开的分配器12具有卸料孔12a，卸料孔12a被陶瓷管制成的、向预还原室15喷吹还原气体的多个喷嘴13包围。卸料管19与卸料孔12a相连。在分配器12底面下方和卸料管19两侧安装着两根清扫管30。所述清扫管30可水平移动，在它们的前半段上装有多个 气体喷嘴31，这些喷嘴分配能朝分配器12的底面喷射清扫气体。

清扫管30的后半段位于预还原炉的外侧。在预还原炉的侧壁上装有多个套管32，所述清扫管30能穿过各自的套管32，插入吹气室14或从中缩回。移动机构33安装在预还原炉的外部。

该移动机构具有往复运动链条，链条的端部固定在预还原炉的一个伸出部分上。在这些往复运动链条的作用下，清扫管30能穿过套管32，插入气体鼓风室14或从中缩回。

管34与预还原炉外的管30端部相连。从气源35接出的输送管道36再与管34相连。在输送管道36中安装着阀37。所述气体清扫管30能在一个驱动机构作用下转动，图2中没有画出该驱动机构。

气体清扫管30能通过气体喷嘴31吹出清扫气体，除去粘附在分配器底面上的粉尘。所述气体清扫管30通常缩回在预还原炉外侧，需要时借助于移动机构33伸入气体鼓风室14，并向分配器12的底面12b喷射清扫气体，例如一种惰性气体。其结果是，粘附在分配器12的底面12b的粉尘被清扫气体吹掉。因此，分配器底面12b上的喷口13的下端不会被粉尘堵塞。

在高10m、内直径1m的预还原炉的分配器12中心部分设置着内直径200mm的卸料孔12a，而围绕着此卸料孔12a的陶瓷喷嘴13内直径为26mm。

而两根可水平移动的气体清扫管安装在距离卸料管19两侧和分配器12正下方300mm处。测量位于分配器12下方的气体鼓风 室14中的气压以及预还原室15中的气压，当它们的压差加大并超过一个预定值时，就判定喷口13发生堵塞，于是气体清扫管30插到气体鼓风室14中，并且将压力为196×10⁴pa的清扫气体喷向分配器12的底面12b。

结果，粘附在分配器12的底面12b上的粉尘掉落，分配器12的底面12b上的喷嘴13的张开端部不再堵塞，预还原炉恢复平稳运行。

图4是另一个本发明实施例的垂直剖面图。

从图4可见，卸料孔12a可设置在预还原室15的侧壁上，而卸料管19可安装在预还原炉的外部。

Claims (2)

1、一种铁矿石熔融还原装置的预还原炉，它包括：

一个流态化预还原室，它设置在该预还原炉的上部，铁矿石就被送往此处并进行预还原；

一个气体鼓风室，它设置在该预还原炉的下部，还原气体就被送往此处；

一个分配器，它被安装在所述流态化预还原室和所述吹气室之间；

多个第一喷嘴，它们穿过所述分配器，用来将吹气室内的所述还原气体吹入预还原室；

一根卸料管，它用来排出预还原后的铁矿石，并安装在延伸穿过所述分配器的预还原室底部中心处，有一种冷却流体在此卸料管中流动；

其特征在于，至少两根可水平移动的清扫管，它们位于所述分配器的下方；

以及多个第二喷嘴，它们固定在所述可水平移动的清扫管上，用来将一种清扫气体喷射到所述分配器的底面上。

2、一种铁矿石熔融还原装置的预还原炉，它包括：

一个流态化预还原室，它设置在该预还原炉的上部，铁矿石就被送往此处并进行预还原;

一个气体鼓风室，它设置在该预还原炉的下部，还原气体就被送往此处;

一个分配器，它被安装在所述流态化预还原室和所述吹气室之间;

多个第一喷嘴，它们穿过所述分配器，用来将吹气室内的所述还原气体吹入预还原室;

一根卸料管，它用来排出预还原后的铁矿石，并安装在所述预还原室的侧壁上;

其特征在于，至少两根可水平移动的清扫管，它们位于所述分配器的下方;

以及多个第二喷嘴，它们固定在所述可水平移动的清扫管上，用来将一种清扫气体喷射到所述分配器的底面上。

Images