CN1023652C - 铁矿石熔融还原设备的预还原炉 - Google Patents

Abstract

熔融还原设备的预还原炉，上部有加入铁矿石并进行预还原的流化预还原室，下部有引入还原气体的气体鼓风室，二室以分配器隔开，还设有从流化预还原室卸出已预还原矿石的卸料管。分配器则包括耐火材料制的本体、设在本体底上的金属板、通过本体与金属板之喷嘴、插入喷嘴内的金属管以及与金属板相连的冷却管。金属板下可以设置一为气体流动提供通道之金属箱，并可设一与之分开的让喷嘴通过的底板。分配器可包括上面有耐火层的刚性厚板。

Description

本发明涉及一铁矿石熔融还原设备的一种预还原炉。

铁矿石的熔融还原设备包括一种熔炼还原炉和一种流化床型的预还原炉。由此种熔炼还原炉生成的废气即用来流化与还原该预还原炉流化床中的铁矿石。此流体床最好取那种技术已经成熟的鼓泡型，能防止矿石因预热与还原而碎化。预还原炉中有一分配器，后者有许多用来喷射气体的喷嘴。铁矿石加入此分配器上方形成的预还原室中。来自熔炼还原炉的还原气体被引入分配器下方的鼓风室中。此还原气体即通过分配器的喷嘴鼓入分配器上方的预还原室中。鼓送入预还原室中的还原气体便形成为流化床，而铁矿石即于其中发生预还原与预热。

至于预还原炉，还原气体中所含粉尘粘附于分配器上便成为一个大问题。熔融还原炉产生的废气中含有大量粉尘，大多数情形下，此种气体中所含的粒度为10微米和更小的粉尘是不能由旋风除尘器或其它的吸尘器除去的。这种含有微细粉尘的还原气体进到了预还原炉中并未除去微细粉尘，而这种粉尘却含有大量的Na、K和其它的碱性化合物与S，并在900℃以上的温度附于这种还原气体中。由于这样的附着性质，引入到预还原炉中的此种粉尘便粘附到分配器的底部和喷嘴内侧，且尤其会牢牢地粘附到喷嘴的内侧上，这是由于引入到鼓风室的这些粉尘在通过喷嘴时发生浓集的缘故，结果使气体在喷嘴中的流速高达100m/sec。所粘附的粉尘渐次堆聚，阻碍了还原气体的平滑流动，同时也妨碍了形式合适的流化床。

本发明的目的在于提供一种能有效防止粉尘粘附于分配器上的预还原炉。

为能达到上述目的，本发明所提供的熔融还原设备的预还原炉包括：

流化预还原室，安装在预还原炉的上部，于其中加入铁矿石并对之预还原;

气体鼓风室，安装在预还原炉的下部，而还原气体即送入其中;

分配器，使前述的流化预还原室气体鼓风室分开;

卸料管用来从所述流化预还原室卸出已预还原的矿石;而

上述分配器则包括;

一耐火材料本体;

一安装在此本体底部上的金属板;

通过此本体与金属板的若干喷嘴，以及

连接到此金属板上的若干冷却管。

另一种方式是，此分配器可以包括一耐火材料制的本体，一块安装于此本体底部上的金属板，若干通过此本体与金属板的喷嘴，插入这些喷嘴中的若干金属管，以及一安装在这一金属板下方且设有让气体流过的通道的金属箱，而此金属箱则有跟随上述喷嘴的一批喷嘴。

在另一种装配方式中，此分配器可包括一耐火材料制的本体、一块安装于此本体底部上的金属板，若干通过此本体与金属板的喷嘴，插入这些喷嘴中的第一批金属管，连接到此金属板的一批冷却管，与下方之金属板分隔开的一底板，以及连接到第一批金属管下端的第二批金属管，它们的下端则通达该底板的下表面，而所说的金属板底板与第二批金属管则界定出一个由它们环绕着的室。

在又一种装配方式中，此分配器可包括一耐火材料制的本体，安装在此本体下的一金属板，通过此本体与金属板的一批喷嘴，插入这批喷的第一批金属管，连接到此金属板的一批冷却管，固定在此金属板下方的一底板，连接到第一批金属管下端的第二批金属管，它们的下端则通达该底板的下表面。

还有一种装配方式，其中的分配器可以包括一具有可让冷却液流过之通道的刚性厚板，而这块厚板设有通到取垂直方向的第一批喷嘴;还包括一装设在厚板上边的耐火层，而此耐火层上则设有直径朝上方逐渐增大的第二批喷嘴。

图1为优选的装配方式1中之预还原炉下部的垂直剖面图;

图2是优选的装配方式1中分配器的垂直剖面图;

图3是构成优选的装配方式1中之金属板与冷却管的平面图;

图4是优选的装配方式1中第二种分配器的垂 直剖面图;

图5是优选的装配方式1中第三种分配器的垂直剖面图;

图6是优选的装配方式1中具有清洗装置之预还原炉下部的垂直剖面图;

图7是优选的装配方式1中之清洗装置取水平布置时的部分剖面图;

图8是优选的装配方式1中另一种分配器的垂直剖面图;

图9是优选的装配方式2中预还原炉下部的垂直剖面图;

图10是优选的装配方式2中分配器的垂直剖面图;

图11是构成优选的装配方式2中之金属板与冷却管的平面图;

图12是优选的装配方式2中之分配器的金属箱的水平剖面图;

图13是优选的装配方式2中第二种分配器的垂直剖面图;

图14是优选的装配方式2中之第三种分配器的垂直剖面图;

图15是优选的装配方式2中具有清洗装置之预还原炉下部的垂直剖面图;

图16是优选的装配方式2中之清洗装置取水平布置时的部分剖面图;

图17是优选的装配方式3中预还原炉下部的垂直剖面图;

图18是一垂直剖面图，部分地示明了优选的装配方式3中之分配器的下部结构;

图19是构成优选的装配方式3中分配器的金属板与冷却管的平面图;

图20是一垂直剖面图，部分地示明优选的装配方式3中分配器的第二种下部结构;

图21是优选的装配方式3中分配器的垂直剖面图;

图22是优选的装配方式3中第二种分配器的垂直剖面图;

图23是一垂直剖面图，部分地示明优选的装配方式3中分配器的第三种下部结构;

图24是优选的装配方式3中具有清洗装置取水平配置时的部分剖面图;

图25是优选的装配方式3中之清洗装置取水平配置时的部分剖面图;

图26是一垂直剖面图，部分地示明优选的装配方式3中之分配器的第四种下部结构;

图27是一垂直剖面图，部分地示明优选的装配方式3中之分配器的第五种下部结构;

图28是优选的装配方式4中第二种预还原炉下部的垂直剖面图;

图29是优选的装配方式4中分配器的垂直剖面图;

图30是构成优选的装配方式4中该分配器的厚板的垂直剖面图;

图31是优选装配方式4中第三种预还原炉下部的垂直剖面图;

图32是优选装配方式4中具有清洗装置这预还原炉下部的垂直剖面图;

图33是优选装配方式4中之清洗装置取水平配置时的部分剖面图;

图34是本发明之熔融还原设备的示意图。

优选的装配方案1：

图1至3表明了本发明的一优选实施例。参考号5指一预还原炉体，而参考号8指一分隔此炉体的分配器。此炉的上部在分配器8的上方构成一预还原室6，而它的下部在此分配器下方构成一气体鼓风室7。此鼓风室7。此鼓风室7装配有气体鼓风入口9，后者连接到一从熔炼还原炉引出的气体供应管10。

分配器8有许多垂直喷嘴15，它包括一耐火材料制的本体11、装在本体11底部上的金属板12、插入喷嘴15内的金属管16，以及沿本体11底部装设的用于冷却流体流动的冷却管17。金属板12固定于此耐火材料本体11上，用以覆盖住本体11的整个底部。金属板12在形成喷嘴的位置处开有孔。金属管16插入于喷嘴15中。金属管16的底端通过焊接或其它方法与金属板上之孔的周边接合，沿本体11的底部相互平行地设置有一批冷却管17，后者借焊接或其它方法沿纵向接合到金属板12上。在此优选实施例中，各个冷却管17的上半部嵌入于本体11中，于是，金属板12是与冷却管17的水平侧结合的。图3是构成此分配器的金属板12与冷却管17的平面图。按相互平行设置的冷却管17以各端连到蓄液箱26与27上。此蓄液箱26与27则分别连至一用于冷却液的进液管28与一排液管29。参考号30指金 属板12上加工出的喷嘴孔。冷却管17如这一优选实施例所示，最好设在喷嘴16的两侧。分配器8的中心处为一矿石排料孔13，上面连接着一排料管14。

本发明不仅能应用于如图1所示的以其上表面顺圆锥面朝中央部位倾斜的分配器，还适用于具有水平式上表面的分配器。上述实施例中冷却管的截面形式与平面布置虽未作限制，但冷却管是可以取适当的构型的。

在图4所示的分配器中，冷却管配置成不从金属板的底部突出。构成分配器8a的各个冷却管17的绝大部分嵌在本体11之中，且冷却管17的底部与金属板12的底表面齐平。其它方面的构型与图1中所示的相同，两图中以相同的参考号表明相同或相当的部件。冷却管17的布置不受图4所示实施例之限制。冷却管17之底部可与金属板12的上表面接合，或可以通过连接件接合。

在图5所示实施例中，矿石卸料孔13位于分配器8b的侧面。分配器8b取上表面朝矿石卸料孔下倾的结构。其它方面的构型与图4中所示相同，两图中以相同的参考号表明相同或相当的部件。在图5所示分配器中，冷却管17与金属板12可取图1中所示的结构，即冷却管17可以配置成使其上半部分嵌于本体11中。

在图6与7所示的实施例中，分配器之下安装有清洗管，此分配器的构型则与图1中所示的相同。在分配器下方，两根清洗管18安装成水平可动方式，令矿石卸料孔介于其间。通过炉体5的侧壁上嵌有套管20。气体喷射管18则可经此套管20自由进出鼓风室7。为使清洗管18作水平运动，在炉体5之外设有驱动机构21，此驱动机构例如是由锁定于此炉体外侧一突出部分上的往复链构成。这样，此链的往复运动便驱动清洗管18通过套管20进出于鼓风室7。在从炉体延伸出的清洗管18之尾端上连接着通向气体源23的供气管2。在供气管24的中部设有阀门25，清洗管18可取能为此图中未示出之驱动机构带动而绕其自身轴线转动的结构。这些清洗管能装设在具有图4与5所示分配器的炉子上。

在上述优选实施例中，也可在耐火材料制的本体11内，于所述冷却管17上方嵌入其它冷却管来代替冷却管17。如图8所示，这些个冷却管可以直接接合到金属管16上，或者通过连接件连接到金属管16或金属板12上。

下面闸明优选实施例1的还原炉的工作情况。使冷却流体流入构成分配器8、8a或8b的冷却管17。用于这种炉子的冷却流体是水或氮气，但水之类的液体最为理想。此冷却流体便连接着冷却管17的金属板12冷却。随后，插入于喷嘴内的金属管16便经由金属板12而致冷。金属板12冷却并随之使金属管16冷却后，将降低分配器底部与各喷嘴内侧的温度，结果使附着于分配器底部与各喷嘴内侧上之还原气体中的粉尘迅速凝结，易于除去。在此优选实施例中，分配器8的上层未加冷却，这是由于附着于分配器8顶层与喷嘴15出口处的任何粉尘，能由流化的矿石粒的强劲运动而迅速被除掉。这样，在分配器的底部与喷嘴的内侧上就几乎不再有粉尘粘附。未经冷却的分配器顶层能防止流化床因此顶层上的散热而降温。

在图6与7所示优选实施例中，若有粉尘附着于分配器底部或喷嘴入口，易于由清洗管18喷射气体除去。喷管18通常撤到炉子的外侧。当气体通过气体喷射口19喷向分配器8的底部时，即借助驱动机构21将清洗管推入鼓风室7内。

在图4与5所示优选实施例中，由于冷却管按照不从金属板12底部突出的方式安装，还原气体不易成为紊流，因而粉尘的附着程度轻于图1所示最佳实施例中的情形，一般，单纯用耐火材料构成的传统的分配器具有约700mm的厚度。本发明的分配器设有金属板12和冷却管17作为增强件。这种分配器由于进行了冷却而有很高的强度。因而其厚度可减至约200mm。于是，通过喷嘴15的还原气体与这种喷嘴15内侧相接触的面积，就远比与只由耐火材料构成的传统分配器相接触的面积为小，因而此还原气体在通过喷嘴时的温度下降几乎不会带来什么问题。

优选的装配方案2：

图9至12说明本发明的一个优选实施例。参考号5指预还原炉体5，参考号8指分隔此炉体的分配器。此炉子的在分配器8上方的上部构成一预还原室6，而它的在此分配器下方的下部则构成一气体鼓风室7，后者设有气体鼓风入口9，此入口由连接到从熔炼还原炉引出的供气管10。

上述分配器8有多根垂直喷嘴15，此分配器 8包括一由耐火材料制的本体11、安装于此本体11底部上的金属板12、嵌插在喷嘴15内的金属管16、沿本体11底部装设用来供冷却流体流动的冷却管17，以及一安装在金属板12下方的金属箱31，此金属板上则有用来冷却气体流动的通道。金属板12装配于本体11上并得以覆盖往此本体11的整个底部。金属板12在形成喷嘴的部件处加工出孔口。金属管16插入于喷嘴15a内。此金属管16的尾端经焊接或其它方法接合到此孔口的周边上。沿本体11的底部相互平行排列地设置有一批冷却管17，后者经焊接或其它方法沿纵向接合在金属板12上。在此实施例中，各个冷却管17的上半部嵌入在本体11中。这样，金属板12即接合在冷却管17的两个水平侧。图11是构成此分配器的金属板12与冷却管17的平面图。这些相互平行设置的冷却管17在其各端连接到蓄液箱26与27上。蓄液箱26与27则分别连至冷却液的进液管28与排液管29。参考号30指金属板12上开设的喷嘴孔。冷却管17最好如本优选实施例所示，排设在喷嘴15a的两侧。

金属箱31由铸件或由其它金属制成，它安装成遍及金属板12的整个下方，使得此金属箱的底部即确定出分配器的底部。金属箱31中设有通道32。

通向金属管16的喷嘴15b垂直地配置于分隔此通道的壁33中。此金属箱31有一引向通道32的进气口34与排气口35，用来引入和排出冷却气体。此进气口34与排气口35分别连接到一供气管38与一排气管39上。

金属箱31的内部结构并无特殊限制。图12是示明此金属箱一典型的内部结构的水平剖面图。此金属箱31内有许多相互平行设置的通道32，后者的两端分别连到蓄气箱36与37上，这两个蓄气箱顺次分别有进气口34与排气口35用来引入和排出冷却气体。进气口34连接到供气管38上，而排气口35则连接到排气管39上，喷嘴15b则配置于分隔通32的壁33上。

分配器8的中央设有矿石卸料孔13，与一矿石卸料管1连通。

本发明不仅可以用于图9所示的以其上表面顺圆锥面朝中央部位下倾的分配器，而且适用于具有水平式上表面的分配器。上述实施例中冷却管的剖面形式与平面布置虽未加以限制，但冷却管是能够按照合适的形式构成的。在图13所示的分配器中，冷却管采取了不同的配置形式。构成分配器8a的各个冷却管17的绝大部分嵌入于本体11之中，而冷却管17的底部则与金属板12的底面平齐。其它的构型与图9中所示的相同，上述两个图中以相同的参考数号表明相同或相当的部件，此省除必要的说明。与图3中所示的实施例不同，冷却管17的底部也可以与金属板12的上表面接合。另一种方式是，冷却管17可以完全嵌入于本体11中通过连接件连到金属板上。冷却管17最好以其整个长度接合到金属板12上，但也可以通过连接件作部分地接合。

在图14示明的实施例中，矿石卸料孔13位于分配器8b的侧面。分配器8b取上表面朝下向矿石卸料孔13倾斜的结构。基它构型与图13中所示的相同。为了省除解释，在这两个图中以相同的参考号表明相同或相当的部件。在图14所示的分配器中，冷却管17与金属板12可以取图9所示的结构，即冷却管17可以配置成使其上半部嵌于本体11中。

在图15与16所示实施例中，清洗管安装在分配器的下方。此分配器的构型与图9所示的相同。在此分配器之下，两根清洗管18以水平可动方式安装，而让矿石卸料管介于其间。每根清洗管18有一批面向分配器底部的气体喷射口19。炉体5上设有通过其侧壁的套管20。清洗管18可以通过套管出入鼓风室7。为使气体喷射管18作水平运动，在炉体5之外设有驱动机构21。此驱动机构例如可由锁定于此炉体外侧一突出部位上的往复链构成。这样，链的往复运动便可带动清洗管18经套管20而出入鼓风室7。清洗管18的从此炉体延伸出的尾端接到一气体鼓风管22上，经一供气管24再连到一气体源23上。在供气管24的中作设有阀门25。

清洗管18可构制成能由此图中未示明的驱动机构带动绕其自身轴线旋转。这此个清洗管能够安装在具有图13或14所示分配器的炉体内。

在这一优选实施例中，除冷却管17外，还可以在冷却管17上方于炉体11中装嵌入其它冷却管。如图8所示，这类冷却管可以直接与金属管16接合，或者通过连接件与金属管16或金属板 12相接。

下面说明该优选实施例的还原炉的工作情形。使水之类的冷却流体流入构成分配器8、8a或8b的冷却管17中。此冷却流体使与冷却管17通连的金属板12冷却，然后经此金属板12使插入于喷嘴中的金属管16冷却。附着于金属管16内侧的还原气体中的任何粉尘便迅速凝结，而易于除去。在金属箱31中。可让氮气之类的冷却气体流过。这种冷却气体使构成分配器底部之金属箱31的底表面缓缓变冷，附着于分配器底部上的粉尘由于附着力很小，即使在这种缓慢冷却的条件下也易于剥离除去。分配器底部渐冷的结构阻止了与之接触的还原气体的温度下降。

在此优选实施例中，分配器8的顶层未加冷却，这是由于附着于分配器8顶层与喷嘴15出口处的任何粉尘，能由流化的矿石粒的强劲运动而迅速除去。这样，在分配器的底部与喷嘴的内侧上，一般几乎没有粉尘粘附。未加以冷却的分配器顶层，能防止流化床因此顶层的散热而降温。

在图15与16所示优选实施例中，要是有粉尘附到分配器的底部或喷嘴的入口处，易由清洗管18喷射气体予以除去。清洗管18通常回撤到炉外，需要时则由驱动机构21推入鼓风室7。一般，传统的仅由耐火材料制成的分配器厚约700mm。本发明的分配器则有金属板12、冷却管17以及金属箱31作为它的增强件。此分配器还由于金属板12、冷却管17与金属箱31是冷却的而具有高强度。因此，此种分配器的厚度可减薄到约200mm。于是通过喷嘴15的还原气体，它与喷嘴内侧相接触的面积，远比与单纯用耐火材料制成之传统的分配器相接触的面积为小，因而此还原气体在通过喷嘴时的温度下降几乎不会带来什么问题。

金属箱31的装设，使得在金属板12上与冷却管17接头附近的区域以及与金属管16接头附近的区域之间的温差减小，这样就防止了金属板12发生热裂。具体地说，即金属箱31中的冷却气体防止了金属板的靠近冷却管17的区域，会由于因冷却管17的高度冷却而过冷。这样就减小了金属板12上与冷却管17接头附近的区域以及与金属管16接头附近的区域间的温差，从而防止了金属板12因过量的温差而热裂。

优选的装配方案3：

图17至19说明本发明的一个优选实施例。参考号105表明一预还原炉体，参考号108表明一分隔此炉体的分配器。此炉体的在此分配器上方的上部构成一预还原室106，而它的在此分配器下方的下部由构成一鼓风室107。鼓风室107设有气体鼓风入口109，后者通连到一从熔炼还原炉引出的供气管110。

分配器108有多根垂直喷嘴115a，它包括一耐火材料制的本体111、安装在本体111底部上的金属板112、插入于喷嘴115a的金属管116、沿本体111底部装设用来供冷却流体流动的冷却管117、与自身下面的金属板112适当分开的底板131，以及安装在金属管116下端用在金属板112与底板131之间来界定喷嘴115b的金属管132。喷嘴115b通后喷嘴115a。

金属板112固定装设在耐火材料制的本体111上，并得以覆盖本体111的整个底部。金属板112在形成喷嘴的位置上开有孔。金属管116插入喷嘴115a内，前者的底端则通过焊合或其它方法接合于金属板112的上述孔的周边。沿本体111的底部相互平行地设置了一批冷却管117。它们由焊合或接它方法沿纵向与金属板112结合。在此优选实施例中，各冷却管117均以其上半部嵌装于本体111中。金属板112便这样地与冷却管117的水平侧接合。图19为构成此分配器的金属板112与冷却管117的平面图。蓄液箱126与127则分别连到冷却液的进液管128与排液管129上。参考数号130指金属板112上开设的喷嘴孔。如本实施例所示，冷却管117最好配置于喷嘴115a的两侧。

底板131即构成分配器的底部，它与下面的金属板112适当地分开，这两块板之间形成一个室134。在本实施例中，于冷却管117与底板131间安装有板状或棒状的连接件133。金属管116的下端处装配有金属管132，后者的下端在底板131的下表面敞开。跟随喷嘴115a的喷嘴115b形成在金属板112与底板131之间。在此实施例中，金属管132是由一与金属管116整体相连的金属管组成。

分配器108的中央设有矿石卸料孔113，后者连接到一矿石卸料管115上。必要时，可在底板131与金属板112之间，或在底板131与冷却管 117之间设置前述那种连接件供热传输用。为了进一步防止底板131的冷却，例如可按图20所示，将连接件133安装于金属板112与底板131之间。如前所述，必要时这类连接件可按任何形式安装。某些情形下，分配器可以不用连接件而构制成。

本发明不仅能够用于以其上表面顺圆锥面方式向下倾斜至中央部件的分配器，如图17所示;还适用于具有水平式上表面的分配器。对上述优选实施例来说，冷却管117的截面形式与平面布置方式虽无限制，但这类冷却管是能够按合适的形式构成的。在图21所示的分配器中，冷却管是以不同形式配置的。各冷却管117的绝大部分嵌装于本体111中，而前者底部则与金属板112底表面齐平。其它构型与图17中所示者同，为省除说明，在这两个图中以相同的参考号表示相同或相当的部件。与图21中所示实施例不同，这里的冷却管117的底部可以接合到金属板112的上表面。另一种方式是，冷却管117可以完全嵌装于本体111中并通过连接件与金属板112相连。冷却管117最好按其整个长度与金属板112接合，但也可以通过连接件作部分接合。

在图22所示优选实施例中，矿石卸料孔113位于分配器108b的侧面。分配器108b构制成，使其上表面向下朝矿石卸料孔113倾斜，其它构型与图21中所示的相同，为省除解释，在这两个图中用相同的参考号表示相同的或相当的部件。在图22所示的分配器中，冷却管117与金属板112可依图17中所示构制，这就是说，冷却管117可配置成使其上半部嵌装于本体111中。在图23所示的优选实施例中，底板131a与金属板112形成直接接触，此底板131a由一块厚金属板制成，类似于铸件。金属管132配置在金属管116的下端并穿过底板131a。喷嘴115b接随喷嘴115a。底板131a的材料最好采用金属，因为金属有较好的传热性，但有时也可用耐火材料。在图24与25所示的优选实施例中，清洗管设在分配器之下，分配器的构型则与图17中的相同。在此分配器之下，以水平可支承方式安装着两根清洗管，而让矿石卸料管介于其间。每根清洗管有一批面向分配器底部的气体喷射口。炉体105设有通过其侧壁的套管120，而清洗管118便能通过此套管120出入鼓风室107。在炉体侧设有驱动机构121来驱动清洗管118作水平运动。此驱动机构121例如可由锁定在炉体外侧一突出部件上的往复链构成。这样，此种链的往复运动便带动着清洗管118通过套管120出和鼓风室107。清洗管118的从炉体延伸出的尾端连接到一气体鼓风管122，后者经由供气管12与气体源123相接。在供气管12的中途设有一阀门125。

清洗管118可以构造成，能使其为一图中未示明的驱动机构带动绕自身轴线旋转的形式。这样的清洗管能安装在具有图21或22所示分配器的炉体中。

在本实施例中，除冷却管117外，还可在冷却管117的上方位置将其它冷却管嵌设于本体111中。此种冷却管可以直接与金属管116接合，或者可以通过连接件连接金属管116或金属板112。图26与27表明其它的实施例。冷却管135嵌装于冷却管117上方的本体111之中，此冷却管135是由金属板或类似形式的连接件136连到金属管116上。

下面说明该优选实施例中还原炉的作业。将水之类的冷却流体流入构成分配器108、108a或108b的冷却管117中。此种冷却流体使连接着冷却管117的金属板112冷却。然后通过金属板112使插入于喷嘴内的金属管116与132冷却。附在此金属管116内侧之还原气体中的任何粉尘将很快凝结，从而能简易地除去。

在图17至19所示结构的分配器中，构成此种分配器之底部的底板131之下表面便为冷却管117中的冷却流体缓慢冷却，此冷却管3通过金属板112与底板131间形成的室134、安装在金属板112与底板131之间的金属管132，以及连接件133。在图23所示结构的分配器中，构成此分配器底部之底板131的下表面，则为通过底板131a的冷却管117中的冷却流体缓慢冷却。各种附着于分配器底部的粉尘由于附着力很小，即使是这样缓慢冷却的条件下，也容易剥离除去，分配器底部这样地致冷的结果，防止了与分配器底部相接触的还原气体的温度下降。

在这一实施例中，分配器108的顶层并未加以冷却，这是由于任何附于此顶层与喷嘴115出口上的粉尘会为流化矿石料的强劲运动而迅速除 去，因而在此分配器底部与喷嘴内侧上一般几乎没有粉尘粘附。未加冷却的分配器顶层，能防止流化床因此顶层的散热而降温。

在图24与25所示的优选实施例中，要是有粉尘附着到分配器的底部或喷嘴的入口，这种粉尘也能通过由清洗管118喷射气体来简便地除去。清洗管118通常回撤到炉体的外侧，并根据需要由驱动机构121推进到鼓风室107中。

一般，单一由耐火材料制成的传统的分配器厚约700mm。本发明的分配器具有金属板112、冷却管117与底板131和131a。作为它的增强件。此种分配器还由于金属板112、冷却管117与底板131和131a被冷却而有很高的强度，因此这种分配器的厚度可减薄到约200mm。于是，经过喷嘴115之还原气体，它与喷嘴内侧相接触的面积远小于它与传统的单纯由耐火材料制成之分配器相接触的面积，从而还原气体在通过喷嘴时的温度降低几乎不会引起任何问题。

优选的装配方案4：

图28与29示明了本发明的一个优选实施例。参考号205指预还原炉体，参考号208指分隔此炉体内部的分配器。此炉子的在分配器上方的上部构成一预还原室206，而它的在分配器下方的下部则构成一鼓风室207，后者之上设有气体鼓风入口209，连接到一从熔炼还原炉引出的供气管210上。

分配器208包括一刚性高的厚板211，上面加工出供冷却流体用的通道214，同时覆有耐火材料层212。这块厚板是由铸件或刚性高的其它金属或陶瓷材料制成。在本实施例中，通道214有一条在厚板211顶面上的沟，后者的上端由一块板盖住。

分配器208有许多垂直喷嘴，各个喷嘴都是由厚板211中的喷嘴213与耐火材料层212中的喷嘴组成。喷嘴213与喷嘴330通连，后者的直径向上递增。朝上展开之喷嘴330的侧面与垂向偏离的内侧角α经设计成，可使流化的矿石粒能进入喷嘴的内部。一般地说，此角α最好约为10°至45°。厚板211上有引向通道214，供冷却流体（未示明）用的进液口与排出口。分配器208的中央设有与一矿石卸料管215相通连的矿石卸料口215。构成此分配器208的厚板21通常由铸件或类似材料制成，此厚板211的内部结构并无特殊限制。

图30示明了厚板211的内部结构。在厚板中相互平行地设置有一批通道214，后者的两端与蓄液箱217和218连通。这两个箱217与218则分别有冷却流体用的进口219与排出口220。进口与排液口则分别连通到供冷却流体用的供液管221与排液管222。喷嘴213则设通道214之间。

本发明不仅可用于表面顺圆锥面朝下向中央部位倾斜的分配器，如图28所示;还适用于具有水平式上表面的分配器。在图31所示的最佳实施例，矿石卸料孔215位于分配器209a的侧面。此分配器208a构制成使其上表面向下朝矿石卸料口215倾斜。其它的构型与图28中所示的相同，为省除说明，在这两个图中以相同的参考数号指相同或相当的部件。在图32与33所示的实施例中，清洗管设在分配器的下方。此分配器的构型与图28中所示的相同。在此分配器下，两根清洗管223装配成水平可动的形式，而让矿石卸料管216介于其间。每根清洗管223有一批面朝分配器底部的气体喷射口224。炉体205上有穿过其侧壁的套管225。清洗管223可通过此套管225出入鼓风室207。在炉体205外侧设有驱动机构226，带动清洗管223作水平运动。此驱动机构226例如可由锁定在炉体外侧的一突出部件上的往复链构成。这样，这一链的往复运动就能带动排气管223经由套管225出入鼓风室207。从炉体延伸出的清洗管223的尾端与一气体鼓风管227通连，后者与通向气源228的供气管229相接。供气管229的中途设有阀门230。

清洗管223可取以下结构形式，使它能为一图中未示明之驱动机构带动绕自身轴线旋转。此种清洗管能装设于具有如图31所示之分配器的炉体中，厚板211式的分配器与由管与板组合成的分配器相比，前者因为是由单块板构成而具有易于制造的优点。由于分配器需要经受很高的温度，由管与板组成的分配器在设计它们的接头和制造过程就会遇到困难。

下面解释该优选实施例中还原炉的作业。让引入分配器208或208a之厚板211中水之类的冷却流体流过一批通道214，然后自排出口排出。此种冷却流体降低了分配器底部与喷嘴213内侧二者 的温度，这样，附着于所说底部与内侧上的还原气体中的粉尘迅速凝结，而能简易地除去。

构成分配器208或208a之上部的耐火材料层212，防止了流化床因分配器顶层散热而降温，此外，它也适当地防止了此顶部因与流化矿石粒的接触而磨损。上述冷却作用很难到达耐火材料层212保喷嘴的内侧。但是，喷嘴330的内径朝上渐增的结构能使矿石粒进入并在其中流动，通过矿石粒的流动就能制止粉尘的粘附。

在图32与33所示优选实施例中，要是粉尘粘附在分配器的底部或喷嘴的入口处，用清洗管223喷射气体便易将其除去。清洗管223通常回撤到炉体侧，必要时可用驱动机构226推进入鼓风室207。一般，单纯由耐火材料制成的传统分配器厚约700mm，本发明的分配器，由于其厚板211是由金属或其它刚性材料制成并加以冷却，从而有很高的强度。为此，这种分配器的厚度能够减少到约200mm。这样，流过喷嘴213的还原气体，它与喷嘴内侧相接触的面积将远小于它与只由耐火材料制成的传统分配器的面积，从而当还原气体通过喷嘴时发生的温度下降几乎不会带来任何问题。

图34是本发明的熔融还原设备的示意图。如图34所示，此种熔融还原设备包括转炉型的炉炼还原炉401;预还原炉402，用来对供给熔炼还原炉401的主要原料铁矿石进行预还原;主要原料的储存器403，以及辅助原料的储存器404。熔炼还原炉401则包括一转炉型的炉体405、一根经炉体405的炉喉垂直插入炉体405内的喷枪406、安装于炉体405的底部与侧壁上的若干个用泵抽送的气体鼓风入口407、安装于覆盖炉喉的排气罩408内用来供应主要原料的溜槽409、用来供应辅助原料的溜槽410以及一排气口411。

预还原炉402包括：分配器412，它有许多安装于此炉体下部位置上的喷嘴413;在分配器412下方形成的鼓风室414;以及形成在此炉中分配器412上方的预还原室415。鼓风室414有一气体鼓风入口416，而预还原室415有一供应原料用的溜槽417和一排气口418。

在此分配器的中央设有一矿石排料孔，后者通连到一用来卸放业已预还原之铁矿石的矿石卸料管419。此矿石卸料管19通过预还原炉402的底壁向下延伸，经L型阀420与两个居中的储存器421，再与熔炼还原炉的溜槽409连通。

设于熔炼还原炉401排气罩408中的排气口与一通向气体鼓风入口416的供气管422通连，此气体鼓风入口416是设置在预还原炉402的鼓风室414中。在供气管422的中途装有一台旋风除尘器423。

与排气口418相通连地设有一排气管2，而在排气管424中连则设有施风除尘器425。

主要原料的储存器403连接着一条经导管426为预还原炉供应原料的溜槽17，而辅助原料的储存则连接一条为熔炼还原炉401供应辅助原料的溜槽410。

Claims (23)

1、一种铁矿石熔融还原设备的预还原炉，它包括：

一流化预还原室(6)，安装于此预还原炉的上部，在其中加入铁矿石并对之进行预还原；

一气体鼓风室(7)，安装于此预还原炉的下部，在其中引入还原气体；

一分配器(8)，将上述流化预还原室与气体鼓风室分隔开；以及

一卸料管(14)，用来从该流化还原室中卸出已预还原的矿石；其特征在于，上述分配器包括：

耐火材料制成的本体(11)；

安装在此本体底部上的金属板(12)，该金属板的底部直接与上述气体鼓风室中的还原气体接触，

通过上述本体与金属板的喷嘴(15)，每一喷嘴的上部都具有一开口，

插于上述喷嘴内的金属管(16)，以及

由焊接方法与该金属板接合的冷却管(17)。

2、一种铁矿石熔融还原设备的预还原炉，它包括：

一流化预还原室（6）安装于此预还原炉的上部，在其中加入铁矿石并对之进行预还原;

一气体鼓风室（7），安装于此预还原炉的下部，在其中引入还原气体;

一分配器（8），将上述流化预还原室与气体鼓风室分隔开;以及

一卸料管（14），用来从该流化还原室中卸出已预还原的矿石;其特征在于，上述分配器包括：

耐火材料制成的本体（11）;

安装在此本体底部上的金属板（12），该金属板的底部直接与上述气体鼓风室中的还原气体接触，

通过上述本体与金属板的喷嘴（15），每一喷嘴的上部都具有一开口，

插于上述喷嘴内的金属管（16），以及

嵌装于上述本体之中且通过连接件与金属板接合的冷却管（17）。

3、如权利要求1所述的预还原炉，其特征在于：它还包括有至少两根安装在前述分配器下的水平可动式清洗管（18），每根清洗管都有一批气体喷射口（19）。

4、如权利要求1所述的预还原炉，其特征在于：前述卸料管位于预还原室的底部中央，同时通过该分配器的本体与金属板以及气体鼓风室的底壁。

5、如权利要求1所述的预还原炉，其特征在于：前述卸料管是安装在预还原室的侧壁上。

6、一种铁矿石熔融还原设备的预还原炉，它包括：一流化预还原室（6），安装于此预还原炉的上部，在其中加入铁矿石并对之进行预还原;

一气体鼓风室（7），安装于此预还原炉的下部，在其中引入还原气体;

一分配器（8），将上述流化预还原室与气体鼓风室分隔开;以及

一卸料管（14），用来从该流化还原室中卸出已预还原的矿石;其特征在于，上述分配器包括：

耐火材料制成的本体（11）;

安装在此本体底部上的金属板（12），该金属板的底部直接与上述气体鼓风室中的还原气体接触，

通过上述本体与金属板的喷嘴（15），每一喷嘴的上部都具有一开口，

插于上述喷嘴内的金属管（16）以及

与前述金属板相连接的冷却管（17），以及

一金属箱（31），它安装在前述金属板之下并设有供气体流动的通道，此金属箱具有继随前述第一批喷嘴的第二批喷嘴（15b）。

7、如权利要求6所述的预还原炉，其特征在于：它还包括至少两根装设在前述分配器下的水平可动式清洗管（18），每根清洗管都有一批气体喷射口（19）。

8、如权利要求6所述的预还原炉，其特征在于：所说的卸料管位于预还原室的底部中央，同时通过该分配器的本体与金属板以及鼓风室的底壁。

9、如权利要求6所述的预还原炉，其特征在于：所说的卸料管安装于预还原室的侧壁上。

10、一种铁矿石熔融还原设备的预还原炉，它包括：

一流化预还原室（106），安装于此预还原炉的上部，在其中加入铁矿石并对之进行预还原;

一气体鼓风室（107），安装于此预还原炉的下部，在其中引入还原气体;

一分配器（108），将上述流化预还原室与气体鼓风室分隔开;以及

一卸料管（114），用来从该流化预还原室中卸出已预还原的矿石;

其特征在于：上述分配器包括：

耐火材料制的本体（111），

安装在此本体底部上的金属板（112），

通过上述本体与金属板的喷嘴（115a，115b），

插入这些喷嘴内的第一批金属管（116），

连接到上述金属板上的冷却管（117），以及

与在其一下方之所说金属板分开的底板（131），

还有第二批金属管（132）连接在前述第一批金属管的下端，而此第二批金属管的下端则通向前述底板的下表面，此底板与第二批金属管形成一个由它们限定出的室（134）。

11、如权利要求10所述的预还原炉，其特征在于：它还包括用来将所说冷却管与底板连接起的连接件（133）。

12、如权利要求10所述的预还原炉，其特征在于：它还包括用来将所说金属板与底板连接起的连接件。

13、如权利要求10所述的预还原炉，其特征在于：它还包括有至少两根安装在前述分配器下的水平可动式清洗管（118），每根清洗管都有一批气体喷射口（119）。

14、如权利要求10所述的预还原炉，其特征在于：前述卸料管位于预还原室底部中央，同时通过此分配器的本体与金属板以及气体鼓风室的底壁。

15、如权利要求10所述的预还原炉，特征在于：前述的卸料管安装在预还原室的侧壁上。

16、一种铁矿石熔融还原炉，它包括：

一流化预还原室（106），安装于此预还原炉的上部，在其中加入铁矿石并对之进行预还原;

一气体鼓风室（107），安装于此预还原炉的下部，在其中引入还原气体;

一分配器（108），将上述流化预还原室与气体鼓风室内隔开;以及

一卸料管（114），用来从该流化预还原室中卸出已预还原的矿石;

其特征在于：上述分配器包括：

耐火材料制的本体（111），

安装在此本体底部上的金属板（112），

通过上述本体与金属板的喷嘴（115a，115b），

插入这些喷嘴内的第一批金属管（116），

与上述金属板连接的冷却管（117），

固定在此金属板下的底板（131a），以及

与所说第一批金属管之下端相通连的第二批金属管（132），后者的下端通达前述底板的下表面上。

17、如权利要求16所述的预反应炉，其特征在于：它还包括至少两根安装在所说分配器下的水平可动式清洗管（118），每根清洗管都有一批气体喷嘴射口（119）。

18、如权利要求16所述的预还原炉，其特征在于：所说的卸料管位于前述预还原室的底部中央，同时通过该分配器的本体与金属板以及该鼓风室的底壁。

19、如权利要求16所述的预还原炉，其特征在于：所说的矿石卸料管设置在前述预还原室的侧壁上。

20、一种铁矿石熔融还原炉，它包括：

一流化预还原室（206），安装于此预还原炉的上部，在其中加入铁矿石并对之进行预还原;

一气体鼓风室（207），安装于此预还原炉的下部，在其中引入还原气体;

一分配器（208），将上述流化预还原室与气体鼓风室分隔开;以及

一卸料管（216），用来从该流化预还原室中卸出已预还原的矿石;

其特征在于：上述分配器包括：

一块刚性的厚板（211），上面有供冷却流体流动的通道（214）和沿垂直方向开口的第一批喷嘴（213）;以及

一耐火材料层（212），装设在上述厚板的顶面上且有径度朝上渐增的第二批喷嘴（330）。

21、如权利要求20所述的预还原炉，其特征在于：它还包括有至少两根安装在前述分配器下的水平可动式清洗管（223），每根清洗和有一批气体喷射口（224）。

22、如权利要求20所述的预还原炉，其特征在于：所说的卸料管位于前述预还原室的底部中央，同时通过述及的分配器之本体与金属板以及鼓风室的底壁。

23、如权利要求20所述的预还原炉，其特征在于：所说的卸料管设置在预还原室的侧壁上。

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