CN104451149B - 一种热风矿热炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铁合金冶炼技术领域，具体公开了一种热风矿热炉，包括：炉体，其为一带有排烟管道的密封腔室；燃烧送风装置，其与所述排烟管道相连；以及热风送风管，其一端与所述燃烧送风装置相连通，所述热风送风管另一端与所述炉体内部的密封腔室相连通；其中，所述炉体内产生的煤气经排烟管道输送至燃烧送风装置处充分燃烧获得高温热风，之后经所述热风送风管将高温热风输入所述炉体内部的密封腔室中。本发明所述热风矿热炉集成了高炉和矿热炉的优点，充分利用系统自身产生煤气，实现了能量循环利用，不仅提高了设备利用率，提高了设备产量，又能充分降低生产成本，降低单位产品的污染物排放量，提高了产品的市场竞争力。

Description

一种热风矿热炉
技术领域
本发明涉及铁合金行业封闭电炉和化工行业电石炉的煤气回收利用技术领域，主要涉及到一种热风矿热炉，其集合了矿热炉系统和高炉系统的优点，充分利用电炉自身产生的煤气，极大程度降低了矿热电炉产品的单位能耗，减少了粉尘污染物的排放。
背景技术
钢铁工业是国民经济的基础工业，铁合金作为炼钢脱氧剂和添加剂，是炼钢不可或缺的材料；电石是重要的化工原料，主要用于产生乙炔气，也用于有机合成、氧炔焊接等。进入21世纪，中国已成为世界钢铁工业的中心，是世界上第一个年产钢超过4亿吨的国家，现在已超过7亿吨。钢铁生产的快速发展，不断提高了我国在世界铁合金工业领域中的地位。按年产量计算，八十年代中期占世界第四位和第三位。进入九十年代，前苏联解体后，我国铁合金产量累增跃居首位，成为世界铁合金第一生产国和出口国。
铁合金行业的品种大多是高熔点合金，较高炉生铁冶炼难度大，电能消耗高。与高炉相比，单台电炉的产量过小，为满足钢铁工业的需求，需建设大量矿热炉，保守估计，国内电炉数量有上万台，同比之下高炉仅700余座。这些矿热炉中产生的煤气温度高，波动大，正常工况温度为150-450℃，特殊工况时高达700℃，且带有火星，煤气粉尘浓度40-150g/Nm3，其粉尘属于微细粒子，粒径小于2μm的占90％。煤气中气体组份主要是CO、O2、H2、H2O、CO2等。由于矿热炉数量大，产生的煤气多，如果直接排放或者燃烧后排放，其中的粉尘会对空气造成大面积污染，特别是在当下，国家东部地区大多被雾霾笼罩，凸显出对工业的除尘环保方面应提出更高的要求。
此外，现有矿热炉中的固体炉料在电极的高温弧光及炉料导电热能作用下熔炼为合金熔体，但是，在合金熔体周围的区域内死料区所占比例较大(如图1所示)，不能充分利用矿热炉内空间生产铁合金，且死料区与熔渣之间的过渡区域很容易造成相互粘结的渣块，造成矿热炉排渣不畅，且容易带出一部分还未熔炼过的炉料，造成资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于为矿热电炉法冶炼合金类产品提供一种更节能，更高效的铁合金冶炼设备，即为热风矿热炉，其集成了高炉和矿热炉的优点，充分利用系统自身产生煤气，实现了能量循环利用，不仅提高了设备利用率，提高了设备产量，又能充分降低生产成本，提高了产品的市场竞争力。
为了实现上述目的和一些其他目的，本发明提供一种热风矿热炉，其特征在于，包括：
炉体，其为一带有排烟管道的密封腔室；
燃烧送风装置，其设置在所述排烟管道上；
以及热风送风管，其一端与所述燃烧送风装置相连通，所述热风送风管另一端与所述炉体的密封腔室相连通；
其中，所述炉体内产生的煤气经排烟管道输送至燃烧送风装置处充分燃烧获得高温热风，之后经所述热风送风管将高温热风输入所述炉体内部的密封腔室。
在上述方案中，热风矿热炉集成了高炉和矿热炉的优点，充分利用系统自身产生的煤气，实现了能量循环利用，不仅提高了设备利用率，提高了设备产量，又能充分降低生产成本，提高了产品的市场竞争力。
在上述方案中，在燃烧送风装置中将煤气点燃释放出其中的热量加热空气产生高温热风后，将高温热风输入矿热炉内，对炉料进行熔炼，此时更多的氧气燃烧可产生更多的热能，有利于反应的加速进行，因此在下一方案中设置添加了供气通道以及供气装置，这样可以通过供气装置和供气通道的配合给热风送风管内充入氧气，以便矿热炉内死料燃烧的更充分，反应更快，强化熔炼效果，提高了矿热炉产能。
优选的是，其中，所述的热风矿热炉还包括：
供气通道，其一端与所述热风送风管相连通，且所述供气通道与所述热风回收管的管腔相连通，所述供气通道的另一端连接供气装置。
在上述各方案中均未对煤气进行除尘处理，这将对连接管道(比如：热风送风管)造成一定损害，具体为容易沉积过多粉尘，造成气流通行不畅等问题，因此，有必要对煤气进行除尘处理。
优选的是，其中，还包括：
除尘器，其设置在所述燃烧送风装置与所述炉体之间的排烟管道上。
目前，封闭矿热炉煤气净化普遍采用湿法或者干法除尘，这些除尘方法和装置均适用于本发明所述的热风矿热炉。
在热风矿热炉的炉料中添加有还原剂，在上述各方案中采用煤气燃烧之后产生的高温热风与矿热炉内的死料区的炉料进行燃烧的过程中，会消耗一定数量的还原剂，有可能提高生产成本，因此，本发明人在下一方案中设置有煤粉喷吹装置，向矿热炉内喷吹一定数量的煤粉，代替还原剂首先与氧气进行燃烧熔炼炉料，节省生产成本。
优选的是，其中，还包括：
煤粉喷吹装置，其设置在所述炉体的侧壁上。
优选的是，其中，所述煤粉喷吹装置还包括：
煤粉仓，其下料口端向所述炉体内延伸设置在所述炉体侧壁上；
鼓风机，其出风口与所述煤粉仓下料口端相连通；
以及计量装置，其设置在所述煤粉仓的下料口端。
优选的是，其中，还包括：
电极，其设置在所述炉体内；
变压器，其与所述电极电连接；
以及粉煤机，其与所述煤粉喷吹装置通过煤粉输送装置相连通。
优选的是，其中，所述煤粉输送装置为气力输送装置。
优选的是，其中，所述供气装置为氧气罐或者氧气站。
在上述方案中，供气装置设置根据生产需要以及配套设备成本考虑，可以选择采用氧气罐或者氧气站的方式。
优选的是，其中，所述燃烧送风装置为热风炉。
本发明的有益效果是：
本发明所述热风矿热炉集成了高炉和矿热炉的优点，充分利用系统自身产生的煤气，实现了能量循环利用，不仅提高了设备利用率，提高了设备产量，又能充分降低生产成本，提高了产品的市场竞争力；
在燃烧送风装置中将煤气点燃释放出其中的热量加热空气形成高温热风后，将其输入矿热炉内，对炉料进行熔炼，此时矿热炉内需要更多的氧气用于燃烧提供热能，因此供气通道以及供气装置设置为供气装置通过供气通道向热风送风管内充入氧气，由于燃烧剧烈以及高温热风的冲击作用在矿热炉的死料区形成热风回旋区，有利于矿热炉内死料燃烧的更充分，熔炼效果好，提高了热风矿热炉产能；
煤粉喷吹装置向矿热炉喷吹一定数量的煤粉，代替还原剂首先与氧气进行燃烧熔炼炉料，节省生产成本；
炉体、排烟管道、燃烧送风装置以及热风送风管空腔之间可以形成煤气以及煤气回收燃烧后生成高温热风并鼓入炉内的气流回路，强化矿热炉内通风透气，促进了炉料的快速熔炼，很大程度上提高产能；
综上所述，本发明具有结构简单，生产成本低，节能环保，且产能有效提高的优点。
附图说明
图1为现有技术中矿热炉的炉体内的铁合金生产过程示意图。
图2为本发明所述热风矿热炉的炉体内的铁合金生产过程示意图。
图3为本发明所述热风矿热炉的一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明所提供的热风矿热炉的一种实现方式为，如图2和图3所示，包括：
炉体15，其为一带有排烟管道16的密封腔室；
燃烧送风装置13，其设置在排烟管道16上；
以及热风送风管18，其一端与燃烧送风装置13相连通，热风送风管18另一端与炉体15的密封腔室的相连通；
其中，炉体15内产生的煤气经排烟管道16输送至燃烧送风装置处充分燃烧后加热空气获得高温热风，之后经热风送风管18将高温热风输入炉体15内密封腔室。
在上述方案中，热风矿热炉集成了高炉和矿热炉的优点，充分利用系统自身产生煤气，实现了能量循环利用，不仅提高了设备利用率，提高了设备产量，又能充分降低生产成本，提高了产品的市场竞争力。
在上述方案中，在燃烧送风装置13中将煤气燃烧后加热空气后形成高温热风，将高温热风输入矿热炉内的死料区，对炉料进行熔炼，此时需要更多的氧气用于燃烧，因此在下一方案中设置添加了供气通道17以及供气装置14，这样可以通过供气装置14和供气通道17的配合给热风送风管18内充入氧气，以便矿热炉内死料反应更充分，强化熔炼效果，提高了矿热炉产能。
其中，热风矿热炉还包括：
供气通道17，其一端与热风送风管18相连通，且供气通道17与热风回收管的管腔相连通，供气通道17的另一端连接供气装置14。
在上述各方案中均未对煤气进行除尘处理，这将对连接管道或者设备(比如：燃烧送风装置13或者热风送风管)造成一定损害，具体为容易沉积过多粉尘，造成气流通行不畅等问题，因此，有必要对煤气进行除尘处理。
其中，还包括：
除尘器10，其设置在燃烧送风装置13与炉体15之间的排烟管道16上。
目前，封闭矿热炉煤气净化普遍采用湿法或者干法除尘，这些除尘方法和装置均试用于本发明的热风矿热炉。
在矿热炉的炉料中添加有还原剂，在上述各方案中采用煤气燃烧之后产生的高温热风与矿热炉内的死料区的炉料进行燃烧的过程中，会消耗一定数量的还原剂，有可能提高生产成本，因此，本发明人在下一方案中设置有煤粉喷吹装置，向矿热炉内喷吹一定数量的煤粉，代替还原剂首先与氧气进行燃烧熔炼炉料，节省生产成本。
其中，还包括：
煤粉喷吹装置，其设置在炉体15的侧壁上。
其中，煤粉喷吹装置还包括煤粉仓，其出料口端向炉体内延伸设置在炉体15侧壁上；
鼓风机，其出风口与所述煤粉仓下料口端相连通；
以及计量装置，其设置在所述煤粉仓的下料口端。
其中，还包括：
电极1，其设置在炉体15内；
变压器15，其与电极电连接；
以及粉煤机12，其与煤粉喷吹装置通过煤粉输送装置相连通。
其中，煤粉输送装置为气力输送装置。
其中，供气装置14为氧气罐或者氧气站。
在上述方案中，供气装置14设置根据生产需要以及配套设备成本考虑，可以选择采用氧气罐或者氧气站的方式。
其中，燃烧送风装置13为热风炉。
如图1所示，现有矿热炉内的各种物料的分布情况从上到下依次为固体炉料5、过渡料6、熔渣2、合金熔体4以及分布在合金熔体四周的死料区的死料3。如图2所示，本发明提供的热风矿热炉，在燃烧送风装置13中将煤气点燃释放出其中的热量加热空气形成高温热风，再将高温热风输入矿热炉的炉体内的死料区3，对炉料进行熔炼，此时更多的氧气用于燃烧可提供更多的能量，因此供气通道17以及供气装置14设置为供气装置14通过供气通道17给热风送风管18内充入氧气，由于燃烧剧烈以及气体的冲击作用在矿热炉的死料区形成热风回旋区8，以便矿热炉内死料燃烧的更充分，熔炼效果好，提高了矿热炉产能，并且也保证了不会有熔融状态的合金熔体倒流入热风送风管内，保证生产安全。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出的实施例。

Claims (5)

1.一种热风矿热炉，其特征在于，包括：
炉体，其为一带有排烟管道的密封腔室；
燃烧送风装置，其与所述排烟管道相连；
以及热风送风管，其一端与所述燃烧送风装置相连通，所述热风送风管另一端与所述炉体的密封腔室相连通；
其中，所述炉体内产生的煤气经排烟管道输送至燃烧送风装置处充分燃烧后加热空气获得高温热风，之后经所述热风送风管将高温热风输入所述炉体内部的密封腔室中；
供气通道，其一端与所述热风送风管相连通，且所述供气通道与所述热风送风管的管腔相连通，所述供气通道的另一端连接供气装置，所述供气装置为氧气罐或者氧气站；
煤粉喷吹装置，其设置在所述炉体的侧壁上；所述煤粉喷吹装置还包括：煤粉仓，其下料口端向所述炉体内延伸设置在所述炉体侧壁上；鼓风机，其出风口与所述煤粉仓下料口端相连通；以及计量装置，其设置在所述煤粉仓的下料口端。
2.如权利要求1所述的热风矿热炉，其特征在于，还包括：
除尘器，其设置在所述燃烧送风装置与所述炉体之间的排烟管道上。
3.如权利要求1所述的热风矿热炉，其特征在于，还包括：
电极，其设置在所述炉体内；
变压器，其与所述电极电连接；以及
粉煤机，其与所述煤粉喷吹装置通过煤粉输送装置相连通。
4.如权利要求3所述的热风矿热炉，其特征在于，所述煤粉输送装置为气力输送装置。
5.如权利要求1所述的热风矿热炉，其特征在于，所述燃烧送风装置为热风炉。
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