CN1054446A - 铁矿石熔化还原装置的预还原炉 - Google Patents
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Abstract
一种铁矿石熔化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;一个下部吹气室,还原气体就被送往此处;
一个安装在预还原室和吹气室之间的分配器;用来将
吹气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。
本发明涉及一种熔化还原装置,尤其是涉及铁矿石熔化还原装置的预还原炉。
铁矿石熔炼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为一种熔化还原装置的示意图。
如图1所示,该熔化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下部的吹气室14以及预还原室15。在吹气室15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连结。
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的吹气室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。铁矿石在熔化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。
本发明的一个目的是:提供一种铁矿石熔化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化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;
一个吹气室,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;
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是一种熔化还原装置的示意图;
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断面图;
图4是另一个本发明实施例的垂直断面图。
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断面图。
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,插入吹气室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伸入吹气室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下方的吹气室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插到吹气室14中,并且将压强为20公斤/厘米2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、一种铁矿石熔化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;
一个吹气室,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;
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、一种铁矿石熔化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;
一个吹气室,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,并安装在所述流态化预还原室的侧壁上;
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。
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