CN113151629B - 一种节能型还原赤铁矿竖炉及还原赤铁矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明创造公开一种节能型还原赤铁矿竖炉及还原赤铁矿方法。包括炉体，炉体由烧结段、还原段和冷却段构成；烧结段外缘均布若干加热装置，炉体内设有环形内胆墙；第一套管设置在环形内胆墙内，第二套管设置在第一套管内，烷烃气体管路设置在第二套管内，两端分别伸出第二套管；环形内胆墙和第一套管之间形成第一气体通道，第一套管和第二套管之间形成第二气体通道，第二套管和烷烃气体管路之间形成第三气体通道，第一气体通道、第二气体通道和第一排气口相通，第三气体通道和第二排气口相通；冷却段下端与排料系统连接。本发明创造的竖炉节约能源，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种用于还原赤铁矿的节能型还原赤铁矿竖炉及还原赤铁矿的方法。
背景技术
目前，生产赤铁矿主要有回转炉和竖炉，存在的主要问题是，需要额外单独设置加热装置对烷烃气体进行加热，然后再输入到炉体内，导致生产成本提高。同时炉体内产生的尾气直接排出不能加以利用，造成资源的浪费。
发明内容
为了解决以上问题，本发明创造提供一种节约能源，降低生产成本节能型还原赤铁矿竖炉。
本发明创造采用的技术方案是：一种节能型还原赤铁矿竖炉，包括炉体，炉体包括烧结段、还原段和冷却段，设有第一料槽和第二料槽，第一料槽上设有第一插板，第二料槽上设有第二插板，第二料槽通过第二插板的打开与炉体的内腔相通；烧结段外缘均布若干加热装置，加热装置通过进气口与烧结段相通，炉体内设有环形内胆墙，环形内胆墙上端开放下端封闭；第一套管设置在环形内胆墙内，上端封闭并伸出炉体外，下端开放并设置在环形内胆墙内，第一套管上端设有第一排气口，第一料槽固定在第一套管上；第二套管设置在第一套管内，上端封闭并伸出第一套管外，下端开放并伸出环形内胆墙，第二套管上端设有第二排气口；烷烃气体管路设置在第二套管内，两端分别伸出第二套管且下端伸入还原段内；环形内胆墙和第一套管之间形成第一气体通道，第一套管和第二套管之间形成第二气体通道，第二套管和烷烃气体管路之间形成第三气体通道，第一气体通道、第二气体通道和第一排气口相通，第三气体通道和第二排气口相通；冷却段下端与排料系统连接。
进一步的，上述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，所述排料系统是，第一排料管路与冷却段连接，第一电机带动设置在第一排料管路内的第一螺杆转动；第一排料管路通过第二排料管路与第一密闭腔连接，第一气缸通过带动设置在第一密闭腔内的第一阀杆移动带动第一堵阀打开或关闭；第一密闭腔通过第三排料管路与储料缸连通，储料缸与第四排料管路连接，第二电机带动设置在第四排料管路内的第二螺杆转动；第四排料管路通过第五排料管路与第二密闭腔连接，第二气缸通过带动设置在第二密闭腔内的第二阀杆移动带动第二堵阀打开或关闭。
进一步的，上述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，环形内胆墙底端以向内凹陷的形式封闭，使得环形内胆墙底端与炉体内物料之间形成空腔。
进一步的，上述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，冷却段的外缘设有冷却水循环通道。
进一步的，上述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，设有LNG冷却气管道，LNG冷却气管道伸入炉体内腔的冷却段内。
进一步的，上述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，所述加热装置为通过喷火枪产生火焰，通过进气口向炉体内的物料加热。
进一步的，上述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，所述加热装置为通过燃烧煤产生火焰，通过进气口向炉体内的物料加热。
一种还原赤铁矿的方法，利用上述的节能型还原赤铁矿竖炉，方法如下：
1)进料：打开第一插板，将储存于第一料槽内的赤铁矿送入第二料槽内，然后打开第二插板，将储存于第二料槽内的赤铁矿送入炉体内至接近环形内胆墙的顶端；
2)开炉初期：点燃加热装置，向炉体内喷入火焰，将赤铁矿进行焙烧；
3)烷烃气体管路预热：烧结段产生的热尾气经第一气体通道、第二气体通道和第一排气口排出，同时将第二套管加热；在还原段中的赤铁矿继续焙烧，产生的热尾气经第三气体通道和第二排气口排出，同时将烷烃气体管路加热；
4)正式开炉：烷烃气体经过烷烃气体管路被加热后通入还原段内，被升温后的烷烃气体与炉体内的赤铁矿混合，烷烃气体与赤铁矿中氧反应，使赤铁矿充分进行还原反应；产生的尾气上升，不断将烷烃气体管路内的烷烃气体加热；
5)冷却过程：还原后的物料继续下降到冷却段进行冷却；
6)排料：关闭第二堵阀，第一气缸通过带动第一阀杆移动带动第一堵阀打开，第一电机带动第一螺杆转动，将还原铁经第一排料管路、第二排料管路、第一密闭腔和第三排料管路进入储料缸中；当储料缸中储满还原铁后，先关闭第一堵阀和第一电机，然后第二气缸通过带动第二阀杆移动带动第二堵阀打开，第二电机带动第二螺杆转动，将储料缸中的还原铁经第四排料管路、第五排料管路和第二密闭腔排出。
本发明创造的有益效果是：本发明充分利用烧结段和还原段产生的热尾气将烷烃气体进行加热，减少了额外设置加热装置的成本，而且将尾气充分利用，节约了能源。通过独特的排料系统的建立，使得在排料过程中不会将空气带入炉体内，保证了安全性和充分的还原。
附图说明
图1是本发明创造节能型还原赤铁矿竖炉的外观图。
图2是本发明创造节能型还原赤铁矿竖炉的结构示意图。
图3是本发明创造排料系统放大结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1-图3所示，一种节能型还原赤铁矿竖炉，包括炉体1、第一料槽6、第二料槽7、加热装置8、烷烃气体管路15和排料系统。
炉体1由烧结段2、还原段4和冷却段5构成一体结构。
第一料槽6固定安装在第一套管11上，其上设有第一插板6-1。第一料槽6通过第一插板6-1的打开将物料送入第二料槽7内。第二料槽7安装在炉体的上端，第二料槽7上设有第二插板7-1，第二料槽7通过第二插板7-1的打开与炉体1的内腔相通。优选的，第一料槽6为旋转料槽，第二料槽7为固定料槽。
烧结段2外缘均布若干加热装置8，加热装置8通过进气口9与烧结段2相通。作为优选，在一个实施例中，所述加热装置8为通过喷火枪产生火焰，通过进气口9向炉体内的物料加热。作为优选，在一个实施例中，所述加热装置8为通过燃烧煤产生火焰，通过进气口9向炉体内的物料加热。
炉体1内设有环形内胆墙10，作为优选，在一个实施例中，环形内胆墙10通过与炉体内壁固定的支架支撑。环形内胆墙10上端开放，下端封闭。环形内胆墙10和炉体1内壁之间充满物料。作为优选，在一个实施例中，环形内胆墙10底端以向内凹陷的形式封闭，使得环形内胆墙10底端与炉体1内物料之间形成空腔，使得还原段产生的热尾气经第三气体通道18将烷烃气体加然。
第一套管11设置在环形内胆墙10内，上端封闭并伸出炉体1外，下端开放并设置在环形内胆墙10内，第一套管11上端设有第一排气口12。
第二套管13设置在第一套管11内，上端封闭并伸出第一套管11外，下端开放并伸出环形内胆墙10，第二套管13上端设有第二排气口14。
烷烃气体管路15设置在第二套管13内，两端分别伸出第二套管13，且下端伸入炉体1内的还原段4内。
环形内胆墙10和第一套管11之间形成第一气体通道16，第一套管11和第二套管13之间形成第二气体通道17，第一气体通道16、第二气体通道17和第一排气口12相通。
第二套管13和烷烃气体管路15之间形成第三气体通道18，第三气体通道18和第二排气口14相通。
冷却段5下端与排料系统连接。作为优选，在一个实施例中，冷却段5的外缘设有冷却水循环通道19。作为优选，在一个实施例中，设有LNG冷却气管道35，LNG冷却气管道35伸入炉体1内腔的冷却段5内。
如图3所示，所述排料系统是，分成两段排料。
第一段排料是：第一排料管路20与冷却段5连接，第一电机21带动设置在第一排料管路20内的第一螺杆22转动；第一排料管路20通过第二排料管路23与第一密闭腔25连接，第一气缸24通过带动设置在第一密闭腔25内的第一阀杆26移动带动第一堵阀27打开或关闭；第一密闭腔25通过第三排料管路28与储料缸30连通。
第二段排料是：储料缸30与第四排料管路31连接，第二电机32带动设置在第四排料管路31内的第二螺杆33转动；第四排料管路31通过第五排料管路34与第二密闭腔36连接，第二气缸29通过带动设置在第二密闭腔36内的第二阀杆37移动带动第二堵阀38打开或关闭。
实施例2
一种还原赤铁矿的制备方法，利用实施例1的节能型还原赤铁矿竖炉，方法如下：
1)进料：打开第一插板6-1，将储存于第一料槽6内的赤铁矿送入第二料槽7内，然后打开第二插板7-1，将储存于第二料槽7内的赤铁矿送入炉体1内至接近环形内胆墙10的顶端；
2)开炉初期：点燃加热装置8，向炉体1内喷入火焰将赤铁矿进行焙烧；
3)烷烃气体管路15预热：烧结段产生的热尾气经第一气体通道16、第二气体通道17和第一排气口12排出，同时将第二套管13加热；在还原段中的赤铁矿继续焙烧，产生的热尾气经第三气体通道18和第二排气口14排出，同时将烷烃气体管路15加热；
4)正式开炉：烷烃气体经过烷烃气体管路15被加热后通入还原段内，被升温后的烷烃气体与炉体内的赤铁矿混合，烷烃气体与赤铁矿中氧反应，使赤铁矿充分进行还原反应；产生的尾气上升不断将烷烃气体管路15内的烷烃气体加热；
5)冷却过程：还原后的物料继续下降到冷却段进行冷却；通过两步冷却，第一通过向冷却水循环通道19中通入冷却水进行冷却。第二通过LNG冷却气管道35向冷却段通入LNG气体进行冷却。
6)排料：关闭第二堵阀38，第一气缸24通过带动第一阀杆26移动带动第一堵阀27打开，第一电机21带动第一螺杆22转动，将尾料经第一排料管路20、第二排料管路23、第一密闭腔25和第三排料管路28进入储料缸30中；当储料缸30中储满尾料后，先关闭第一堵阀27，然后第二气缸29通过带动第二阀杆37移动带动第二堵阀38打开，第二电机32带动第二螺杆33转动，将储料缸30中的尾料经第四排料管路31、第五排料管路34和第二密闭腔36排出。
Claims (8)
1.一种节能型还原赤铁矿竖炉，包括炉体（1），炉体（1）包括烧结段（2）、还原段（4）和冷却段（5），设有第一料槽（6）和第二料槽（7），第一料槽（6）上设有第一插板（6-1），第二料槽（7）上设有第二插板（7-1），第二料槽（7）通过第二插板（7-1）的打开与炉体（1）的内腔相通；其特征在于，烧结段（2）外缘均布若干加热装置（8），加热装置（8）通过进气口（9）与烧结段（2）相通，炉体（1）内设有环形内胆墙（10），环形内胆墙（10）上端开放下端封闭；第一套管（11）设置在环形内胆墙（10）内，上端封闭并伸出炉体（1）外，下端开放并设置在环形内胆墙（10）内，第一套管（11）上端设有第一排气口（12），第一料槽（6）固定在第一套管（11）上；第二套管（13）设置在第一套管（11）内，上端封闭并伸出第一套管（11）外，下端开放并伸出环形内胆墙（10），第二套管（13）上端设有第二排气口（14）；烷烃气体管路（15）设置在第二套管（13）内，两端分别伸出第二套管（13）且下端伸入还原段（4）内；环形内胆墙（10）和第一套管（11）之间形成第一气体通道（16），第一套管（11）和第二套管（13）之间形成第二气体通道（17），第二套管（13）和烷烃气体管路（15）之间形成第三气体通道（18），第一气体通道（16）、第二气体通道（17）和第一排气口（12）相通，第三气体通道（18）和第二排气口（14）相通；冷却段（5）下端与排料系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，其特征在于，所述排料系统的结构包括：第一排料管路（20）与冷却段（5）连接，第一电机（21）带动设置在第一排料管路（20）内的第一螺杆（22）转动；第一排料管路（20）通过第二排料管路（23）与第一密闭腔（25）连接，第一气缸（24）通过带动设置在第一密闭腔（25）内的第一阀杆（26）移动带动第一堵阀（27）打开或关闭；第一密闭腔（25）通过第三排料管路（28）与储料缸（30）连通，储料缸（30）与第四排料管路（31）连接，第二电机（32）带动设置在第四排料管路（31）内的第二螺杆（33）转动；第四排料管路（31）通过第五排料管路（34）与第二密闭腔（36）连接，第二气缸（29）通过带动设置在第二密闭腔（36）内的第二阀杆（37）移动带动第二堵阀（38）打开或关闭。
3.根据权利要求2所述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，其特征在于，环形内胆墙（10）底端以向内凹陷的形式封闭，使得环形内胆墙（10）底端与炉体（1）内物料之间形成空腔。
4.根据权利要求2所述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，其特征在于，冷却段（5）的外缘设有冷却水循环通道（19）。
5.根据权利要求4所述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，其特征在于，设有LNG冷却气管道（35），LNG冷却气管道（35）伸入炉体（1）内腔的冷却段（5）内。
6.根据权利要求2所述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，其特征在于，所述加热装置（8）为通过喷火枪产生火焰，通过进气口（9）向炉体内的物料加热。
7.根据权利要求2所述的一种节能型还原赤铁矿竖炉，其特征在于，所述加热装置（8）为通过燃烧煤产生火焰，通过进气口（9）向炉体内的物料加热。
8.一种还原赤铁矿的方法，其特征在于，利用权利要求2-7任意一项所述的节能型还原赤铁矿竖炉，方法如下：
1）进料 ：打开第一插板（6-1），将储存于第一料槽（6）内的赤铁矿送入第二料槽（7）内，然后打开第二插板（7-1），将储存于第二料槽（7）内的赤铁矿送入炉体（1）内至接近环形内胆墙（10）的顶端；
2）开炉初期：点燃加热装置（8），向炉体（1）内喷入火焰，将赤铁矿进行焙烧；
3）烷烃气体管路（15）预热：烧结段产生的热尾气经第一气体通道（16）、第二气体通道（17）和第一排气口（12）排出，同时将第二套管（13）加热；在还原段中的赤铁矿继续焙烧，产生的热尾气经第三气体通道（18）和第二排气口（14）排出，同时将烷烃气体管路（15）加热；
4）正式开炉：烷烃气体经过烷烃气体管路（15）被加热后通入还原段内，被升温后的烷烃气体与炉体内的赤铁矿混合，烷烃气体与赤铁矿中氧反应，使赤铁矿充分进行还原反应；产生的尾气上升，不断将烷烃气体管路（15）内的烷烃气体加热；
5）冷却过程：还原后的物料继续下降到冷却段进行冷却；
6）排料：关闭第二堵阀（38），第一气缸（24）通过带动第一阀杆（26）移动带动第一堵阀（27）打开，第一电机（21）带动第一螺杆（22）转动，将还原铁经第一排料管路（20）、第二排料管路（23）、第一密闭腔（25）和第三排料管路（28）进入储料缸（30）中；当储料缸（30）中储满还原铁后，先关闭第一堵阀（27）和第一电机（21），然后第二气缸（29）通过带动第二阀杆（37）移动带动第二堵阀（38）打开，第二电机（32）带动第二螺杆（33）转动，将储料缸（30）中的还原铁经第四排料管路（31）、第五排料管路（34）和第二密闭腔（36）排出。
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