CN201463594U - 一种熔融还原炼铁用组合喷枪 - Google Patents

Abstract

一种熔融还原炼铁用组合喷枪，属于熔融还原炼铁技术领域。组合喷枪由两个可以独立移动的内部中心煤氧喷枪(7)和外部套筒喷枪(8)组成，中心煤氧喷枪(7)可插入铁浴熔池(9)中进行燃烧，外部套筒喷枪(8)用于还原产生煤气的二次燃烧。外部套筒喷枪(8)与中心煤氧枪(7)之间的缝隙为加料环缝(4)，可用于原料、燃料和溶剂等的加入，以减少原燃料加入过程中产生的粉尘量。优点在于，提高铁浴熔池的传热效率和二次燃烧热的利用效率，降低矿耗和煤粉消耗，从而降低生产成本。

Description

一种熔融还原炼铁用组合喷枪

技术领域

本实用新型属于熔融还原炼铁技术领域，特别是提供了一种熔融还原炼铁用组合喷枪。用于熔融还原炼铁工艺的煤粉喷吹和燃烧的设备，可以直接使用现有氧气转炉炉体设备进行炼铁，适用于黑色和有色冶金领域进行的高温熔融还原冶炼领域。

背景技术

钢铁工业目前正面临资源、环保、经济等各种问题，现代高炉愈来愈暴露出它本身的局限性，特别需要我们研究出适合我国条件的非高炉炼铁技术，改变我国钢铁工业以焦炭为主要能源的局面，促进我国钢铁工业稳步健康地持续发展。非高炉炼铁工艺由于具有高效利用资源、环境污染小以及提高生产效率等特点，是实现炼铁高效、长寿、低耗发展目标的必然趋势。

熔融还原炼铁工艺与传统的高炉炼铁工艺相反，它是借助高温环境，用碳还原熔渣中氧化铁，并燃烧还原过程中产生的煤气为熔融和还原反应提供热量，从而达到产率和能耗合理配置，可以大大提高生产效率。日本的DIOS工艺、澳大利亚的HIsmelt工艺和AusIron工艺、美国的AISI工艺以及前苏联的Romelt工艺为这类方法的典型代表，但这些工艺由于终还原炉FeO含量高、炉衬耐火材料侵蚀严重、炉缸寿命短和热能利用效率低、能耗高等原因被束之高阁。

要彻底解决这些问题，可以借鉴现代氧气转炉炼钢的经验，使用间歇生产方式和溅渣护炉技术延长炉衬寿命，同时对熔融还原工艺的喷吹设备和二次燃烧方式进行改造，提高铁浴熔池的传热效率和二次燃烧热的利用效率，降低矿耗和煤粉消耗，从而降低生产成本。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种熔融还原炼铁用组合喷枪，提高铁浴熔池的传热效率和二次燃烧热的利用效率，降低矿耗和煤粉消耗，从而降低生产成本。

本实用新型的核心为一组合式喷枪，使用转炉炉体做反应容器进行铁水冶炼。

本实用新型由两个可以独立移动的内部中心煤氧喷枪和外部套筒喷枪组成，中心煤氧喷枪可插入铁浴熔池中进行燃烧，外部套筒喷枪用于还原产生煤气的二次燃烧。

中心煤氧喷枪为套筒式，中心为喷煤管，外部为水冷却保护套管，套管内部安装多条冷却水管和助燃用氧气管。来水经由冷却水管直接输送到套筒的顶端，回水沿套筒内氧气管和冷却水管缝隙返回，并从出水管道排出。氧气管将氧气输送到喷枪口，经由特殊喷咀喷出，与喷吹管喷入的煤粉燃烧。

外部套筒喷枪为水冷套筒结构，管内安装多条氧气管和冷却水管，冷却水管用于套筒的冷却降温，来水经由冷却水管输送到套筒的顶端，回水沿套筒内部氧气管和冷却水管的缝隙返回。

可以将原料、燃料和溶剂等从外部套筒喷枪与中心煤氧喷枪的加料环缝注入铁浴熔池中，使反应器内的上升煤气流与加入的原、燃料隔离，减少粉尘排出量.

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

使用氧气顶吹转炉炉体做熔融还原反应炉，将中心煤氧枪直接插入熔池中进行燃烧并搅拌熔池，提高煤粉燃烧热的利用效率、提高熔融和还原反应的速度；同时通过外部套筒喷枪向熔池表面喷吹氧气，将还原过程中产生的煤气二次燃烧，为熔融和还原反应供热；将铁矿石和煤块、熔剂等通过组合喷枪连续加入到在转炉炉体内形成的铁浴熔池中，减少原燃料加入过程中产生的粉尘，提高原燃料的利用率；另外，熔融还原反应后期停止加料后，继续向熔池中喷吹煤粉和氧气，可以还原熔渣中的FeO，沉淀和回收熔渣中夹带的部分粒铁。

组合喷枪同时配合浸入式燃烧和厚渣层操作技术，可以大大提高对铁浴熔池的搅拌强度，提高二次燃烧热的利用效率和熔融还原反应速率，降低燃料消耗、降低生产成本和提高铁水产量。

本发明的有益效果是：

利用钢铁工业现有成熟的氧气顶吹转炉工艺、设备和技术，直接利用粉矿和非焦煤生产铁水，与目前传统高炉炼铁工艺相比，不但可以不建焦化、烧结、球团等生产工厂，降低对环境的污染；而且可以直接使用非焦煤、低品位的铁矿石和含铁工业粉尘、转炉炼钢液态钢渣等，降低燃料消耗和提高铁水产量；同时由于大部分设备为现有的炼钢设备，工艺技术相对成熟，工业化应用风险较小。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1为组合喷枪的横截面示意图。其中，喷煤管1、冷却水管2、氧气管3、加料环缝4、冷却水管5、氧气管6、中心煤氧喷枪7、外部套筒喷枪8。

图2为组合喷枪前端部的纵向剖面示意图。其中，喷煤管1、冷却水管2、氧气管3、氧气管6、中心煤氧喷枪7、外部套筒喷枪8。

图3为使用组合喷枪在转炉中进行铁水冶炼的工艺示意图。其中，中心煤氧喷枪7、外部套筒喷枪8、铁浴熔池9、铁水层10、转炉上部烟罩11、转炉炉体12。

具体实施方式

熔融还原用组合喷枪可以使用转炉炉体作为熔融还原反应容器进行铁水冶炼。

在铁水冶炼过程中，将铁矿石和煤块、熔剂等通过外部套筒喷枪8与中心煤氧喷枪7的加料缝隙4连续加入到铁浴熔池9中，同时将氧煤枪插入铁浴熔池9中进行燃烧，为铁浴熔池9提供热量并对熔池进行搅拌，提高熔融和还原速率；同时将外部套筒喷枪8调整到铁浴熔池9表面适当高度位置处，对还原反应过程中产生的煤气进行二次燃烧，向铁浴熔池9传热；进入熔融还原反应后期，停止矿石等原料的加入，同时加入一些煤块，继续向铁浴熔池9中喷吹煤粉和氧气，对铁水进行增碳操作，沉淀熔渣中夹带的部分粒铁和还原熔渣中的FeO。最后按照转炉出钢的方式排放出铁水和熔渣，进行下一炉次铁水的冶炼。

正常生产中可以预留上一炉部分熔渣做熔池母液，首次生产时可以先将一定量的煤块和熔剂等加入到转炉炉体12中，通过组合喷枪的中心煤氧喷枪7向熔池喷吹煤粉和氧气进行燃烧，将加入料熔化，形成熔池后再进行正常生产.

Claims (3)

1.一种熔融还原炼铁用组合喷枪，其特征在于，由两个可以独立移动的内部中心煤氧喷枪(7)和外部套筒喷枪(8)组成，中心煤氧喷枪(7)插入铁浴熔池(9)中。

2.根据权利要求1所述的熔融还原炼铁用组合喷枪，其特征在于，中心煤氧喷枪(7)为套筒式，中心为喷煤管(1)，外部为水冷却保护套管，套管内部安装多条冷却水管(2)和助燃用氧气管(3)。

3.根据权利要求1所述的熔融还原炼铁用组合喷枪，其特征在于，外部套筒喷枪(8)为水冷套筒结构，管内安装多条氧气管(6)和冷却水管(5)。

Images