CN204224630U - 一种利用间壁回转窑还原炼铁的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用间壁回转窑还原炼铁的装置，包括回转窑、间壁回转窑、电炉精炼设备、发电设备、高温料仓、加料仓和出料仓。间壁回转窑包括窑体、间壁窑头罩、间壁窑尾罩、加料环、出料环和煤粉烧嘴。窑体为套筒结构，由同轴安装的内筒和外筒构成，内筒的中心为窑膛，内筒和外筒之间为环形物料膛。环形物料膛设有支撑耐材，加料环和出料环与窑体动密封连接。回转窑依次通过回转窑头罩、高温料仓、加料仓和加料环与间壁回转窑的环形物料膛连接。环形物料膛通过出料环和出料仓与电炉精炼设备连接。本实用新型窑膛的烟气间壁加热环形物料膛的物料，避免烟气与物料直接接触，优化了还原过程的环境，有利于提高还原产品的质量。

Description

一种利用间壁回转窑还原炼铁的装置

技术领域

本实用新型属于冶金和化工生产设备技术领域，涉及一种利用间壁回转窑还原炼铁的装置。 

背景技术

还原炼铁是钢铁生产的重要组成部分，其主要特点是用非焦煤作为一次性能源和还原剂，将铁的氧化物在熔融状态下还原，具有以煤代焦、流程短、对环境污染小，建设投资少，生产成本低等优点，是被业内广泛看好的领域，各国的钢铁企业竞相进行研究开发。现有的还原炼铁的方法主要有COREX法(CN1010323B)、DIOS法(CN1035136A)、HISELT法(CN1037542A)。其中COREX法已经工业化生产，其他两种方法仍处于试验阶段。但是所有的还原炼铁工艺，由于能耗高、生产成本高等方面的原因，难与高炉工艺竞争。 

公开号为CN 103937922A的中国实用新型专利申请公开“一种混合还原炼铁设备及炼铁方法：把粉矿、粉煤和熔剂等原料放入料仓，原料在料仓里被烟囱里的炉烟加热，原料通过万向分布器投放到加料管里、然后流入回转窑。驱动电机带动回转窑和滚筒炉箅转动使流入回转窑和滚筒炉箅的原料被流动的热气体进一步均匀地加热。部分粉煤与粉矿发生化学反应生成氧化亚铁和二氧化碳。燃油火焰点燃滚筒炉箅中后段的煤粉尘。从滚筒炉箅出来的熟料落到混合还原炉内的梳齿炉箅上被用富氧喷入的粉煤火焰进一步加热和还原，小块的熟料落入铁浴还原池中被渗碳和吹入的水煤气还原。大块熟料滑落到慢速还原池上面被富氧支持燃烧的焦炭加热和还原。铁浴还原池里生成的铁水和炉渣流入慢速还原池，从铁水出口和炉渣管流出”。该项技术克服了高炉炼铁速度慢、散热多，需要使用大量的焦炭和烧结矿、不能使用粉煤和粉矿的缺点。但是该专利申请的还原和加热过程在一个回转窑中进行，还原过程煤粉和烟气中的有害成分容易进入还原铁中，影响还原炼铁的质量，并且不能有效利用余热，增加还原炼铁的成本。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用间壁回转窑还原炼铁的装置，，通过隔焰加热方式为还原过程提供热量，优化还原过程的环境，提高还原产品质量，并且充分利用烟气发电，为还原铁熔炼提供动力。 

本实用新型的技术方案为：利用间壁回转窑还原炼铁的装置，包括回转窑、上料设备和蓄热器，回转窑设有回转窑尾罩、回转窑头罩和燃烧器。上料设备与蓄热器连接，蓄热 器通过回转窑尾罩与回转窑连接。装置设有间壁回转窑、电炉精炼设备、高温料仓、加料仓和出料仓。间壁回转窑包括窑体、间壁窑头罩、间壁窑尾罩、加料环、出料环和煤粉烧嘴。窑体为套筒结构，由同轴安装的内筒和外筒构成，内筒的中心为窑膛，内筒和外筒之间为环形物料膛。环形物料膛设有支撑耐材，加料环和出料环与窑体动密封连接。回转窑依次通过回转窑头罩、高温料仓、加料仓和加料环与间壁回转窑的环形物料膛连接。环形物料膛通过出料环和出料仓与电炉精炼设备连接。出料环上设有还原性气体入口，加料环上设有还原尾气出口。蓄热器的上部和间壁窑尾罩设有烟气出口，烟气出口与排放系统连接。 

装置设有发电设备和变电设备，间壁回转窑的烟气出口通过发电设备与排放系统连接。发电设备通过变电设备与电炉精炼设备电路连接。加料环中设有物料抄板，物料抄板安装在进料孔的入口处。环形物料膛设有物料挡板，物料挡板安装在进料孔的出口处。加料环和出料环与窑体之间设有密封机构，密封机构为转动密封机构。加料仓与加料环之间设有加料锁，出料环与出料仓之间设有出料锁。还原尾气出口通过气体连通管路连接到回转窑燃烧器的燃料入口，用还原后尾气作回转窑的燃料。 

利用本实用新型进行还原炼铁的方法为：①原料铁矿粉与石灰粉混合后经上料设备送入蓄热器预热。②预热后原料进入回转窑加热至800℃～1000℃。③加热后原料经回转窑头罩、高温料仓、加料仓和加料环进入间壁回转窑。④向间壁回转窑通入还原性气体，高温铁矿粉在还原气氛中还原成海绵铁，还原温度1000℃～1400℃。⑤海绵铁经出料环到出料仓，然后再到电炉精炼设备，在电炉中精炼成精品铁。 

还原性气体为氢气、一氧化碳或氢气和一氧化碳混合气，氢气和一氧化碳混合气中氢气和一氧化碳的体积百分比为50～70:50～30。间壁回转窑还原后尾气用作回转窑燃烧器的燃料。间壁回转窑燃烧的烟气用于发电设备余热发电，发电设备发出的电力用作电炉精炼设备精炼海绵铁的动力。 

本实用新型利用间壁回转窑还原炼铁的装置，通过回转窑加热被还原的物料，利用间壁回转窑进行还原。间壁回转窑通过内外筒结构的窑体，使内筒为燃料燃烧和烟气流通的窑膛，内外筒之间为煅烧物料的环形物料膛，窑膛燃烧产生的烟气间壁加热环形物料膛的物料，避免烟气与物料直接接触，优化了还原过程的环境，有利于提高还原产品的质量。间壁回转窑的烟气出口与余热发电装置连接，利用燃烧烟气的余热发电，充分利用了废热资源，降低回转窑的能量消耗。发电设备发的电为还原铁的电炉熔炼提供动力，可以节省能源，提高产能，优化资源配置。间壁回转窑还原后尾气用作回转窑燃烧器的燃料，充分利用还原过程中未用尽的可燃性气体作加热铁粉的燃料，避免资源浪费。 

附图说明

图1为本实用新型利用间壁回转窑还原炼铁的装置的流程示意图； 

图2为间壁回转窑加料环处的横截面图； 

图3为间壁回转窑横截面图。 

其中： 

1—上料设备、2—蓄热器、3—回转窑、4—回转窑头罩、5—燃烧器、6—高温料仓、7—加料仓、8—加料锁、9—加料环、10—发电设备、11—环形物料膛、12—窑膛、13—间壁回转窑、14—出料环、15—出料仓、16—电炉精炼设备、17—煤粉烧嘴、18—间壁窑头罩、19—出料锁、20—变电设备、21—间壁窑尾罩、22—密封机构、23—加料环、24—气体连通管路、25—回转窑尾罩、26—还原尾气出口、27—物料抄板、28—进料孔、29物料挡板、30—支撑耐材。 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明。本实用新型保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本实用新型保护的范围。 

本实用新型利用间壁回转窑还原炼铁的装置如图1所示，包括上料设备1、蓄热器2、回转窑3、间壁回转窑13、发电设备10、变电设备20、电炉精炼设备16、高温料仓6、加料仓7和出料仓15。回转窑设有回转窑尾罩25、回转窑头罩4和燃烧器5，燃烧器为气体燃料烧嘴，燃烧器设在回转窑头罩，回转窑尾罩设有烟气出口。间壁回转窑包括窑体、间壁窑头罩18、间壁窑尾罩21、加料环9、出料环14和煤粉烧嘴17。如图3所示，窑体为套筒结构，由同轴安装的内筒和外筒构成，内筒的中心为窑膛12，内筒和外筒之间为环形物料膛11。环形物料膛设有支撑耐材30，加料环和出料环与窑体动密封连接。上料设备与蓄热器连接，蓄热器通过回转窑尾罩与回转窑连接，回转窑依次通过回转窑头罩、高温料仓、加料仓和加料环与间壁回转窑的环形物料膛连接，环形物料膛通过出料环和出料仓与电炉精炼设备连接。出料环上设有还原性气体入口，加料环上设有还原尾气出口26。蓄热器的上部和间壁窑尾罩设有烟气出口，蓄热器的烟气出口与排放系统连接。间壁回转窑的烟气出口通过发电设备与排放系统连接。发电设备通过变电设备与电炉精炼设备16电路连接。如图2所示，加料环9中设有物料抄板27，物料抄板安装在进料孔28的入口处，环形物料膛11设有物料挡板29，物料挡板安装在进料孔的出口处。加料环9和出料环14与窑体之间设有密封机构22，密封机构为转动密封机构。加料仓7与加料环9之间设有加料锁8，出料环 14与出料仓15之间设有出料锁19。还原尾气出口26通过气体连通管路24连接到回转窑燃烧器的燃料入口，用还原后的还原尾气作回转窑燃烧器的燃料。发电设备包括蒸汽锅炉、蒸汽轮机和发电机，蒸汽锅炉设蒸汽盘管，蒸汽盘管与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机组同轴连接。 

利用本实用新型还原炼铁的过程为，①原料铁矿粉与石灰粉混合后经上料设备1送入蓄热器2预热，用回转窑3中燃烧的烟气预热铁矿粉原料，预热后温度为200～300℃。石灰粉用作熔融炼铁的造渣剂。②预热后原料经回转窑尾罩25进入回转窑3，利用燃烧器燃烧将原料加热至900℃～1000℃，加热原料后的废烟气经烟气出口到蓄热器预热原料。③加热后原料经回转窑头罩4、高温料仓6、加料仓7、加料锁8和加料环9进入间壁回转窑13。④通过出料环上的还原性气体入口向间壁回转窑通入还原性气体，还原性气体为氢气和一氧化碳混合气，混合气中氢气和一氧化碳的体积百分比为50:50。煤粉烧嘴17燃烧隔焰加热间壁回转窑环形物料膛11中的物料为还原反应提供热量。铁矿粉在还原气氛中还原成海绵铁，还原温度1200±50℃。⑤海绵铁经出料环14到出料仓15，然后经出料锁19到电炉精炼设备16，在电炉中精炼成精品铁，炼成的精品铁出装置。烟气在窑膛12放出热量经烟气出口到发电设备，利用余热发生蒸汽，蒸汽驱动汽轮机转动，带动发电机组发电。余热发出的电能用作电炉精炼设备16精炼海绵铁的电力。 

Claims (6)

1.一种利用间壁回转窑还原炼铁的装置，其特征是：包括上料设备（1）、蓄热器（2）和回转窑（3），所述回转窑设有回转窑尾罩（25）、回转窑头罩（4）和燃烧器（5）；上料设备与蓄热器连接，蓄热器通过回转窑尾罩与回转窑连接，其特征是：所述装置设有间壁回转窑（13）、电炉精炼设备（16）、高温料仓（6）、加料仓（7）和出料仓（15）；所述间壁回转窑包括窑体、间壁窑头罩（18）、间壁窑尾罩（21）、加料环（9）、出料环（14）和煤粉烧嘴（17）；所述窑体为套筒结构，由同轴安装的内筒和外筒构成，内筒的中心为窑膛（12），内筒和外筒之间为环形物料膛（11）；所述环形物料膛设有支撑耐材（30），所述加料环和出料环与窑体动密封连接；所述回转窑依次通过回转窑头罩、高温料仓、加料仓和加料环与间壁回转窑的环形物料膛连接；所述环形物料膛通过出料环和出料仓与电炉精炼设备连接；所述出料环上设有还原性气体入口，所述加料环上设有还原尾气出口（26）；所述蓄热器的上部和间壁窑尾罩设有烟气出口，所述烟气出口与排放系统连接。

2.根据权利要求1所述的利用间壁回转窑还原炼铁的装置，其特征是：所述装置设有发电设备（10）和变电设备（20）；所述间壁回转窑的烟气出口通过发电设备与排放系统连接；所述发电设备通过变电设备与电炉精炼设备（16）电路连接。

3.根据权利要求2所述的利用间壁回转窑还原炼铁的装置，其特征是：所述加料环（9）中设有物料抄板（27），所述物料抄板安装在进料孔（28）的入口处；所述环形物料膛（11）设有物料挡板（29），所述物料挡板安装在进料孔的出口处。

4.根据权利要求1所述的利用间壁回转窑还原炼铁的装置，其特征是：所述加料环（9）和出料环（14）与窑体之间设有密封机构（22），所述密封机构为转动密封机构。

5.根据权利要求1所述的利用间壁回转窑还原炼铁的装置，其特征是：所述加料仓（7）与加料环（9）之间设有加料锁（8），所述出料环（14）与出料仓（15）之间设有出料锁（19）。

6.根据权利要求1所述的利用间壁回转窑还原炼铁的装置，其特征是：所述还原尾气出口（26）通过气体连通管路（24）连接到回转窑燃烧器的燃料入口。