CN204803378U - 转底炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种转底炉，包括：壳体、布料炉盘、驱动装置、多个隔墙、加热装置、第一抽气装置和第二抽气装置，壳体形成环状炉腔；布料炉盘可转动地位于环状炉腔的下部；驱动装置设置在壳体的下方且与布料炉盘相连；多个隔墙由壳体的顶壁向下伸出且与布料炉盘保持一定距离，并将环状炉腔分割为依次相邻的进料腔室，预热腔室、还原腔室、冷却腔室和出料腔室；加热装置位于所述还原腔室内；所述第一抽气装置设置在位于所述还原腔室对应的布料炉盘的下方；以及第二抽气装置设置在位于预热腔室对应的布料炉盘的下方。采用该转底炉可以显著提高转底炉的热效率、提高还原效果以及产品品质以及扩大生产规模，降低转底炉的能耗与成本。
Description
技术领域
本实用新型属于化工机械领域，具体而言，本实用新型涉及转底炉。
背景技术
转底炉由轧钢用的环形加热炉演变而来。它以煤炭和热风为基础，不需焦炭和氧气，具有原料适应性广、工艺简单灵活等优点，在处理钢铁厂含锌尘泥、钒钛磁铁矿、红土镍矿、硫酸渣及其它冶金固废资源等方面具有很大优势。其基本工艺流程为：含铁原料、还原剂和粘结剂按一定配比混合后制成球团，将生球团干燥后通过布料机均匀布在转底炉炉底，炉底以一定速度旋转运动，球团在15～60分钟内依次经历预热段、还原段和冷却段后被还原为金属化球团或珠铁。
转底炉炼铁的基本原理是通过位于炉侧壁的平焰烧嘴燃烧，火焰的高温通过辐射传给料层表面的球团，使含碳球团中的金属氧化物在高温下被还原，加热能源多采用天然气、裂化气、焦炉煤气、转炉煤气和煤制气等，能源来源十分广泛。但该工艺存在以下不足：(1)以辐射传热为主，不能有效利用对流传热，造成转底炉能量利用率低，能耗高。(2)火焰热量靠辐射传热只能到达料层表面，部分热量即使通过料层的空隙辐射也只能到达料层表面的1～2层，为保证还原效果及快速还原，只能在布料层布1～2层球团，严重制约了转底炉的处理规模。(3)由于以辐射传热为主，含碳球团迎着火焰的一面温度较高，还原比较充分，而背着火焰的一面温度较低，还原度较低，导致球团的整体还原度不均匀，制约了产品质量的提升。(4)转底炉在烧嘴燃烧过程中，必然会在喷嘴处产生强烈的气流扰动，导致炉体内粉尘和烟尘量的加大。粉尘量的增大会堵塞烧嘴，影响烧嘴的使用寿命；-同时，在热量回收利用方面，产生的烟尘和粉尘在换热器上聚集，减少了换热器的换热效率，降低了燃烧气体预热温度，进而影响燃烧温度。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种转底炉。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出一种转底炉，包括：
壳体，所述壳体形成环状炉腔；
布料炉盘，所述布料炉盘可转动地位于所述环状炉腔的下部；
驱动装置，所述驱动装置设置在所述壳体的下方且与所述布料炉盘相连，以便驱动所述布料炉盘转动；
多个隔墙，多个所述隔墙由所述壳体的顶壁向下伸出且与所述布料炉盘保持一定距离，多个所述隔墙将所述环状炉腔分割为依次相邻的进料腔室，预热腔室、还原腔室、冷却腔室和出料腔室，其中，每相邻的两个腔室的下部相连通，所述进料腔室具有进料口，所述出料腔室具有出料口；
加热装置，所述加热装置位于所述还原腔室内；
第一抽气装置，所述第一抽气装置设置在位于所述还原腔室对应的布料炉盘的下方，以便抽出还原腔室内产生的高温烟气；以及
第二抽气装置，所述第二抽气装置设置在位于所述预热腔室对应的布料炉盘的下方，以便抽出预热腔室内的低温烟气。
由此，上述转底炉具有的第一和第二抽气装置可以将还原腔室产生的高温烟气和预热腔室内的低温烟气通过物料从布料炉盘的底部抽出，使其在炉内的炉料中产生高温烟气对流传热，促进还原炉料的还原和预热，实现转底炉对辐射、对流以及传导三种传热方式的综合利用，提高了产品品质。本实用新型上述实施例的转底炉提高了转底炉的热效率、生产规模、还原效果以及产品品质，降低了转底炉的能耗与成本。
另外，根据本实用新型上述实施例的转底炉还可以具有如下附加的技术特征：
优选地，所述第一抽气装置与所述预热腔室相连通，以便将抽出的所述高温烟气通入所述预热腔室内。由此可以提高热能利用率。
优选地，所述加热装置为电加热装置。由此可有效避免烧嘴燃烧过程中在喷嘴处产生的强烈气流扰动，保证了转底炉还原气氛，提高了转底炉还原效果，降低了炉体内由于强烈气流扰动引起的粉尘和烟尘量加大，解决了普通蓄热式转底炉烧嘴堵塞和热量回收利用效果不佳等问题。
优选地，所述布料炉盘上具有多个通孔。在本实用新型的一些实施例中，所述布料炉盘采用透气材料制成。由此可以便于第一和第二抽气装置将还原腔室和预热腔室内的烟气穿过物料层从布料炉盘的底部抽出。
附图说明
图1是根据本实用新型一个实施例的转动炉的俯视图。
图2是根据本实用新型另一个实施例的转动炉的结构示意图。
图3是利用本实用新型一个实施例的转动炉冶炼金属矿方法的流程图。
具体实施方式
下面参考图1-2详细描述本实用新型实施例的转底炉。
根据本实用新型具体实施例的转底炉包括：壳体10、布料炉盘20、驱动装置30、多个隔墙40、加热装置、第一抽气装置50和第二抽气装置60。其中，壳体10形成环状炉腔；布料炉盘20可转动地位于环状炉腔11的下部；驱动装置30设置在壳体10的下方且与布料炉盘20相连，以便驱动布料炉盘转动；多个隔墙40由壳体10的顶壁向下伸出且与布料炉盘20保持一定距离，多个隔墙40将环状炉腔分割为依次相邻的进料腔室11，预热腔室12、还原腔室13、冷却腔室14和出料腔室15，其中，每相邻的两个腔室的下部相连通，进料腔室11具有进料口111，出料腔室15具有出料口151；加热装置(未示出)位于还原腔室-13内；第一抽气装置50设置在位于还原腔室13对应的布料炉盘的下方，以便抽出还原腔室13内产生的高温烟气；第二抽气装置60设置在位于预热腔室12对应的布料炉盘的下方，以便抽出预热腔室内的低温烟气。
由此，上述转底炉具有的第一和第二抽气装置可以将还原腔室产生的高温烟气和预热腔室内的低温烟气通过物料从布料炉盘的底部抽出，使其在炉内的炉料中产生高温烟气对流传热，促进还原炉料的还原和预热，实现转底炉对辐射、对流以及传导三种传热方式的综合利用，提高了产品品质。本实用新型上述实施例的转底炉提高了转底炉的热效率、生产规模、还原效果以及产品品质，降低了转底炉的能耗与成本。
根据本实用新型的具体实施例，多个隔墙40将环状炉腔分割为依次相邻的进料腔室11，预热腔室12、还原腔室13、冷却腔室14和出料腔室15五个腔室。根据本实用新型的具体示例，隔墙采用耐高温材料，隔墙40和布料炉盘20间有一定距离，由此当布料炉盘20转动时，隔墙40不至于剐蹭布料炉盘20上的物料。
根据本实用新型的具体实施例，加热装置(未示出)位于还原腔室13内。根据本实用新型的具体实施例，加热装置为电加热装置。由此还原腔室采用电加热替代传统的烧嘴，可有效避免烧嘴燃烧过程中在喷嘴处产生的强烈气流扰动，保证了转底炉还原气氛，提高了转底炉还原效果，降低了炉体内由于强烈气流扰动引起的粉尘和烟尘量加大，解决了普通蓄热式转底炉烧嘴堵塞和热量回收利用效果不佳等问题。
根据本实用新型的具体实施例，第一抽气装置设置在位于还原腔室对应的布料炉盘的下方，以便抽出还原腔室内产生的高温烟气。由此，可使高温烟气穿过物料间隙传至下层物料，实现了物料的辐射、对流和传导三种传热，使底部料层能够更多更均匀的受热，进而促进了还原腔室内物料的还原，减少与减轻了转底炉内球团整体受热不均匀的现象，提高了还原产品的品质，提高了转底炉的处理规模，有利于转底炉能耗与成本的降低。
另外，根据本实用新型的具体实施例，在还原腔室底部设置的抽气装置可使高温空气辐射热通过物料间隙传至下层物料，使底部料层能够更多更均匀的受热，即提高了传热效率，解决了转底炉由于传热不好，料层不能铺太厚的现状。因此，采用该转底炉可增加料层厚度，间接提高了转底炉的单台处理量，也提高了转底炉的生产效率，间接实现了转底炉的节能效果。
根据本实用新型的具体实施例，第一抽气装置与预热腔室相连通，以便将抽出的高温烟气通入预热腔室内。由此可以充分利用还原腔室内产生的高温烟气的显热，提高能源利用率。同时省去了额外为预热腔室提供热源，降低了生产成本。
根据本实用新型的具体实施例，第二抽气装置设置在位于预热腔室对应的布料炉盘的下方，以便抽出预热腔室内的低温烟气。由此可以可使烟气穿过物料间隙传至下层物料，实现了物料的辐射、对流和传导三种传热，使底部料层能够更多更均匀的受热，进而提高预热效果，为后续的还原反应降低能耗。
本实用新型上述实施例的转底炉通过改善传热方式，将传统的单纯依靠辐射传热优化为综合利用辐射、对流和传导三种传热方式，有效降低了转底炉能耗和运行成本。
根据本实用新型上述实施例的转底炉，在还原腔室和预热腔室的底部均设置抽气装置，并将从还原腔室抽出的高温烟气用于预热腔室内物料的加热，根据本实用新型的具体示例，进一步地将预热腔室的低温烟气抽出用于原料及生球团烘干，进而实现了转底炉高温尾气的梯级综合利用。
根据本实用新型的具体实施例，布料炉盘上具有多个通孔。由此可以便于抽气装置将还原腔室和预热腔室内的烟气抽出，提高物料的受热均匀度，提高还原和预热效率。
根据本实用新型的具体实施例，布料炉盘还可以采用透气材料制成，例如采用可透气多孔耐火材料。由此可以便于还原腔室和预热腔室底部设置的抽气装置通过布料炉盘抽出将还原腔室和预热腔室内的烟气抽出，提高物料的受热均匀度，提高还原和预热效率。进一步地便于预热腔室用于球团的预热以及用于原料以及球团的烘干，实现了转底炉高温尾气的梯级综合利用。
为了方便理解本实用新型上述实施例的转底炉，下面对转底炉的使用方法进行详细描述，具体以利用该转底炉冶炼金属矿的具体操作进行描述。
下面参考图3详细描述利用本实用新型具体实施例的转底炉进行冶炼金属矿的方法。该方法包括：将金属矿与煤和粘结剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行压球，以便得到含碳球团；启动所述驱动装置和加热装置；从所述进料口向所述布料炉盘上进行布料；随着所述驱动装置带动所述布料炉盘的转动，所述布料炉盘上的含碳球团依次经过进料腔室，预热腔室、还原腔室、冷却腔室和出料腔室，以便对金属矿进行冶炼；启动所述第一抽气装置，使所述还原腔室产生的高温烟气透过含碳球团层和布料炉盘；启动第二抽气装置，使所述预热腔室产生的低温烟气透过含碳球团层和布料炉盘。
由此，采用上述方法冶炼金属矿，可以利用转底炉具有的第一抽气装置将还原腔室产生的高温烟气抽出，使其在炉内的炉料中产生高温烟气对流传热，促进还原炉料的还原，实现转底炉对辐射、对流以及传导三种传热方式的综合利用，提高了产品品质。利用本实用新型上述实施例的转底炉冶炼金属矿的方法可显著提高了转底炉的热效率、生产规模、还原效果以及产品品质，降低了转底炉的能耗与成本。
根据本实用新型的具体实施例，将第一抽气装置抽出的高温烟气通入所述预热腔室内，以便对预热腔室对应的布料炉盘上的含碳球团进行预热处理。由此可以充分利用还原腔室内产生的高温烟气的显热，提高能源利用率。同时省去了额外为预热腔室提供热源，降低了生产成本。
根据本实用新型的具体实施例，将第二抽气装置抽出的所述低温烟对混合物料和/或布料前的含碳球团进行干燥处理。
根据本实用新型的具体实施例，第一抽气装置设置在位于还原腔室对应的布料炉盘的下方，通过启动所述第一抽气装置，使所述还原腔室产生的高温烟气透过含碳球团层和布料炉盘。由此高温烟气可穿过物料间隙传至下层物料，实现了物料的辐射、对流和传导三种传热，使底部料层能够更多更均匀的受热，进而促进了还原腔室内物料的还原，减少与减轻了转底炉内球团整体受热不均匀的现象，提高了还原产品的品质，提高了转底炉的处理规模，有利于转底炉能耗与成本的降低。
根据本实用新型的具体实施例，还原腔室内采用电加热替代传统的烧嘴，可有效避免烧嘴燃烧过程中在喷嘴处产生的强烈气流扰动，保证了转底炉还原气氛，提高了转底炉还原效果，降低了炉体内由于强烈气流扰动引起的粉尘和烟尘量加大，解决了普通蓄热式转底炉烧嘴堵塞和热量回收利用效果不佳等问题。另外，通过第一抽气装置将还原腔室内的高温烟气通过球团物料从底部抽出，由此可以降低还原反应能耗。-
另外，使所述还原腔室产生的高温烟气的辐射热通过物料间隙传至下层物料，使底部料层能够更多更均匀的受热，即提高了传热效率，解决了转底炉由于传热不好，料层不能铺太厚的现状。根据本实用新型的具体实施例，通过上述方法冶炼金属矿，布料厚度可以为2-5层或者布料厚度为20-100mm。优选30-60mm。因此，采用该转底炉可增加料层厚度，间接提高了转底炉的单台处理量，也提高了转底炉的生产效率，间接实现了转底炉的节能效果。
根据本实用新型的具体实施例，利用上述转底炉冶炼金属矿的方法可适于冶炼的金属矿为铁矿、冶金渣、赤泥、粉尘、红土镍矿等中的至少一种。
本实用新型上述实施例的转底炉和利用该转底炉冶炼金属矿的方法，从改变普通转底炉采用天然气、裂化气、焦炉煤气、转炉煤气和煤制气等能源入手，将还原腔室采用电加热技术，保证了转底炉的还原气氛，提高了转底炉的还原效果，避免了转底炉炉内粉尘的产生，解决了蓄热式烧嘴的堵塞问题，还可提高炉子的热量回收利用；同时配合改进转底炉布料炉盘结构和转底炉烟气分配技术，将转底炉布料炉盘材料改为可透气多孔耐火材料，同时在还原腔室和预热腔室对应的布料炉盘下方布置抽气装置。当转底炉运行时，抽气装置将还原腔室产生的高温烟气抽出，使其在炉内的炉料中产生高温烟气对流传热，促进还原炉料的还原，实现转底炉对辐射、对流以及传导三种传热方式的综合利用，提高了产品品质。抽出的高温烟气用于预热腔室内物料的加热，而预热后的烟气从预热腔室抽出的还可以进一步用于原料及生球团的烘干，实现了高温尾气的梯级综合利用。
本实用新型上述实施例的转底炉和利用该转底炉冶炼金属矿的方法提高了转底炉的热效率、生产规模、还原效果以及产品品质，避免了蓄热式烧嘴的堵塞，提高了炉子的热量回收利用，降低了转底炉的能耗与成本。
实施例1
选铁矿石，全铁含量41.23％。按照铁矿石：煤：粘结剂＝100：29：9的比例配料，混合均匀后，用对辊式高压压球机造块，将干燥后的含碳球团通过布料装置布入转底炉，料层厚度为40-50mm。含碳球团依次经过转底炉的进料腔室、预热腔室、还原腔室、冷却腔室和出料腔室，最后从排料口排出。还原温度1300℃，还原时间55min。设置在还原腔室炉底的抽气装置将还原腔室的高温烟气通过炉底的透气材料抽出，再通入用于预热腔室用于球团的预热。设置在预热腔室炉底的抽气装置将预热腔室的烟气通过炉底的透气材料抽出，用于原料以及球团的烘干。转底炉热效率47.4％。所得金属化球团的金属化率为95.32％。金属化球团经水冷后进行两段磨矿，两段磨矿浓度均为68％，一段磨矿细度-0.074mm占76.16％，二段磨矿细度-0.043mm占78.34％；然后进行两段磁选作业，两段磁场强度均为1400Oe。得到金属铁粉的铁品位为93.43％，铁回收率为92.09％；金属铁粉的SiO2≤4.5％；0.06≥P＞0.04；0.025≥S＞0.02；五害元素(As、Sn、Sb、Pb、Bi)各≤0.002；Cu≤0.01，各杂质含量都符合炼钢用还原铁H92标准。
实施例2
某镍品位1.48％的红土镍矿，全铁含量22.48％。按红土镍矿：煤：添加剂＝100：13：11的比例配料，混合均匀后，用对辊式高压压球机造块，将干燥后的含碳球团通过布料装置布入转底炉，料层厚度为30-40mm。含碳球团依次经过转底炉的进料腔室、预热腔室、还原腔室、冷却腔室和出料腔室，最后从排料口排出。还原温度1200℃，还原时间45min。设置在还原腔室炉底的抽气装置将还原腔室的高温烟气通过炉底的透气材料抽出，再通入用于预热腔室用于球团的预热。设置在预热腔室炉底的抽气装置将预热腔室的烟气通过炉底的透气材料抽出，用于原料以及球团的烘干。转底炉热效率49.1％。得到镍铁粉的镍品位为7.2％，镍回收率89.5％。
实施例3
某赤泥，铁含量36.72％。按赤泥：煤：添加剂＝100：24：10的比例配料，混合均匀后，采用圆盘造球机造球，将干燥后的含碳球团通过布料装置布入转底炉，料层厚度为40-60mm。含碳球团依次经过转底炉的进料腔室、预热腔室、还原腔室、冷却腔室和出料腔室，最后从排料口排出。还原温度1250℃，还原时间30min。设置在还原腔室炉底的抽气装置将还原腔室的高温烟气通过炉底的透气材料抽出，再通入用于预热腔室用于球团的预热。设置在预热腔室炉底的抽气装置将预热腔室的烟气通过炉底的透气材料抽出，用于原料以及球团的烘干。转底炉热效率48.2％。得到铁粉的铁品位为91.64％，铁回收率86.79％。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种转底炉，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体形成环状炉腔；
布料炉盘，所述布料炉盘可转动地位于所述环状炉腔的下部；
驱动装置，所述驱动装置设置在所述壳体的下方且与所述布料炉盘相连，以便驱动所述布料炉盘转动；
多个隔墙，多个所述隔墙由所述壳体的顶壁向下伸出且与所述布料炉盘保持一定距离，多个所述隔墙将所述环状炉腔分割为依次相邻的进料腔室，预热腔室、还原腔室、冷却腔室和出料腔室，其中，每相邻的两个腔室的下部相连通，所述进料腔室具有进料口，所述出料腔室具有出料口；
加热装置，所述加热装置位于所述还原腔室内；
第一抽气装置，所述第一抽气装置设置在位于所述还原腔室对应的布料炉盘的下方；以及
第二抽气装置，所述第二抽气装置设置在位于所述预热腔室对应的布料炉盘的下方。
2.根据权利要求1所述的转底炉，其特征在于，所述第一抽气装置与所述预热腔室相连通。
3.根据权利要求1所述的转底炉，其特征在于，所述加热装置为电加热装置。
4.根据权利要求1所述的转底炉，其特征在于，所述布料炉盘上具有多个通孔。
5.根据权利要求1所述的转底炉，其特征在于，所述布料炉盘采用透气材料制成。
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