CN205228127U - 一种用于冶炼的隧道窑 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于冶金设备技术领域，适用于炼铁工艺的隧道窑设备，包括窑体、穿过窑体的轨道、和设置在轨道上的窑车，该隧道窑沿窑体长度方向包括干燥段、预热段和焙烧段，干燥段的工作温度为常温~80℃，预热段的工作温度为80~600℃，焙烧段的工作温度为600~1500℃。用该设备将炉料坯块干燥、预热和焙烧，以满足熔炼需要，耗能低，环境友好。

Description

一种用于冶炼的隧道窑

技术领域

本实用新型涉及一种冶金设备，尤其是一种用于冶金炉料块前处理的隧道窑。

背景技术

目前，传统的隧道窑对密封要求不严，特别在窑车进、出隧道窑的时间阶段，隧道窑是全部敞开的，隧道窑加工的产品都要进行冷却才能出窑，而且设置有极为复杂的风道（或火道），由此现有隧道窑存在的主要问题是能耗高、成本高，同时现有的隧道窑需要设置冷却带，单窑的生产能力低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于冶炼的隧道窑，用该设备将炉料坯块干燥、预热和焙烧便于后续金属的熔炼，实现节能减排，同时提高生产效率。

本实用新型提供了一种用于冶炼的隧道窑，包括窑体、设置在窑内的轨道、以及设置在轨道上的窑车，其特征在于：该隧道窑沿窑体长度方向包括干燥段、预热段和焙烧段，所述焙烧段的侧壁设有开口，与熔炼炉连通，用于将焙烧的炉料卸入熔炼炉。窑体的形状为直线型或曲线形，相应的轨道也为直线型或曲线形。

进一步的是，在隧道窑的干燥段设置有哈风口，该哈风口与引风机相连，引风机进行拉风，使隧道窑内的炉气从窑尾向窑头流动，并实现窑内为负压环境。负压操作能有效的防止炉气的跑、冒现象，便于废气污染处理、环境友好；负压操作，安全性好；负压操作还便于窑体和设备维修。负压操作即控制窑内压力低于大气压，例如根据情况可将窑内外的压差控制在10-2000Pa。

所述隧道窑的窑头还设有密封装置，该密封装置包括相对平行设置的两道密封门，实现窑内操作的全程全天候密封，因此更易实现对窑内气氛的控制。密封段的温度为常温。

隧道窑设置有与动力机构相连的活动车底，作为窑头密封装置的组成部分，并用于将窑车推进窑内。动力机构选自液压顶、步进机等类似装置。

焙烧段的侧壁设有开口，与熔炼炉连通，用于将焙烧的炉料直接卸入熔炼炉；从而能够全部利用冶炼炉高温炉气的显热，熔炼炉不再需要余热发电和其他余热利用系统。

为了使得进入干燥、预热和焙烧隧道窑的含CO炉气充分燃烧，在干燥、预热和焙烧隧道窑的焙烧段设置了二次风喷吹系统。吹入的二次风使熔炼炉的含有一定浓度CO的炉气在窑内完全燃烧，实现窑内为氧化气氛。在焙烧过程中，炉内虽然处于氧化气氛，但是，炉料块内部却始终保持强烈的还原气氛，使得炉料中的金属氧化物，例如铁的氧化物价位降低和少量的金属铁被还原出来（被固定在炉料块中），为熔炼炉的还原冶炼当了先行。理想的还原程度，金属化率可接近100%，使得炉料的冶炼性能极佳。

在所述焙烧段的侧壁的前述开口的相对位置安装有高温卸料装置，当炉料达到预定位置时，不经冷却，即通过高温卸料装置将其卸入冶炼炉中。

所述隧道窑的尾部还设有窑车的冷却段，该冷却段与焙烧段通过窑尾密封装置隔断，而不设坯块的冷却段。窑车冷却可通过自然冷却或在隧道窑的尾部强制冷却系统实现冷却。炉料经干燥、预热和焙烧后直接入熔炼炉，有效利用了炉料本身的显热，不要将炉料冷却后再入炉，没有这个过程的热损失。现有技术一般都需要在烧成后对坯块进行冷却，本实用新型不设冷却段，能够大幅减少能耗。

由于窑头、窑尾均设置密封装置，窑道始终处于严格的密封状态，这不同于任何隧道窑。

根据隧道窑的热工过程，炉料块在干燥段的温度为常温~80℃，在预热段的温度为80~600℃，在焙烧段的温度为600~1200℃。

所述隧道窑内设置有加热管道，该加热管道利用窑内的炉气热量与通过所述管道通入的气体进行热交换，经热交换后被加热的气体用于熔炼炉的喷吹。经热交换后隧道窑排放的废气温度为30～70℃，系统的热损失很小，且对环境基本上不产生热污染。

所述窑体的窑头部分为钢结构，其余部分的墙体为耐火砖砌筑，窑的中间部分和窑车冷却段的窑顶为陶瓷纤维棉吊顶，焙烧段的窑顶为耐火砖砌筑。在窑体的下部设有砂封沟，窑车上设有与砂封沟匹配的砂封刀。

窑体长度为50~150米，窑体的宽度为2~12米，窑体的高度为1~7米。

本实用新型的隧道窑适用于多种金属原料的预处理，优选铁的氧化物。冶炼的铁的氧化物可以使用含铁品位大于55%（质量百分比）的铁精粉，其配加一定的燃料、添加剂形成炉料块，燃料可选择例如焦炭、烟煤、无烟煤。炉料的温度达到500℃以上时发生自燃，产生大量的热量，用以提高炉料本身的温度和补充预热、干燥所需热量。自燃时间越长，还原反应越充分，环境温度越高（炉料所处的环境），自燃的趋势越强。

本实用新型中的干燥、预热和焙烧步骤，使用隧道窑来完成。窑车装载炉料块进入隧道窑，在隧道窑内完成干燥、预热和焙烧后，将炉料块卸到熔炼炉。具体来说：

干燥：干燥的目的是去除炉料块中的重力水，温度范围为低于80℃。

预热：预热的目的是提高炉料块的温度，并去除物料中的毛细水和结晶水。温度范围为80～600℃。通过干燥，炉料块已经形成表面强度，预热步骤的操作比较容易。

焙烧：焙烧的主要目的是更进一步提高炉料块的温度，焙烧的温度范围为600～1200℃。焙烧过程是炉料块自燃和炉料块被炙热炉气加热的过程，随着温度越来越高，燃烧的趋势越来越强；随着自燃的时间越来越长，燃烧也越来越旺。

炉料块的自燃，为本实用新型中炉料的一次燃烧，一次燃烧产生一定的热量，同时会有少量的铁的氧化物被还原。这个还原可能是使铁的价位降低，或是少量的金属铁被还原出来，但是被固化在炉料块中。

焙烧是在高温条件下进行，炉料块中储备大量的碳，无论是氧气还是二氧化碳气体扩散进入炉料块，都将发生燃烧和产生一氧化碳还原气体来还原铁的氧化物。

上述在隧道窑中完成的干燥、预热和焙烧步骤中，炉料块之间不产生相对运动，几乎不产生粉尘，从而减少了废气（排出的炉气）处理的负荷，环境友好。预热、焙烧可采用炉料块自燃进行加热。炙热的炉料块被卸入熔炼炉，大大地减少了熔炼炉的热负荷，使熔炼炉的熔炼变得轻松，从而提高了熔炼炉的产能。

本实用新型在炉料制备步骤之后，依次进行干燥、预热和焙烧步骤，这是非常重要和很好的热工过程。干燥、预热和焙烧主要是利用熔炼炉产生的炉气的余热，利用余热直接加热炉料，熔炼炉不再需要附加其他余热利用系统和设备；炉料块在干燥、预热和焙烧过程中，不产生粉尘，环境非常友好。

附图说明

图1是本实用新型的隧道窑的结构示意图。

图2是本实用新型的隧道窑热工曲线图。

图中，1.液压顶，2.窑头密封装置，3.引风机，4.哈风口，5.砂封沟，6.窑车，7.炉料块，8.二次风机，9.窑壁开口，10.高温卸料装置，11.窑尾密封墙。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

如图1、2所示，一种用于冶炼，特别是炉料块预处理的隧道窑，该隧道窑的结构包含呈直线形的隧道窑窑室，在隧道窑窑室的两侧和顶部设有固定的窑壁和窑顶，构成隧道窑窑体；在隧道窑窑室的底部设有窑车行走轨道，装载有炉料块7的多辆窑车6在窑车行走轨道上运行；窑体长度为50米~150米，根据熔炼炉的工艺要求，隧道窑中炉料块的温度区间为0~1200℃，大致分为5段：A、密封段（常温）；B、坯块干燥段，工作温度为常温~80℃；C、预热段，工作温度为80~600℃；D、焙烧段，工作温度600~1200℃；E、窑车冷却段，各段的长度可根据炉内温度分布控制以及加热时间控制而定。

窑车6装载着炉料炉料块7进入隧道窑，从隧道窑的窑头向窑尾运动，在隧道窑的窑头干燥段设有哈风口4，该哈风口4与窑外的引风机3相连，引风机也可设置在窑头部位，还可设置有除尘装置（未示出），对废气进行除尘处理，环境友好。引风机3进行拉风，使隧道窑内的炉气从窑尾向窑头流动，优选实现窑内为负压环境。隧道窑内的炉气以对流传热的方式，对炉料块进行干燥、预热和焙烧，炉料块升温至500～550℃时点火自燃，出窑时炉料块的温度达到例如1000～1200℃。

隧道窑的窑头和窑尾分别安装了密封装置，窑头密封装置2为相对设置的两道密封门，通过液压顶或步进机等推进设备实现窑车的连续进料，保持炉内的气氛波动小。在隧道窑窑体的下部设有砂封沟5，窑车6上设有与砂封沟5匹配的砂封刀，进一步实现窑内密封。

在隧道窑的焙烧段侧壁设有窑壁开口9，与熔炼炉的下料烟道连通，并设有高温卸料装置10，用于将焙烧的炉料通过窑壁开口9直接卸入熔炼炉。本隧道窑不设炉料的冷却段，但设有窑车的冷却区域，该冷却区域与焙烧段通过窑尾密封墙11隔断，密封墙11的下端与窑车6间隔15-20mm，便于窑车卸料后进入窑车的冷却区域，同时在卸料操作过程中，上述间隔被卸料时的料渣填充，如此保证了隧道窑窑内与窑外的良好热隔绝。上述隧道窑的结构设置使炉料块得以在隧道窑中完成干燥、预热和焙烧步骤，并通过高温卸料装置10直接卸到熔炼炉的下料烟道，熔炼炉产生的含一氧化碳气体的炉气通过该窑壁开口9进入隧道窑，即窑壁开口9同时充当了高温含一氧化碳炉气的入口，在引风机3的作用下炉气从窑尾向窑头流动，通过二次风机8引入二次风使炉气中的一氧化碳进行完全燃烧，如此实现隧道窑内的氧化气氛。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本方案的方法及其核心思想。应当指出，在不脱离本方案原理的前提下，还可以对本方案进行若干改进，这些改进也同样落入本方案权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于冶炼的隧道窑，包括窑体、窑体底部的轨道和设置在轨道上的窑车，其特征在于：该隧道窑沿窑体长度方向包括干燥段、预热段和焙烧段，所述焙烧段的侧壁设有开口，与熔炼炉连通，用于将焙烧的炉料卸入熔炼炉。

2.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：在隧道窑的干燥段设置有哈风口，该哈风口与引风机相连，实现窑内为负压环境。

3.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：所述隧道窑的窑头还设有密封装置，该密封装置包括相对平行设置的两道密封门。

4.根据权利要求3所述的隧道窑，其特征在于：所述隧道窑设置有与动力机构相连的活动车底，作为窑头密封装置的组成部分，并用于将窑车推进窑内。

5.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：窑体内设置有二次风口，吹入的二次风使窑室内的炉气中的一氧化碳气体完全燃烧。

6.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：在所述焙烧段的开口相对位置安装有高温卸料装置，当炉料达到预定位置时，该高温卸料装置将炉料卸入熔炼炉中。

7.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：所述隧道窑的尾部还设有窑车的冷却段，该冷却段与焙烧段通过窑尾密封装置隔断。

8.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：所述隧道窑内设置有加热管道，该加热管道输出的气体用于熔炼炉的喷吹。

9.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：炉料在干燥段的温度为常温~80℃，在预热段的温度为80~600℃，在焙烧段的温度为600~1200℃。

10.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：窑头部分为钢结构，其余部分的墙体为耐火砖砌筑，窑的中间部分和窑车冷却段的窑顶为陶瓷纤维棉吊顶，焙烧段的窑顶为耐火砖砌筑，在窑体的下部设有砂封沟，窑车上设有与砂封沟匹配的砂封刀。