CN213060920U - 一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构及冶炼装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冶炼技术领域，特别涉及一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，包括煤粉管和煤粉熔剂混合管、并线管，煤粉管和煤粉熔剂混合管的端部分别设有喷枪，并线管连接煤粉管和煤粉熔剂混合管，并线管和煤粉熔剂混合管分别设有开关阀组件。还提供一种包括冶炼装置，冶炼装置包括冶炼炉，喷枪伸入冶炼炉，冶炼炉连接有至少两个输送机构。本实用新型便于将煤粉熔剂和煤粉在送入冶炼炉时与热矿粉混合，提高冶炼效率，在并线管出现故障或并线管上的阀件出现故障或在冶炼过程中有其他工艺需求时，通过煤粉熔剂混合管向冶炼炉内供料，保证冶炼正常进行，通过手动阀件关闭，方便进行检修或更换，使用更加方便，有效的解决了现有技术中存在的问题。

Description

一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构及冶炼装置

技术领域

本实用新型涉及冶炼技术领域，特别涉及一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构及冶炼装置。

背景技术

在通过熔融还原冶炼工艺进行冶炼时，直接使用煤粉和铁矿进行熔炼，生产出高品质的洁净铁水，相比于高炉炼铁技术省去煤炭焦化、铁矿烧结等污染严重工序，具有超低排放的环保优势及低成本投资的效益优势，为钢铁行业转型升级提供了新思路，具备大规模推广条件。

熔融还原工艺利用氮气作为载气，将热矿、煤粉、熔剂管线在进入固体料喷枪前混合后，再经固体混合喷枪喷入炉内铁水熔池。热矿、煤粉、熔剂在入炉前的提前混合可高效利用热矿的温度对煤粉和熔剂进行预热，改善了煤粉、熔剂进入熔池后的反应热力学条件，同时优化熔池的搅拌作用，改善熔池各项物理化学反应的动力学条件，加快各项反应的进程，提高冶炼效率。

目前现有的熔融还原工艺中，设置4条煤粉输送管线，分别连接4支固体料喷枪，其中2条输送管线在熔剂并入后与热矿粉在入炉前进行混合后通过混合喷枪喷入炉中，另外2支输送管线直接与固体料喷枪相连。在实际生产中为了满足不同的工艺需求，有时需要将2支单独煤粉输送管线并入到混合喷枪中，与热矿一起喷入炉中，以保障HIsmelt工艺的高效、稳定生产，为了达到这样的目的，需要一种稳定输送并线装置实现2支煤线的并入。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构及冶炼装置，包括煤粉管和煤粉熔剂混合管，所述煤粉管和所述煤粉熔剂混合管的端部分别设有喷枪，所述机构还包括并线管，所述并线管连接所述煤粉管和所述煤粉熔剂混合管，所述并线管和所述煤粉熔剂混合管分别设有开关阀组件，所述煤粉熔剂混合管上的开关阀组件设置于所述并线管朝向所述喷枪的一侧。

进一步的，所述开关阀组件包括：阀体，具有内腔；气动球阀件，包括设置于所述阀体的内腔的气动球阀阀芯、与所述气动球阀阀芯相连的阀杆、与所述阀杆相连的气动执行器；手动阀件，包括设置于所述阀体内的手动阀芯、与所述手动阀芯相连的手动阀杆。

进一步的，所述手动阀芯与所述气动球阀阀芯之间的距离大于等于5cm且小于等于10cm。

或者，所述开关阀组件包括分体的手动阀和气动阀。

进一步的，所述并线管设有两个开关阀组件，两所述开关阀件之间的所述并线管连接有放散管，所述放散管设有放散阀。

进一步的，所述放散阀为电动球阀。

进一步的，所述放散管为无缝钢管。

进一步的，所述煤粉管、所述煤粉熔剂混合管、所述并线管均为陶瓷内衬复合钢管。

进一步的，所述陶瓷内衬复合钢管由内至外包括钢玉陶瓷层、过渡层、耐磨钢层。

本实用新型还提供了一种冶炼装置，包括上述任意一种输送机构，所述冶炼装置还包括冶炼炉，所述喷枪伸入所述冶炼炉内，且所述冶炼炉连接有至少两个所述输送机构。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供了一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构及冶炼装置，能够便于将煤粉熔剂和煤粉在送入冶炼炉之前与热矿粉混合，提高冶炼效率，还可在并线管路出现故障或者并线管上的阀件出现故障或者在冶炼过程中有其他工艺需求时，通过煤粉熔剂混合管直接向冶炼炉内供料，保证冶炼正常进行，同时通过手动阀件关闭，可方便进行检修或更换，使用更加的方便，有效的解决了现有技术中存在的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一实施例中冶炼装置的结构示意图。

图2为图1所示实施例中陶瓷内衬复合钢管的断面结构示意图。

图3为图1所示实施例中开关阀组件的结构示意图。

其中：其中：1、煤粉管；2、煤粉熔剂混合管；3、喷枪；4、并线管；5、开关阀组件；501、阀体；5011、气动球阀阀体；5012、手动切断阀阀体；5013、中间阀体；502、气动球阀阀芯；503、阀杆；504、气动执行器；505、手动阀芯；506、手动阀杆；6、放散管；7、放散阀；8、钢玉陶瓷层；9、过渡层；10、耐磨钢层；11、冶炼炉；12、气动球阀中体；13、手动切断阀中体；14、气动球阀阀座；15、手动切断阀阀座；16、中间阀座；17、弹簧。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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。

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。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过度结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。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。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须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。

在本实用新型中，如图1-3中所示，提供了一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，包括煤粉管1和煤粉熔剂混合管2，所述煤粉管1和所述煤粉熔剂混合管2的端部分别设有喷枪3，所述机构还包括并线管4，所述并线管4连接所述煤粉管1和所述煤粉熔剂混合管2，所述并线管4和所述煤粉熔剂混合管2分别设有开关阀组件5，所述煤粉熔剂混合管2上的开关阀组件5设置于所述并线管4朝向所述喷枪3的一侧。

本实用新型的输送机构在使用时，向煤粉管1内通入煤粉，向煤粉熔剂混合管2内通入煤粉及熔剂，可以将煤粉熔剂混合管2的开关阀组件5关闭，并将并线管4上的开关阀组件5打开，此时，可以将煤粉熔剂混合管2内的物料通过并线管4并入煤粉管1内，与煤粉管相连的喷枪处通入热矿粉，煤粉与熔剂在煤粉管1内混合后在喷枪处与热矿粉进行混合，进一步的改善煤粉、熔剂进入熔池后的反应热力学条件，提高反应效率。在并线管4上开关阀组件5出现故障或者并线管4出现堵塞时，或者冶炼炉内碳含量不足时，可将煤粉熔剂混合管2上的开关阀组件5打开，煤粉熔剂混合管直接向冶炼炉供送物料，以对并线管4上的开关阀组件5、并线管4进行检修更换。

进一步的优化之处在于，所述开关阀组件5包括：阀体501，具有内腔；气动球阀件，包括设置于所述阀体501的内腔的气动球阀阀芯502、与所述气动球阀阀芯502相连的阀杆503、与所述阀杆503相连的气动执行器504；手动阀件，包括设置于所述阀体501内的手动阀芯505、与所述手动阀芯505相连的手动阀杆506。由此在需要管路正常控制工作时，可通过收到阀杆503将手动阀芯505转动至连通状态，然后能够方便的通过气动执行器504控制并线管的连通与关闭，从而可以选择煤粉熔剂是否需要通过并线管4进入煤粉管1内，在气动执行器504和/或气动球阀阀芯502出现故障时，可手动关闭手动阀件，此时可以方便的检修、更换。其中，手动阀件设置于管路的进料侧。例如，在煤粉熔剂混合管2上，手动阀件设置于远离喷枪3的一侧。

而且，图示的实施例中，通过将手动球阀件与气动球阀件结合成一体，便于安装，还可便于控制气动球阀阀芯502与手动阀芯505之间的间距，以在开关阀组件5关闭时，防止此间距过大导致的物料集聚过多、不易被吹动的问题。优选的，所述手动阀芯505与所述气动球阀阀芯502之间的距离大于等于5cm且小于等于10cm。

对于图示的实施例中，开关阀组件5的结构，进一步的具体的说，所述阀体501为横向的圆柱结构，阀体501沿其长度方向分为气动球阀阀体5011、手动切断阀阀体5012、中间阀体5013，如图所示，气动球阀阀体5011位于球阀右侧，设有阀的出口，出口为法兰接头。手动切断阀阀体5012位于切断阀左侧，设有阀的进口，进口为法兰接头。中间阀体5013位于气动球阀和手动切断阀中间，用于连接用于连接两者。阀体501采用不锈钢材质，结构简单可靠，能够保护内部陶瓷部件免受损坏。

阀体501之间通过中体连接，中体分为气动球阀中体12和手动切断阀中体13。气动球阀中体12位于气动球阀阀芯502下方，用于将气动球阀阀体5011和中间阀体5013牢固的连接在一起，手动切断阀中体13位于手动阀芯505下方，用于将手动切断阀阀体5012和中间阀体5013牢固的连接在一起。中体内表面可以设置中体套，采用陶瓷材质，中体套表面设有与阀芯的底部弧度相同的凹形结构，大大提高了阀门密封性。

阀体501的内表面设有直接与阀芯接触的阀座，所述阀座分为气动球阀阀座14、手动切断阀阀座15、中间阀座16。气动球阀阀座14位于气动球阀阀体5011内部，采用陶瓷材质，阀座的内侧面与阀芯的上下端面能够完美的相贴合，保证良好的密封性能。手动切断阀阀座15位于手动切断阀阀体5012内部，采用陶瓷材质，阀座的内侧面与阀芯的上下端面能够完美的相贴合，保证良好的密封性能。中间阀座16位于中间阀体5013内部，采用陶瓷材质，中间阀座16的内侧面与气动球阀阀芯502和手动切断阀阀芯的上下端面能够完美的相贴合，保证良好的密封性能。

阀芯均为中间为空心结构的球形，采用Zr02陶瓷材质，使用先进研磨设备及工艺制造，球圆度精度高，表面质量好，与对应阀座对研后，利用Zr02陶瓷的自滑润性，可取得很好的密封性能。

阀体501的两端分别设有法兰套，两个法兰套分别位于气动球阀阀体5011内部右侧和手动切断阀阀体5012内部左侧，采用陶瓷材质，减小煤粉对阀体501的磨损，延长球阀使用寿命。

为了提高使用稳定性，还在阀体501内设置了弹簧17，弹簧17分为气动球阀弹簧17和手动切断阀弹簧17，设置两组，分别位于气动球阀阀座14及手动切断阀阀座15上部，当组合阀受到外力冲击时，硬性弹簧17能够对组合阀受到的冲击力进行有效缓冲，从而极大的保护了组合不被损坏，延长使用寿命。

气动执行器504采用JLAT系列气动执行器504，其结构简单，输出推力大，并且动作平稳可靠，能够为气动球阀提供稳定的控制动力。

气动球阀阀杆503采用不锈钢材质，用于连接气动球阀阀芯502和气动装置，将气动装置提供的动力传输到阀芯上，根据实际生产的需要带动阀芯的转动，控制球阀开或者关。手动切断阀阀杆503采用不锈钢材质，用于连接手动切断阀阀芯和手柄，将手柄提供的动力传输到阀芯上，根据实际生产的需要带动阀芯的转动，控制手动切断阀的开或者关。

对于开关阀组件5的结构形式，在可替换的实施例中，也可如此的设置，所述开关阀组件5包括分体的手动阀和气动阀。

在图示的实施例中，进一步的具体的说，所述并线管4设有两个开关阀组件5，两所述开关阀件之间的所述并线管4连接有放散管6，所述放散管6设有放散阀7。如图所示，通过在并线管4设置了两个开关阀组件5，两个开关阀组件5的两个手动阀件部分分别位于并线管4的两端的方向，可以在并线管4或并线管4上的开关阀组件5需要检修或更换时，可以将并线管4上的两个手动阀件部分关闭，此时可以使得并线管4上两个手动阀件之间的部分的管路关闭，可以通过放散管6将并线管4内的物料放出，同时方便对并线管4上的气动球阀件进行检修、更换。

进一步的具体的说，所述放散阀7为电动球阀。

进一步的具体的说，所述放散管6为无缝钢管。

为了提高使用稳定性，进一步的具体的说，所述煤粉管1和所述煤粉熔剂混合管2、并线管均为陶瓷内衬复合钢管。

对于陶瓷内衬复合钢管的结构，进一步的具体的说，所述陶瓷内衬复合钢管由内至外包括钢玉陶瓷层8、过渡层9、耐磨钢层10。

其中，所述陶瓷内衬复合钢管采用现有的自蔓延高温离心合成法制造，具有从内到外分别由钢玉陶瓷层8、过渡层9、耐磨钢层10三层组成。具体的说，内衬采用刚玉陶瓷材料，在2200℃以上高温由含量大于90％的三氧化二铝陶瓷材料制成，厚度为5-15mm，具有较高的硬度和耐磨性，能够大大延长管道使用寿命，且刚玉陶瓷层内表面光滑、永不锈蚀，其煤粉在其内输送阻力小，能够降低载气的用量，降低运行费用。外壳采用高强度耐磨钢，厚度为4-10mm，具有有较高的强度、硬度韧性和耐磨性，能够提高管道使用寿命。过渡层9为离心过程中产生，在自蔓延高温离心合成反应的瞬间高温下，耐磨钢层10内壁发生熔化，从而与过渡层9金属形成冶金结合。另外，过渡层9一部分会延伸嵌入到内衬陶瓷层中，形成镶嵌结构，这种镶嵌结构相交于耐磨钢层10和内衬陶瓷之间可以显著提高两者的结合性能，增加外壳与内衬连接的牢固性。充分发挥了钢管强度高、韧性好、耐冲击、焊接性能好以及刚玉瓷高硬度、高耐磨、耐蚀、耐热性好，克服了钢管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韧性差的特点，复合管具有良好的耐磨、耐热、耐蚀及抗机械冲击与热冲击、可焊性好等综合性能。

本实用新型还提供了一种冶炼装置，包括上述任意一种输送机构，如图所示，所述冶炼装置还包括冶炼炉11，所述喷枪3伸入所述冶炼炉11内，且所述冶炼炉11连接有至少两个所述输送机构。如图所示，通过设置了两组输送机构，两组输送机构分别的设置于冶炼炉11的两侧，以在其中一个输送机构出现故障时，可以向冶炼炉11内能够稳定的供料。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，包括煤粉管和煤粉熔剂混合管，所述煤粉管和所述煤粉熔剂混合管的端部分别设有喷枪，所述机构还包括并线管，所述并线管连接所述煤粉管和所述煤粉熔剂混合管，所述并线管和所述煤粉熔剂混合管分别设有开关阀组件，所述煤粉熔剂混合管上的开关阀组件设置于所述并线管朝向所述喷枪的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，所述开关阀组件包括：

阀体，具有内腔；

气动球阀件，包括设置于所述阀体的内腔的气动球阀阀芯、与所述气动球阀阀芯相连的阀杆、与所述阀杆相连的气动执行器；

手动阀件，包括设置于所述阀体内的手动阀芯、与所述手动阀芯相连的手动阀杆。

3.根据权利要求2所述的一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，所述手动阀芯与所述气动球阀阀芯之间的距离大于等于5cm且小于等于10cm。

4.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，所述开关阀组件包括分体的手动阀和气动阀。

5.根据权利要求2或4所述的一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，所述并线管设有两个开关阀组件，两所述开关阀组件之间的所述并线管连接有放散管，所述放散管设有放散阀。

6.根据权利要求5所述的一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，所述放散阀为电动球阀。

7.根据权利要求5所述的一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，所述放散管为无缝钢管。

8.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，所述煤粉管、所述煤粉熔剂混合管和所述并线管均为陶瓷内衬复合钢管。

9.根据权利要求8所述的一种熔融还原工艺还原剂稳定输送机构，其特征在于，所述陶瓷内衬复合钢管由内至外包括钢玉陶瓷层、过渡层、耐磨钢层。

10.一种冶炼装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的输送机构，所述冶炼装置还包括冶炼炉，所述喷枪伸入所述冶炼炉内，且所述冶炼炉连接有至少两个所述输送机构。

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