CN218842230U - 一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，属于炼钢的技术领域。所述装置包括转炉、除尘器和反应装置；转炉的顶盖连通有连接管道，连接管道上设置有除尘管道和加料管道；除尘管道的一端与连接管道相连通，除尘管道的另一端与除尘器的一侧相连通；加料管道的一端与连接管道相连通，加料管道的另一端与反应装置相连通；除尘器的顶盖设置有进气管道和烟气管道；进气管道的一端与除尘器的顶部相连通，进气管道的另一端与反应装置的底部相连通；烟气管道的一端与反应装置的顶部相连通，烟气管道的另一端与除尘器的另一侧相连通。本实用新型充分利用了转炉高温烟气，进行逆流交换反应，减少了热损失，有效替代部分废钢生产，降低生产成本。

Description

一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置

技术领域

本实用新型属于炼钢的技术领域，涉及一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置。

背景技术

目前，直接还原铁生产方法有气基和煤基两种工艺，气基还原以Miderx和HYL工艺为代表，使用一定比例的CO和H₂的混合气作为还原气体通入反应装置与炉料逆向运动，发生直接还原反应。

国内由于天然气等燃气资源的短缺，通常采用化石燃料和碳质还原剂或者以煤制气进行直接还原，在这过程中，存在着煤资源消耗量过大，利用效率低，环境污染严重等问题。

而转炉炼钢过程中会产生大量的高温烟气，高温烟气通过除尘分离得到转炉煤气，煤气中一氧化碳含量约为60-80％，二氧化碳15-20％，以及氮、氢和微量氧，利用价值较高。

现有技术中，通常会将产生的高温烟气引入水冷换热设备，将转炉烟气冷却后存储，该方式虽然能较好地利用转炉烟气，但该过程存在着换热效率低，能量浪费严重等问题；或者是将转炉烟气用于变换氢气的利用效率低的技术问题，或者是将转炉烟气用于还原球团的装置结构复杂，操作难度大等问题；故而以往高温烟气热量利用效率低，直接还原铁生产成本高，环境污染大的问题。

中国专利CN115141903A公开了气基竖炉直接还原方法，虽然也是直接还原铁的装置，但是其利用的是竖炉自产净化煤气、原料气一、原料气二，并没有利用转炉烟气，针对的也不是冷固球团，直接还原铁也不能直接进入转炉炼钢进行炼钢生产。

中国专利CN114686633A公开了利用直接还原铁炉顶煤气预热变换氢气的方法，显然利用了还原铁炉顶煤气，但是需要将其转换为氢气，直接还原铁的装置利用也是在竖炉中进行，也不能直接利用转炉煤气和直接还原铁进入转炉中参与炼铁反应降低生产成本。

中国专利CN107236841A公开了一种使用转炉烟气余热加热废钢的加热装置及加热方法，其中的废钢加热仓、废钢储料仓和废钢保温仓的位置关系和其他部件的连接关系显然并不能够实现转炉烟气充分利用于冷固球团的还原技术领域，会出现废钢料和渣料一起进入转炉中参与炼钢过程，成品率不高。

中国专利CN108277315A公开了一种利用转炉烟气还原球团替代废钢的装置及方法，其中虽然有转炉烟气将球团的还原和金属化球团放入转炉的装置结构设置，但是显然转炉烟气并不是从下到上与球团进行充分彻底的还原利用，而是水平利用；且还原利用生成的烟气会顺着烟气管道排出而不是再利用，生成的金属化球团需要通过收集斗和称量斗才能进入转炉，不能热装直接进入转炉，热能耗费量大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何克服现有技术中的转炉烟气不能直接高效用于冷固球团充分还原和还原后的金属化球团不能直接用于转炉炼钢，且转炉烟气会被转换为氢气在竖炉中利用，或者是竖炉直接还原铁和直接利用烟气，或者是转炉烟气余热加热废钢而不是加热冷固球团和参与炼钢成品率低，或者是转炉烟气对冷固球团的还原利用水平差，热能消耗量大，未充分利用等。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，所述装置包括转炉、除尘器和反应装置，其中：

所述转炉的顶盖连通有连接管道，所述连接管道上设置有除尘管道和加料管道；

所述除尘管道的一端与所述连接管道相连通，所述除尘管道的另一端与所述除尘器的一侧相连通；

所述加料管道的一端与所述连接管道相连通，所述加料管道的另一端与所述反应装置相连通；

所述除尘器的顶盖设置有进气管道和烟气管道；

所述进气管道的一端与所述除尘器的顶部相连通，所述进气管道的另一端与所述反应装置的底部相连通；

所述烟气管道的一端与所述反应装置的顶部相连通，所述烟气管道的另一端与所述除尘器的另一侧相连通。

优选地，所述反应装置的顶部设置有一个装料口和一个过滤板，所述反应装置的底部设置有一个烟气均化板和排渣口，所述反应装置的内壁为耐火材料，所述内壁上下间隔设置有多个可调支架，多个所述可调支架上各设置有一个烟气筛板。

优选地，所述反应装置为多个串联运行，自上而下依次设置；该种反应装置结构设置能够延长冷固含碳球团在反应装置内的停留时间，提高反应效率。

优选地，所述装料口为倒锥形加料漏斗，所述装料口的末端设置有单向式挡板。

优选地，所述过滤板为可拆卸式滤板，其形状为圆柱孔、藕孔状、蜂窝状或异形孔，材料为碳钢、不锈钢、铝板或镁板。

优选地，所述烟气均化板为渐缩渐扩式多孔板，可提供高速均细化喷吹烟气；所述排渣口上设置有排渣阀。

优选地，多个所述可调支架各自通过活动铰链连接固定在所述反应装置内壁上，多个所述可调支架各自设置有驱动电机，可通过外部控制面板进行精确调整，多个所述可调支架的调整角度范围为0-150度。

优选地，所述烟气筛板为扇形多孔式过滤板，扇形角度为60-270度，每个所述烟气筛板通过每个可调支架支撑，每个所述烟气筛板的角度通过每个可调支架的调整角度来调整，所述烟气筛板的数量需要根据反应装置的尺寸大小来选择设置。

优选地，所述除尘器为多通道过滤式除尘器，可将高温转炉烟气与尘粒分离，尘粒通过除尘器进入灰斗，高温转炉烟气循环利用，通过进气管道进入反应装置参与冷固球团的还原。

优选地，所述加料管道上设置有闸阀，所述烟气管道上设置有烟气阀。

所述利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置的使用方法，将转炉产生的高温带尘烟气经由除尘管道引入除尘器中，将尘粒和高温转炉烟气进行离心分离，得到高温转炉烟气，高温转炉烟气经由进气管道通过烟气均化板进入反应装置，从烟气筛板自下而上与从装料口进入的冷固含碳球团发生逆流交换反应；调整多个可调支架，改变烟气筛板的角度，调整冷固含碳球团的下落速度和反应时间，发生逆流交换反应之后的高温转炉烟气最后通过反应装置上方的过滤板进入烟气管道，之后进入除尘器进行离心分离得到二次高温转炉烟气，二次高温转炉烟气再和高温转炉烟气一起进入反应装置与冷固含碳球团发生逆流交换反应；当冷固含碳球团金属化率和温度达到冶炼要求时打开加料管道上设置的闸阀，向转炉内的熔池加入符合生产要求的直接还原铁进行炼钢反应，炼钢反应过程产生的高温带尘烟气进入除尘器；当反应装置内部积压太多冷固含碳球团粉末，可打开排渣口上设置的排渣阀将粉末从排渣口排出。从而实现集烟气捕集、反应速率控制、直接还原铁热输送于一体的直接还原铁生产装置。

优选地，利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置所使用的冷固含碳球团含碳量为10-50％，适用于60-300t的转炉。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型提供了一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，能够充分利用转炉产生的高温带尘烟气对冷固含碳球团进行还原，得到的金属化球团和发生逆流交换反应之后的高温转炉烟气都可以进行直接利用，降低了生产成本，热能和烟气利用率高，CO₂的排放少。

本实用新型采用多个反应装置串联运行，自上而下依次设置；不仅能够更加充分的利用高温转炉烟气对冷固含碳球团进行还原和热能利用，而且直接还原铁输送入转炉中的成品率高，不会影响转炉的炼钢反应，能够快速生产，减少热损失，有效替代部分废钢生产，生产成本低效率高。

本实用新型的反应装置投资成本低，装备简单，占地面积小，冷固含碳球团下落速度，反应时间可控制，反应效率高，操作方法简单，易于工业实践推广。

本实用新型的装置相比现有技术，热能利用率提高了30％，烟气利用率提高了25％，直接还原铁输送入转炉中的效率提高了45％，热损失降低了40％。

总之，本实用新型的一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，结构简单，操作简便，高温转炉烟气能够循环利用，热能和烟气的利用率高，直接还原铁输送入转炉中的成品率高，能够使得转炉快速炼钢，利于工业大规模生产和推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置的结构示意图；

图2为本实用新型的图1中1处放大的结构示意图；

图3为本实用新型的图2中302处放大的结构示意图；

图4为本实用新型的图2中3061处放大的结构示意图；

图5为本实用新型的图2中303处放大的结构示意图；

附图标记说明如下：

1、转炉；101、连接管道；102、除尘管道；103、加料管道；1031、闸阀；2、除尘器；201、进气管道；202、烟气管道；2021、烟气阀；3、反应装置；301、装料口；302、过滤板；303、烟气均化板；304、排渣口；3041、排渣阀；305、耐火材料；306、可调支架；3061、烟气筛板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案和解决的技术问题进行阐述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型专利的一部分实施例，而不是全部实施例。

如图1和2所示，一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，所述装置包括转炉1、除尘器2和反应装置3，其中：

所述转炉1的顶盖连通有连接管道101，所述连接管道101上设置有除尘管道102和加料管道103；

所述除尘管道102的一端与所述连接管道101相连通，所述除尘管道102的另一端与所述除尘器2的一侧相连通；

所述加料管道103的一端与所述连接管道101相连通，所述加料管道103的另一端与所述反应装置3相连通；

所述除尘器2的顶盖设置有进气管道201和烟气管道202；

所述进气管道201的一端与所述除尘器2的顶部相连通，所述进气管道的另一端与所述反应装置3的底部相连通；

所述烟气管道202的一端与所述反应装置3的顶部相连通，所述烟气管道202的另一端与所述除尘器2的另一侧相连通。

进一步地，所述反应装置3的顶部设置有一个装料口301和一个过滤板302，所述反应装置3的底部设置有一个烟气均化板303和排渣口304，所述反应装置3的内壁为耐火材料305，所述内壁上下间隔设置有多个可调支架306，多个所述可调支架306上各设置有一个烟气筛板3061。

进一步地，所述反应装置3为多个串联运行，自上而下依次设置；该种反应装置结构设置能够延长冷固含碳球团在反应装置内的停留时间，提高反应效率。

进一步地，所述装料口301为倒锥形加料漏斗，所述装料口301的末端设置有单向式挡板。

进一步地，所述过滤板302为可拆卸式滤板，其结构如图3所示，其形状为圆柱孔、藕孔状、蜂窝状或异形孔，材料为碳钢、不锈钢、铝板或镁板。

进一步地，所述烟气均化板303为渐缩渐扩式多孔板，其结构如图5所示，可提供高速均细化喷吹烟气；所述排渣口304上设置有排渣阀3041。

进一步地，多个所述可调支架306各自通过活动铰链连接固定在所述反应装置3的内壁上，多个所述可调支架306各自设置有驱动电机，可通过外部控制面板进行精确调整，多个所述可调支架306的调整角度范围为0-150度。

进一步地，所述烟气筛板3061为扇形多孔式过滤板，其结构如图4所示，扇形角度为60-270度，每个所述烟气筛板3061通过每个所述可调支架306支撑，每个所述烟气筛板3061的角度通过每个所述可调支架306的调整角度来调整，所述烟气筛板3061的数量需要根据反应装置3的尺寸大小来选择设置。

进一步地，所述除尘器2为多通道过滤式除尘器，可将高温转炉烟气与尘粒分离，尘粒通过除尘器进入灰斗，高温转炉烟气循环利用，通过进气管道201进入反应装置参与冷固球团的还原。

进一步地，所述加料管道103上设置有闸阀1031，所述烟气管道202上设置有烟气阀2021。

所述利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置的使用方法，将转炉1产生的高温带尘烟气经由除尘管道102引入除尘器2中，将尘粒和高温转炉烟气进行离心分离，得到高温转炉烟气，高温转炉烟气经由进气管道201通过烟气均化板303进入反应装置3，从烟气筛板3061自下而上与从装料口301进入的冷固含碳球团3011发生逆流交换反应；调整多个可调支架306，改变烟气筛板3061的角度，调整冷固含碳球团3011的下落速度和反应时间，发生逆流交换反应之后的高温转炉烟气最后通过反应装置3上方的过滤板302进入烟气管道202，之后进入除尘器2进行离心分离得到二次高温转炉烟气，二次高温转炉烟气再和高温转炉烟气一起进入反应装置3与冷固含碳球团3011发生逆流交换反应；当冷固含碳球团3011的金属化率和温度达到冶炼要求时打开加料管道103上设置的闸阀1031，向转炉1内的熔池加入符合生产要求的直接还原铁进行炼钢反应，炼钢反应过程产生的高温带尘烟气进入除尘器2；当反应装置3内部积压太多冷固含碳球团粉末，可打开排渣口304上设置的排渣阀3041将粉末从排渣口304排出。从而实现集烟气捕集、反应速率控制、直接还原铁热输送于一体的直接还原铁生产装置。

进一步地，利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置所使用的冷固含碳球团3011的含碳量为10-50％，适用于60-300t的转炉。

实施例1

一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，应用于100t的顶吹氧气转炉，冷固含碳球团配碳量为15％，以10％直接还原铁，90％铁水为原料进行生产。

所述装置包括转炉1、除尘器2和反应装置3，其中：

所述转炉1的顶盖连通有连接管道101，所述连接管道101上设置有除尘管道102和加料管道103；

所述除尘管道102的一端与所述连接管道101相连通，所述除尘管道102的另一端与所述除尘器2的一侧相连通；

所述加料管道103的一端与所述连接管道101相连通，所述加料管道103的另一端与所述反应装置3相连通；

所述除尘器2的顶盖设置有进气管道201和烟气管道202；

所述进气管道201的一端与所述除尘器2的顶部相连通，所述进气管道的另一端与所述反应装置3的底部相连通；

所述烟气管道202的一端与所述反应装置3的顶部相连通，所述烟气管道202的另一端与所述除尘器2的另一侧相连通。

其中，所述反应装置3的顶部设置有一个装料口301和一个过滤板302，所述反应装置3的底部设置有一个烟气均化板303和排渣口304，所述反应装置3的内壁为耐火材料305，所述内壁上下间隔设置有16个可调支架306，多个所述可调支架306上各设置有一个烟气筛板3061。

其中，所述反应装置3为3个串联运行，自上而下依次设置；该种反应装置结构设置能够延长冷固含碳球团在反应装置内的停留时间，提高反应效率。

其中，所述装料口301为倒锥形加料漏斗，所述装料口301的末端设置有单向式挡板。

其中，所述过滤板302为可拆卸式滤板，其形状为圆柱孔，材料为碳钢。

其中，所述烟气均化板303为渐缩渐扩式多孔板，可提供高速均细化喷吹烟气；所述排渣口304上设置有排渣阀3041。

其中，多个所述可调支架306各自通过活动铰链连接固定在所述反应装置3的内壁上，多个所述可调支架306各自设置有驱动电机，可通过外部控制面板进行精确调整，多个所述可调支架306的调整角度为80度。

其中，所述烟气筛板3061为扇形多孔式过滤板，扇形角度为165度，每个所述烟气筛板3061通过每个所述可调支架306支撑，每个所述烟气筛板3061的角度通过每个所述可调支架306的调整角度来调整，所述烟气筛板3061的数量16个需要根据反应装置3的尺寸大小来选择设置。

其中，所述除尘器2为多通道过滤式除尘器，可将高温转炉烟气与尘粒分离，尘粒通过除尘器进入灰斗，高温转炉烟气循环利用，通过进气管道201进入反应装置参与冷固球团的还原。

其中，所述加料管道103上设置有闸阀1031，所述烟气管道202上设置有烟气阀2021。

所述装置的使用方法如下：

转炉1产生的高温烟尘经由除尘管道102引入双通道旋风除尘器2中，将尘粒和高温转炉烟气离心分离，高温转炉烟气经由进气管道201进入反应装置3从烟气筛板3061自下而上运行，关闭加料管道103上的闸阀1031，将10t冷固含碳球团3011从装料口301持续加入，同时调整烟气筛板3061的角度为120度，高温转炉烟气与反应装置3内的冷固含碳球团3011发生逆流交换反应，产生的发生逆流交换反应之后的高温转炉烟气通过反应装置3上方的过滤板302进入烟气管道202，之后循环进入双通道旋风除尘器2后，得到二次高温转炉烟气再次进入反应装置3与冷固含碳球团3011继续发生反应。当冷固含碳球团3011的金属化率和温度达到冶炼要求时打开加料管道103上方的闸阀1031，向转炉1内的熔池持续加入直接还原铁进行熔池冶炼。待直接还原铁加料完成后，利用生产节奏间歇，继续将产生的高温转炉烟气提前预热新加入的冷固含碳球团3011，为下一炉次冶炼生产做好准备。

实施例2

一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，应用于300t的顶吹氧气转炉，冷固含碳球团配碳量为20％，以20％直接还原铁、80％铁水为原料进行生产。

所述装置包括转炉1、除尘器2和反应装置3，其中：

所述转炉1的顶盖连通有连接管道101，所述连接管道101上设置有除尘管道102和加料管道103；

所述除尘管道102的一端与所述连接管道101相连通，所述除尘管道102的另一端与所述除尘器2的一侧相连通；

所述加料管道103的一端与所述连接管道101相连通，所述加料管道103的另一端与所述反应装置3相连通；

所述除尘器2的顶盖设置有进气管道201和烟气管道202；

所述进气管道201的一端与所述除尘器2的顶部相连通，所述进气管道的另一端与所述反应装置3的底部相连通；

所述烟气管道202的一端与所述反应装置3的顶部相连通，所述烟气管道202的另一端与所述除尘器2的另一侧相连通。

其中，所述反应装置3的顶部设置有一个装料口301和一个过滤板302，所述反应装置3的底部设置有一个烟气均化板303和排渣口304，所述反应装置3的内壁为耐火材料305，所述内壁上下间隔设置有32个可调支架306，多个所述可调支架306上各设置有一个烟气筛板3061。

其中，所述反应装置3为5个串联运行，自上而下依次设置；该种反应装置结构设置能够延长冷固含碳球团在反应装置内的停留时间，提高反应效率。

其中，所述装料口301为倒锥形加料漏斗，所述装料口301的末端设置有单向式挡板。

其中，所述过滤板302为可拆卸式滤板，其形状为蜂窝状，材料为铝板。

其中，所述烟气均化板303为渐缩渐扩式多孔板，可提供高速均细化喷吹烟气；所述排渣口304上设置有排渣阀3041。

其中，多个所述可调支架306各自通过活动铰链连接固定在所述反应装置3的内壁上，多个所述可调支架306各自设置有驱动电机，可通过外部控制面板进行精确调整，多个所述可调支架306的调整角度为80度。

其中，所述烟气筛板3061为扇形多孔式过滤板，扇形角度为270度，每个所述烟气筛板3061通过每个所述可调支架306支撑，每个所述烟气筛板3061的角度通过每个所述可调支架306的调整角度来调整，所述烟气筛板3061的数量32个需要根据反应装置3的尺寸大小来选择设置。

其中，所述除尘器2为多通道过滤式除尘器，可将高温转炉烟气与尘粒分离，尘粒通过除尘器进入灰斗，高温转炉烟气循环利用，通过进气管道201进入反应装置参与冷固球团的还原。

其中，所述加料管道103上设置有闸阀1031，所述烟气管道202上设置有烟气阀2021。

所述装置的使用方法如下：

转炉1产生的高温烟尘经由除尘管道102引入双通道旋风除尘器2中，将尘粒和高温转炉烟气离心分离，高温转炉烟气经由进气管道201进入反应装置3从烟气筛板3061自下而上运行，关闭加料管道103上的闸阀1031，将10t冷固含碳球团3011从装料口301持续加入，同时调整烟气筛板3061的角度为120度，高温转炉烟气与反应装置3内的冷固含碳球团3011发生逆流交换反应，产生的发生逆流交换反应之后的高温转炉烟气通过反应装置3上方的过滤板302进入烟气管道202，之后循环进入双通道旋风除尘器2后，得到二次高温转炉烟气再次进入反应装置3与冷固含碳球团3011继续发生反应。当冷固含碳球团3011的金属化率和温度达到冶炼要求时打开加料管道103上方的闸阀1031，向转炉1内的熔池持续加入直接还原铁进行熔池冶炼。待直接还原铁加料完成后，利用生产节奏间歇，继续将产生的高温转炉烟气提前预热新加入的冷固含碳球团3011，为下一炉次冶炼生产做好准备。

实施例3

一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，应用于120t的顶吹氧气转炉，冷固含碳球团配碳量为18％，以18％直接还原铁、82％铁水为原料进行生产。

所述装置包括转炉1、除尘器2和反应装置3，其中：

所述转炉1的顶盖连通有连接管道101，所述连接管道101上设置有除尘管道102和加料管道103；

所述除尘管道102的一端与所述连接管道101相连通，所述除尘管道102的另一端与所述除尘器2的一侧相连通；

所述加料管道103的一端与所述连接管道101相连通，所述加料管道103的另一端与所述反应装置3相连通；

所述除尘器2的顶盖设置有进气管道201和烟气管道202；

所述进气管道201的一端与所述除尘器2的顶部相连通，所述进气管道的另一端与所述反应装置3的底部相连通；

所述烟气管道202的一端与所述反应装置3的顶部相连通，所述烟气管道202的另一端与所述除尘器2的另一侧相连通。

其中，所述反应装置3的顶部设置有一个装料口301和一个过滤板302，所述反应装置3的底部设置有一个烟气均化板303和排渣口304，所述反应装置3的内壁为耐火材料305，所述内壁上下间隔设置有18个可调支架306，多个所述可调支架306上各设置有一个烟气筛板3061。

其中，所述反应装置3为2个串联运行，自上而下依次设置；该种反应装置结构设置能够延长冷固含碳球团在反应装置内的停留时间，提高反应效率。

其中，所述装料口301为倒锥形加料漏斗，所述装料口301的末端设置有单向式挡板。

其中，所述过滤板302为可拆卸式滤板，其形状为藕孔状，材料为不锈钢。

其中，所述烟气均化板303为渐缩渐扩式多孔板，可提供高速均细化喷吹烟气；所述排渣口304上设置有排渣阀3041。

其中，多个所述可调支架306各自通过活动铰链连接固定在所述反应装置3的内壁上，多个所述可调支架306各自设置有驱动电机，可通过外部控制面板进行精确调整，多个所述可调支架306的调整角度为85度。

其中，所述烟气筛板3061为扇形多孔式过滤板，扇形角度为255度，每个所述烟气筛板3061通过每个所述可调支架306支撑，每个所述烟气筛板3061的角度通过每个所述可调支架306的调整角度来调整，所述烟气筛板3061的数量18个需要根据反应装置3的尺寸大小来选择设置。

其中，所述除尘器2为多通道过滤式除尘器，可将高温转炉烟气与尘粒分离，尘粒通过除尘器进入灰斗，高温转炉烟气循环利用，通过进气管道201进入反应装置参与冷固球团的还原。

其中，所述加料管道103上设置有闸阀1031，所述烟气管道202上设置有烟气阀2021。

所述装置的使用方法如下：

转炉1产生的高温烟尘经由除尘管道102引入双通道旋风除尘器2中，将尘粒和高温转炉烟气离心分离，高温转炉烟气经由进气管道201进入反应装置3从烟气筛板3061自下而上运行，关闭加料管道103上的闸阀1031，将10t冷固含碳球团3011从装料口301持续加入，同时调整烟气筛板3061的角度为120度，高温转炉烟气与反应装置3内的冷固含碳球团3011发生逆流交换反应，产生的发生逆流交换反应之后的高温转炉烟气通过反应装置3上方的过滤板302进入烟气管道202，之后循环进入双通道旋风除尘器2后，得到二次高

温转炉烟气再次进入反应装置3与冷固含碳球团3011继续发生反应。当冷固5含碳球团3011的金属化率和温度达到冶炼要求时打开加料管道103上方的闸阀1031，向转炉1内的熔池持续加入直接还原铁进行熔池冶炼。待直接还原铁加料完成后，利用生产节奏间歇，继续将产生的高温转炉烟气提前预热新加入的冷固含碳球团3011，为下一炉次冶炼生产做好准备。

0与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型提供了一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，能够充分利用转炉产生的高温带尘烟气对冷固含碳球团进行还原，得到的金属化球团和发生逆流交换反应之后的高温转炉烟气都可以进行直接利用，降低了生产成本，热能和烟气利用率高，CO₂的排放少。

5本实用新型采用多个反应装置串联运行，自上而下依次设置；不仅能够更加充分的利用高温转炉烟气对冷固含碳球团进行还原和热能利用，而且直接还原铁输送入转炉中的成品率高，不会影响转炉的炼钢反应，能够快速生产，减少热损失，有效替代部分废钢生产，生产成本低效率高。

本实用新型的反应装置投资成本低，装备简单，占地面积小，冷固含碳球0团下落速度，反应时间可控制，反应效率高，操作方法简单，易于工业实践推广。

本实用新型的装置相比现有技术，热能利用率提高了30％，烟气利用率提高了25％，直接还原铁输送入转炉中的效率提高了45％，热损失降低了40％。

总之，本实用新型的一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，结构5简单，操作简便，高温转炉烟气能够循环利用，热能和烟气的利用率高，直接还原铁输送入转炉中的成品率高，能够使得转炉快速炼钢，利于工业大规模生产和推广。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述装置包括转炉、除尘器和反应装置，其中：

所述转炉的顶盖连通有连接管道，所述连接管道上设置有除尘管道和加料管道；

所述除尘管道的一端与所述连接管道相连通，所述除尘管道的另一端与所述除尘器的一侧相连通；

所述加料管道的一端与所述连接管道相连通，所述加料管道的另一端与所述反应装置相连通；

所述除尘器的顶盖设置有进气管道和烟气管道；

所述进气管道的一端与所述除尘器的顶部相连通，所述进气管道的另一端与所述反应装置的底部相连通；

所述烟气管道的一端与所述反应装置的顶部相连通，所述烟气管道的另一端与所述除尘器的另一侧相连通。

2.根据权利要求1所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述反应装置的顶部设置有一个装料口和一个过滤板，所述反应装置的底部设置有一个烟气均化板和排渣口，所述反应装置的内壁为耐火材料，所述内壁上下间隔设置有多个可调支架，多个所述可调支架上各设置有一个烟气筛板。

3.根据权利要求1所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述反应装置为多个串联运行，自上而下依次设置。

4.根据权利要求2所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述装料口为倒锥形加料漏斗，所述装料口的末端设置有单向式挡板。

5.根据权利要求2所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述过滤板为可拆卸式滤板，其形状为圆柱孔、藕孔状、蜂窝状或异形孔，材料为碳钢、不锈钢、铝板或镁板。

6.根据权利要求2所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述烟气均化板为渐缩渐扩式多孔板，所述排渣口上设置有排渣阀。

7.根据权利要求2所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，多个所述可调支架各自通过活动铰链连接固定在所述反应装置内壁上，多个所述可调支架各自设置有驱动电机，多个所述可调支架的调整角度范围为0-150度。

8.根据权利要求2所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述烟气筛板为扇形多孔式过滤板，扇形角度为60-270度，每个所述烟气筛板通过每个可调支架支撑，每个所述烟气筛板的角度通过每个可调支架的调整角度来调整。

9.根据权利要求2所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述除尘器为多通道过滤式除尘器。

10.根据权利要求2所述的利用转炉高温烟气生产直接还原铁的装置，其特征在于，所述加料管道上设置有闸阀，所述烟气管道上设置有烟气阀。

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