內(nèi)外加熱立式通道還原爐制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及內(nèi)外加熱立式通道還原爐，物料在還原爐內(nèi)自上而下的連續(xù)運(yùn)行，該還原爐分為預(yù)熱帶和加熱還原帶，在還原爐的預(yù)熱帶必須設(shè)有一排燒咀，加熱還原帶設(shè)有３－４排燒咀，爐內(nèi)橫向立放２－６個(gè)反應(yīng)罐，縱向放置４－１００排反應(yīng)罐，每兩罐位之間有一組燒咀用于對反應(yīng)罐的外圍加熱，每個(gè)反應(yīng)罐的底部設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)燒咀，還原爐內(nèi)所有反應(yīng)罐下部出口處均設(shè)有保溫層，每個(gè)還原爐只設(shè)一個(gè)集中下料口。本實(shí)用新型專利技術(shù)采用了自上而下的物料運(yùn)行方式和內(nèi)外加熱方式；雙層ＳｉＣ罐內(nèi)外加熱方式，使物料受熱速度加快，提高了熱利用效率和縮短了還原工藝時(shí)間；致密ＳｉＣ罐保證還原過程的條件，多孔ＳｉＣ使反應(yīng)氣體排入爐內(nèi)去燃燒。（*該技術(shù)在2016年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種海綿鐵快速直接還原的配套裝置，涉及一種內(nèi)外加熱立式通道還原爐。
技術(shù)介紹
目前，公知的直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備主要有豎爐、回轉(zhuǎn)窯、隧道窯和轉(zhuǎn)底爐等。在直接還原鐵工業(yè)生產(chǎn)中，氣基豎爐占據(jù)絕對優(yōu)勢，其主要是將原煤制成煤氣供加熱和還原，鐵礦石通過爐頂密封罐加入豎爐，自上而下運(yùn)動(dòng)，鐵礦石和還原氣在逆向?qū)α鬟\(yùn)動(dòng)中發(fā)生熱交換和還原反應(yīng)。還原尾氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)冷卻凈化后返回煤氣系統(tǒng)。而鐵礦石被還原成海綿鐵，并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入豎爐下部。還原性的冷卻氣從豎爐底部送入，對海綿鐵進(jìn)行保護(hù)性冷卻。冷卻尾氣從豎爐中部導(dǎo)出，經(jīng)冷卻凈化后返回煤氣系統(tǒng)。海綿鐵被冷卻后，經(jīng)螺旋排料機(jī)排出豎爐。豎爐存在的主要問題有焙燒風(fēng)量偏小，冷卻風(fēng)量偏大；氣流分流不合理，上行冷卻風(fēng)量或下行焙燒風(fēng)量控制不當(dāng)；焙燒帶靠近導(dǎo)風(fēng)墻側(cè)以及整個(gè)均熱帶的氣流較薄弱；產(chǎn)品質(zhì)量均一性不夠，有懸料故障。回轉(zhuǎn)窯主要是固體燃料/還原劑與入窯料混合，窯頭裝有空氣/燃料燒嘴進(jìn)行供熱，沿窯身長度方向要裝有不同形式的噴嘴，噴入空氣和補(bǔ)充燃料，以調(diào)整CO/CO2比和溫度。在較高溫度和較高CO/CO2比值下完成還原，產(chǎn)品排入密封的水冷式冷卻桶冷卻后進(jìn)行磁選。回轉(zhuǎn)窯的機(jī)械化程度高、生產(chǎn)率較高、單臺(tái)設(shè)備的產(chǎn)量較大，但回轉(zhuǎn)窯有一定的局限性，首先運(yùn)行中會(huì)帶來物料磨損、破碎和粉末的產(chǎn)生，倘若爐料強(qiáng)度不高、粉末控制不佳、窯內(nèi)某點(diǎn)過熱，勢必會(huì)影起困擾回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行的結(jié)圈問題；其次對還原劑和燃料的煤種也有一定的要求，只有反應(yīng)性良好的煙煤和褐煤才適用；然后產(chǎn)品易受煤含硫量的影響，為降低含硫量需向窯內(nèi)加脫硫劑，這樣增加了殘?zhí)糠诌x的難度，導(dǎo)致操作費(fèi)用昂貴，增加了成本；另外，還存在產(chǎn)品質(zhì)量不高、產(chǎn)品粉化率高、生產(chǎn)效率較低、熱效率低、填充系數(shù)低(一般在10％-20％)等缺點(diǎn)。隧道窯主要是將精礦粉、煤粉、石灰石粉，按照一定的比例和裝料方法，分別裝入還原罐中，然后把罐放在罐車上，推入條形隧道窯中或把罐直接放到環(huán)形輪窯中，料罐經(jīng)預(yù)熱1150℃加熱焙燒數(shù)十小時(shí)和冷卻之后，使精礦粉還原，得到直接還原鐵的方法，此種方法可以生產(chǎn)出滿足電爐煉鋼需要的DRI，但是單位產(chǎn)量低，占地面積大，成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，機(jī)械化程度低。轉(zhuǎn)底爐是首先將含鐵粉料、煤粉料、脫硫劑混勻后造球或分層布料，然后將均勻混合的原料烘干并預(yù)熱后加入轉(zhuǎn)底爐中，隨著爐底的旋轉(zhuǎn)，爐料依次經(jīng)過預(yù)熱區(qū)、還原區(qū)、中性區(qū)反應(yīng)完畢后卸入有耐火材料的熱運(yùn)輸罐內(nèi)或快速冷卻。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和問題，提供一種內(nèi)外加熱立式通道還原爐，該還原爐采取豎爐直接還原中物料自上而下的連續(xù)運(yùn)行方式，但又不同于豎爐的加熱和還原方式；采取了隧道窯法的隔焰加熱方式，又不同于隧道窯中反應(yīng)罐單體加熱和物料靜止靠臺(tái)車運(yùn)行的還原冷卻方式，從而實(shí)現(xiàn)了高度機(jī)械化生產(chǎn)海綿鐵。本技術(shù)的技術(shù)方案為1、內(nèi)外加熱立式通道還原爐，物料在還原爐內(nèi)自上而下的連續(xù)運(yùn)行，該還原爐分為預(yù)熱帶1和加熱還原反應(yīng)帶，還原爐內(nèi)上部1/3為預(yù)熱帶，下部2/3為加熱還原反應(yīng)帶，預(yù)熱帶的溫度為800-900℃，加熱還原帶的溫度為1100-1200℃，在還原爐的預(yù)熱帶必須設(shè)有一排燒咀，加熱還原帶設(shè)有3-4排燒咀，還原爐內(nèi)橫向立放2-6個(gè)反應(yīng)罐，縱向放置4-100排反應(yīng)罐，每兩罐之間有一組燒咀用于對反應(yīng)罐的外圍加熱，每個(gè)反應(yīng)罐的底部設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)燒咀，還原爐內(nèi)所有反應(yīng)罐下部出口處均設(shè)有保溫層，每兩個(gè)反應(yīng)罐設(shè)一個(gè)集中下料口或每四個(gè)反應(yīng)罐成“器”字形排列，共用一個(gè)集中下料口。還原爐設(shè)計(jì)為寬5-10m×高3-15m×長6-100m的通道窯，每排有Ф500-1200×(3-15m)高的反應(yīng)罐2-6個(gè)，共4-100排，反應(yīng)罐高3-15m。所述反應(yīng)罐為雙層SiC反應(yīng)罐，外罐的外徑為Ф500-1200，內(nèi)徑為Ф400-1000；內(nèi)罐的外徑Ф200-400，內(nèi)徑的Ф160-340。所述的外反應(yīng)罐上部1-2m處放置多孔SiC罐，下部全部為致密SiC罐。在還原爐的預(yù)熱帶最上端設(shè)有廢氣排出口與排煙系統(tǒng)相連，每排內(nèi)反應(yīng)罐內(nèi)放置一根鋼制排煙管與煤氣排煙系統(tǒng)連通或每臨近的兩排內(nèi)反應(yīng)罐設(shè)計(jì)一個(gè)鋼制排煙管與煤氣排煙系統(tǒng)。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下 1、采用了豎爐的物料運(yùn)行方式，但不同于豎爐的加熱和冷卻方式；采用隧道窯隔焰加熱的通道方式，但不同于隧道窯單層加熱方式，而采用內(nèi)外加熱方式。2、雙層加熱結(jié)構(gòu)本爐采用SiC罐內(nèi)外加熱方式，使物料受熱速度加快，提高了熱利用效率和縮短了還原工藝時(shí)間，傳統(tǒng)的SiC罐在Ф500情況下還原同樣的海綿鐵需工藝時(shí)間30-40小時(shí)，而采用雙層罐后在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量一樣的情況下只需10-15小時(shí)左右。3、采用了大斷面反應(yīng)罐Ф1200和大斷面加熱爐5-10m，傳統(tǒng)的反應(yīng)罐斷面在Ф500左右，加熱爐斷面在3.5m左右。4、采用了致密SiC罐和多孔SiC結(jié)構(gòu)致密SiC罐保證還原過程的條件，多孔SiC使反應(yīng)氣體排入爐內(nèi)去燃燒。附圖說明圖1為本技術(shù)橫向放置4個(gè)反應(yīng)罐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為利用技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)海綿鐵工藝流程示意圖。圖3為本技術(shù)橫向放置4個(gè)反應(yīng)罐、縱向放置6排反應(yīng)罐的平面示意圖。具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對本技術(shù)作進(jìn)一步描述。如圖1所示，內(nèi)外加熱立式通道還原爐，物料在還原爐內(nèi)自上而下的連續(xù)運(yùn)行，該還原爐分為預(yù)熱帶1和加熱還原反應(yīng)帶2，還原爐內(nèi)上部1/3為預(yù)熱帶，下部2/3為加熱還原反應(yīng)帶，預(yù)熱帶1的溫度為800-900℃，加熱還原帶2的溫度為1100-1200℃，在還原爐的預(yù)熱帶1必須設(shè)有一排燒咀4，加熱還原帶2設(shè)有3-4排燒咀4，還原爐內(nèi)橫向立放4個(gè)反應(yīng)罐，放置6排，共24個(gè)反應(yīng)罐，每兩罐位之間有一組燒咀4用于對反應(yīng)罐的外圍加熱，每個(gè)反應(yīng)罐的底部設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)燒咀7，還原爐內(nèi)所有反應(yīng)罐下部出口處均設(shè)有保溫層8，每爐只設(shè)一個(gè)集中下料口9，反應(yīng)罐為雙層SiC反應(yīng)罐，外反應(yīng)罐5的外徑為Ф1100，內(nèi)徑為Ф1000；內(nèi)反應(yīng)罐6的外徑Ф360，內(nèi)徑的Ф300。外反應(yīng)罐上部2m處放置多孔SiC罐，下部全部為致密SiC罐。在還原爐的預(yù)熱帶最上端設(shè)有廢氣排出口與排煙系統(tǒng)3相連，每排內(nèi)反應(yīng)罐內(nèi)放置一根鋼制排煙管與煤氣排煙系統(tǒng)3連通。生產(chǎn)海綿鐵工藝流程如圖2所示。1、布料系統(tǒng) 爐上部用吊車將氧化球團(tuán)和還原劑裝入料斗中，經(jīng)專用的布料小車11將氧化球團(tuán)和還原劑12裝入還原罐，四臺(tái)布料小車平行布置沿長度方向進(jìn)行每罐布料。2、加熱系統(tǒng)采用煤氣加熱，也可以用天燃?xì)饣蛴图訜幔贿€原爐高7000×寬5500×長8000，還原爐的高、寬、長均指內(nèi)部尺寸；四周在高度方向有4排燒咀，在每兩罐位之間有一組燒咀共8個(gè)用于對反應(yīng)罐的外圍加熱，最上一排燒咀用于調(diào)節(jié)預(yù)熱和還原的工藝時(shí)間，每套還原罐間布置1個(gè)內(nèi)燒咀，自下而上的對罐內(nèi)加熱。3、還原系統(tǒng)還原爐內(nèi)設(shè)置有雙層SiC反應(yīng)罐，外反應(yīng)罐的外徑Ф1100，內(nèi)徑Ф1000；內(nèi)反應(yīng)罐外徑Ф360，內(nèi)徑Ф300。還原爐內(nèi)橫向4個(gè)反應(yīng)罐當(dāng)然也可以放置多些或少些，縱向放置6排反應(yīng)罐，在長度方向也可以放置數(shù)十排及數(shù)百排反應(yīng)罐，根據(jù)實(shí)際產(chǎn)量而定，外反應(yīng)罐上部2m處放置多孔SiC罐，下部全部為致密SiC罐，上部安裝多孔SiC罐的目的是為了使還原過程的反應(yīng)氣體排入還原爐內(nèi)燃燒加熱。4、出還原爐系統(tǒng)反應(yīng)罐下部為鋼結(jié)構(gòu)襯澆鑄耐火本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
內(nèi)外加熱立式通道還原爐，物料在還原爐內(nèi)自上而下的連續(xù)運(yùn)行，該還原爐分為預(yù)熱帶（１）和加熱還原反應(yīng)帶（２），還原爐內(nèi)上部１／３為預(yù)熱帶，下部２／３為加熱還原反應(yīng)帶，預(yù)熱帶（１）的溫度為８００－９００℃，加熱還原帶（２）的溫度為１１００－１２００℃，其特征在于：在還原爐的預(yù)熱帶（１）必須設(shè)有一排燒咀，加熱還原帶（２）設(shè)有３－４排燒咀，爐內(nèi)橫向立放２－６個(gè)反應(yīng)罐，縱向放置４－１００排反應(yīng)罐，每兩罐之間有一組燒咀用于對反應(yīng)罐的外圍加熱，每個(gè)反應(yīng)罐的底部設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)燒咀，還原爐內(nèi)所有反應(yīng)罐下部出口處均設(shè)有保溫層，每兩個(gè)反應(yīng)罐設(shè)一個(gè)集中下料口或每四個(gè)反應(yīng)罐成“器”字形排列，共用一個(gè)集中下料口。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李森蓉，李雄，
申請(專利權(quán))人：武漢桂坤科技有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：83[中國|武漢]