[实用新型]一种熔融还原炼铁用转炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种熔融还原炼铁用的熔融还原转炉，该转炉可以在连续冶炼生产铁水的同时，通过炉体倾动排出炉渣和铁水，从而降低原料和燃料消耗，提高煤气二次燃烧热利用率，并连续生产铁水，适用于黑色和有色冶金行业。

背景技术

现代高炉随着炉型的不断扩大，对原燃料的要求越来越高，高炉愈来愈暴露出它本身的局限性，使传统钢铁工业面临资源、环保、经济等各种难题。非高炉炼铁工艺由于不使用焦炭，不需要铁矿粉的烧结和造球，具有高效利用资源、环境污染小，以及提高生产效率等特点，是实现炼铁生产高效、长寿、低耗发展的必然趋势。但是，由于熔融还原炼铁工艺是借助高温环境，将矿粉熔化，并用碳还原熔渣中氧化铁，同时又要利用还原过程中产生的煤气的二次燃烧为熔融和还原反应提供热量，这就使得熔融还原炉内热量、反应过于集中，如日本的DIOS工艺、澳大利亚的HIsmelt工艺和AusIron工艺、美国的AISI工艺以及前苏联的Romelt工艺等，这就使得熔融还原炉内熔渣中FeO含量过高，加之熔池搅拌过大，炉衬部位的耐火材料侵蚀严重，炉缸寿命过短。DIOS和Remolt工艺试图通过水冷方法提高炉衬耐火材料的寿命，但炉衬最终寿命仍不能超过3个月。同时，以上工艺还由于二次燃烧产生的热能利用效率较低，致使熔融还原工艺的煤炭消耗过高，铁水生产成本居高不下。另外，熔融还原炉最终排出的炉渣中FeO含量约为5.0％左右，并夹带约5.0％的粒铁，致使整个工艺铁损过高，严重浪费了铁矿资源，很难进行工业化大生产。

目前，国内外开发的直接使用氧气顶吹转炉进行熔融还原炼铁的工艺，如DIOS、多枪炉等，主要是借鉴了现代氧气顶吹转炉的经验，利用转炉间歇生产方式进行生产，得到了较高的炉衬使用寿命，并试图通过对熔融还原工艺的喷吹设备和二次燃烧方式进行了改造，来提高铁浴熔池的传热效率和二次燃烧热的利用效率，以降低煤粉消耗。但采用转炉的间歇生产方式同时又带来了出铁、排渣及修补炉间歇期间炉体热损失过大、生产效率低等问题，与现代大型高炉相比，仍然没有竞争力。

发明内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种熔融还原炼铁用的转炉。该转炉可以在一定的炉役期内，连续进行熔融还原炼铁生产，同时又可以根据工艺操作需要及时排出部分炉渣和铁水，最大限度地提高了熔融还原反应的热利用效率。

本实用新型所采用的技术方案是：熔融还原炼铁用转炉内型为球型，炉体向前侧或后侧倾动；炉体的前侧设有排渣口，后侧设有出铁口；炉体上部的水冷炉口和转炉上部的烟罩均为弧型；炉壳内表面喷涂耐火材料用于炉壳保护及减少热损失，炉壳外部为框架结构，由钢板焊接而成，可以提高炉壳的机械强度，并减薄炉壳厚度，提高炉壳自身的传热能力，保护转炉内衬耐火材料。

水冷炉口与其上部的弧型烟罩配合，用于组合式喷枪的插入和产生烟气、粉尘的回收。

排放炉渣的倾角为前倾10～40°，排放铁水的倾角为后倾10～35°

炉体内部分为三个区：下部为熔融还原产生铁水的铁水区，中部为进行熔融还原反应的熔渣区，熔渣区上部空间为二次燃烧区。

正常生产时，组合喷枪从水冷炉口插入炉内，其中组合喷枪的中心部位的燃烧喷枪直接插入熔池中进行燃烧，对熔池进行加热和搅拌；矿粉和大颗粒煤粉从组合喷枪的套筒中加入熔池，为熔融和还原反应提供原、燃料及熔剂；二次燃烧喷枪将熔融和还原产生的煤气在熔池表面进行燃烧，为熔池加热。组合喷枪的高度可以随着熔池液面高度的升降自动进行升降调整。

进行熔融还原炼铁生产时，组合喷枪从上部水冷炉口插入熔池中，进行燃烧、加料和二次燃烧；炉内熔渣液面达到一定的高度后，可以在喷枪继续喷吹、加料的情况下向前侧倾动炉体，排出部分熔渣，待熔渣液面达到合适的高度后再将炉体转回原来位置，也可以将炉体保持适当的倾角连续排渣。

另外，在排渣前一段时间内还可以通过停止矿石和熔剂的加入，继续加入煤粉，进行燃烧喷枪的燃烧和产生煤气的二次燃烧，用以降低熔渣区炉渣中FeO的含量，并沉淀炉渣中夹带的粒铁，待炉渣中FeO含量降低到一定值后排出部分炉渣。当炉内产生的铁水累积到一定的量时，向后侧倾动炉体，通过排铁口排出铁水。

本实用新型的球型炉体使用寿命为3～4个月，对炉体内衬耐火材料进行强制冷却后可以延长寿命到5～7个月，为此采用本实用新型进行工业化大生产时应该准备备用转炉，在炉体内衬耐火材料破损到一定程度后及时更换备用转炉，确保长期连续生产。