[发明专利]燃气竖炉以及熔融还原金属物料的熔化方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属熔化技术领域，特别是指一种燃气竖炉以及熔融还原金属物料的熔化方法。

背景技术

目前熔化金属物料所用的竖炉主要有两种：一种是传统焦炭竖炉，热量通常是由焦炭燃烧提供的，铁在熔化工艺的工程中，由于炉中还原气氛很难控制，造成金属元素与过量的氧气化学反应生成大量的金属氧化物，只有少量的氧化物被还原成单质金属，不可避免的造成C、Si、Mn元素的过量烧损，并且熔化工艺过程中，由于焦炭炉内的层焦及接力焦都是根据炉工的经验来添加，所以炉内的还原气氛及出铁温度，各种元素的烧损都不容易控制，最关键的问题是，污染严重，排放不达标；另一种是无焦竖炉，排放虽然比焦炭炉效果好，但是也有局限性，由于增碳方法(如，直接在炉缸内喷吹碳粉)效果不明显，再加上纯天然气炉，炉内的反应气氛也是氧化的，所以元素烧损严重，温度偏低，达不到浇筑要求，出铁温度一般在1320～1350℃，为了能够获得浇筑的要求温度，铁水进入前炉后，需要在前炉增加中频电炉提温，提高了投资成本。

发明内容

本发明提出一种燃气竖炉以及熔融还原金属物料的熔化方法，解决了现有竖炉和熔化方法元素过量烧损和金属液温度偏低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种燃气竖炉，包括炉体、设于所述炉体侧壁的烧嘴、以及与所述烧嘴相通的第一管道和第二管道；还包括：主管路，其一端与所述烧嘴连通，另一端分别与所述第一管道和所述第二管道相通；和，第三管道，与所述第一管道连通；所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道分别与所述主管路的连接入口处设有调节阀。

作为本发明的进一步改进，所述烧嘴位于所述炉体的熔化带，所述烧嘴的数量为多个，沿所述炉体的侧壁外围均匀分布。

作为本发明的进一步改进，还包括：出料口和出渣口，均位于所述烧嘴的下方，所述出渣口的高度高于所述出料口的高度。

作为本发明的进一步改进，还包括：位于所述炉体内的耐火球。

作为本发明的进一步改进，还包括：设于所述主管路上的燃气比例阀，和，与所述燃气比例阀电连接的控制器。

作为本发明的进一步改进，还包括：用于调整所述第二管道内气体压力的燃气稳压装置，设于所述第二管道的入口处，与所述控制器电连接；和，氧含量分析仪，设于所述第一管道上，位于所述第三管道的下方，与所述控制器电连接。

作为本发明的进一步改进，还包括：报警器，与所述控制器电连接。

作为本发明的进一步改进，还包括：温度监测装置，其包括：热电偶，设于用于将炉内热风送出的换热风管中，与所述控制器电连接。

本发明还涉及利用上述燃气竖炉熔融还原金属物料的熔化方法，包括以下步骤：a、调整燃气与空气的混合比例，点火预热，使炉内的温度稳定上升；b、打开全部所述烧嘴，将通入所述烧嘴内的空气中混入纯氧气，得到富氧气体，调整燃气与所述富氧气体的混合比例，使炉内温度上升到指定温度；c、开始投料，炉料经过预热，熔融，熔化，得到金属液。

作为本发明的进一步改进，步骤a中，预热10-20min，炉内的温度达到1000摄氏度；步骤b中，纯氧气占所属富氧气体的比例为2％-5％，所述富氧气体与通入炉内气体的体积比为1:9，所述指定温度为1600摄氏度以上；步骤c中，所述炉料包括：50％回炉料、30％废钢和20％原料铁。

本发明的有益效果为：

1、本发明的竖炉通过增加通氧气的管道，使炉内的含氧量容易控制，进而控制炉内的温度。

2、本发明通过控制燃气中氧的含量，熔化铁液温度可以达到1450～1500℃；由于炉内燃料只有燃气、空气和氧气，铁液不受炉料污染；耐火球除了增加炉料受热面积，同时可以作为催化剂，其不完全燃烧产生过量的CO，以及炉内的过氢还原气氛，共同形成弱还原气氛，将过量的金属氧化物还原成单质金属，增碳、不增硫，碳、硅、锰等元素的烧损率稳定，可以有效控制铁液的氧化烧损，元素氧化烧损低，生产球铁不需要进行脱硫，铁液化学成分稳定。

3、本发明实现了工作场地整齐干净，使用管道输送的天然气，避免了焦炭存储、运输和挑选的烦恼，使用方便、容易调节和控制，工厂环境整洁；污染物排放量少，燃气竖炉的尾气中不包含SO₂、无异味，CO含量很低，对空气的污染程度低；炉渣量少于燃焦冲天炉，炉渣中的有害物质少；生产球铁时不产生脱硫渣，固态废渣少，有利于保护环境。