[实用新型]一种炼铁装置

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，特别涉及一种非高炉利用炉料块的炼铁装置。

背景技术

目前高炉仍然是冶金行业炼铁的主力军，其优点在于高炉的炉龄长、产能大、能耗低、操作简易，但由于高炉流程长、基建费用高、设备复杂、环境污染严重，焦炭资源不可再生，在市场能源紧张、竞争日益激烈的情况下，人们的目光逐渐转向开发新的非高炉炼铁工艺和炼铁设备。

无焦低污染是非高炉炼铁新工艺的目标。非高炉炼铁工艺，可分为“直接还原法”和“熔融还原法”两大类。熔融还原法作为非高炉炼铁的主导研究方向，除COREX炉实现规模生产外，其他的非高炉炼铁装置都还没有获得规模生产的技术水平。

发明内容

本实用新型提出了一种非高炉炼铁装置和炼铁工艺，炼铁装置由上至下包括下料区、固体炉料区、混合区（混合区是指：固体炉料和熔渣的混合区），以及沉淀分离区。

本实用新型提供了一种炼铁装置，由上至下依次包括下料区、固体炉料区、混合区，以及沉淀分离区。在混合区侧壁设置有一次风喷枪，在固体炉料区侧壁设置有二次风喷枪，在沉淀分离区侧壁设置有出渣口和出铁口。

本实用新型中的炼铁装置在冶炼过程中进行一次风喷吹和二次风喷吹，所用的一次风喷枪和二次风喷枪可以为一个或两个以上，可以根据实际需要进行选择适当的数量，喷枪用于向炉内喷吹富氧气体或空气。为了实现上述炉气和热量的流通，下料区、固体炉料区、混合区、沉淀分离区之间部分或全部连通，使得反应产生的高温炉气能够通过，热量传递更充分。

本实用新型中炼铁装置的形状可以根据炉料数量、大小和性质进行选择，优选该固体炉料区的截面由上至下逐渐变大，便于炉料的输送及热量的传输。

本实用新型中二次风喷枪对固体炉料区进行喷吹，使固体炉料区的一氧化碳气体的燃烧率≥95%。

本实用新型中一次风喷枪对混合区进行喷吹，使炉料发生翻滚。

本实用新型的炼铁装置是对现有的熔分炉、竖炉、转体炉、熔炼炉或管炉改造而成。

根据本实用新型的炼铁装置，具体炼铁方法如下：经过预先处理的炉料块从下料区进入炼铁装置，在固体炉料区完成加热，并达到软熔阶段，燃烧反应所产生的高温炉气在通过固体炉料区的过程中，逐步消耗炼铁装置内的热量，降低其温度。待固体炉料进入混合区后，被炙热的熔渣包裹，不断软化熔化。熔化后大量的碳因固体状态的分解而释放，漂到熔渣表面，熔融的铁和渣进入沉淀分离区进行分离，再分别从出铁口和出渣口排出。

一次风喷吹进入混合区后，部分生成还原气体一氧化碳，与剩余的铁的氧化物反应。大量的氧气与碳结合，发生剧烈燃烧生成二氧化碳，释放大量的热量。混合区发生的反应是复杂并交替进行的，一次喷吹的强度由风量、富氧比例决定，一次喷吹的压力与喷枪入口深入熔体表面的高度相关。二次风喷吹是控制固体炉料区的炉气气氛，让大量的一氧化碳气体燃烧，控制炉气中一氧化碳气体的燃烧率达到70%~95%，优选只保留少量（一氧化碳的浓度大约为1%~5%）一氧化碳气体，以提高碳的热值。

优选地，经过预先处理的炉料块以800~1200℃高温进入炼铁装置，在固体炉料区完成加热至1300~1500℃后，达到软熔阶段。

优选地，固体炉料熔化后，在一次风的喷吹作用下，混合区析出的碳在固体和熔渣交界面层产生剧烈燃烧，混合区炉温不低于1500℃，最好是1500~1800℃之间。

优选地，沉淀分离区温度1300~1450℃。

本实用新型所述的炼铁装置没有用焦炭作料柱，一次风喷吹也不是在固体炉料处，因此不同于高炉；本发明所述的炼铁装置有一个固体炉料区，不同于熔融还原的熔池熔炼炉，因为熔池熔炼炉是没有料柱的。

本实用新型对炉内各区域及喷枪进行合理的设置，完成对铁的冶炼，设备简单，工艺易操作，由于充分利用反应热而大大减少了外界的能量消耗，具有节能减排的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型炼铁装置的结构示意图

图中，1.沉淀分离区，2.一次风喷枪，3.固体炉料和熔渣混合区，4.二次风喷枪，5.固体炉料区，6.炼铁装置，7.出铁口，8.出渣口，9.下料区。

具体实施方式