[实用新型]一种还原区气氛控制转底炉

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金粉尘处理技术领域，具体涉及一种还原区气氛控制转底炉。

背景技术

钢铁行业是一个高消耗、高污染行业，钢铁生产流程中产生的冶金粉尘是主要的污染源之一。冶金粉尘中含有铁、碳、锌等元素，具有回收利用价值。转底炉法是一种处理冶金粉尘的有效方法，得到广泛关注。转底炉采用由冶金粉尘配以含碳原料作为还原剂制成的含碳球团作为原料。含碳球团在转底炉内被加热，内部发生还原反应，其中的铁的氧化物被还原生成金属铁，得到金属化球团。按功能划分，转底炉炉膛可分为预热区、加热区和还原区。预热区的作用主要是充分利用烟气显热来加热球团，加热区的作用是进一步加热球团，同时球团内部高价铁离子被逐步还原成低价铁离子，在还原区，金属铁开始生成。

转底炉内的加热方式一般采用敞焰加热，高温烟气直接与含碳球团接触，使得还原出来的金属铁与高温烟气中的残氧、水蒸气、CO₂等氧化性气体接触，被二次氧化，降低产品金属化率，造成能源的浪费。中国专利CN 101968311A公布了一种辐射管隔绝烟气加热的转底炉，在转底炉上设有若干个辐射管加热装置，使炉膛内的气氛与辐射管内的烟气完全隔绝，并通过向炉膛内供入保护性气体或物料自身挥发的气体弥漫炉膛，达到控制炉膛气氛的目的。该专利可以有效防止炉膛内部含碳球团表面和内部生成的金属铁的二次氧化，但在转底炉预热段和加热段，球团内部还没有金属铁产生，但有CO等可燃气体生成，同时，从还原区流过来的烟气中也含有大量的CO等可燃气体，整个炉膛全部采用辐射管加热方式无法实现这部分气体在炉内的燃烧，不利于降低转底炉能耗。

实用新型内容

本实用新型目的是：旨在提供一种还原区气氛控制转底炉，既能避免金属化球团再氧化，又能有效利用含碳球团在还原过程中产生的CO等可燃气体，降低转底炉能耗。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种还原区气氛控制转底炉，包括炉墙、炉顶和炉底，所述炉墙和炉顶固定，所述炉底与炉墙相对转动，所述炉墙的内、外侧墙与炉底之间形成炉膛，所述炉膛分为预热区、加热区、还原区，所述预热区的进口设有进料螺旋，所述还原区的出口设有出料螺旋，所述加热区安装有明火烧嘴，所述明火烧嘴安装于炉墙的内、外侧墙上或炉顶上，所述还原区安装有辐射管燃烧器，所述辐射管燃烧器安装于炉墙内、外侧墙上，所述还原区设置有若干个惰性气体或还原性气体入口。

采用本实用新型的技术方案，冶金粉尘从进料螺旋进入预热区，可利用烟气显热来加热冶金粉尘；由于加热区安装有明火烧嘴，可以对冶金粉尘进一步加热，球团内部高价铁离子被还原成低价铁离子；由于还原区安装有辐射管燃烧器，还原区采用辐射管燃烧器进行加热，可以防止还原区含碳球团中还原出的铁被二次氧化；由于还原区设置有惰性气体或还原性气体入口，可根据需要向惰性气体或还原性气体入口通入惰性气体或还原性气体，从而实现还原区内气氛的控制，还原产生的金属化球团从出料螺旋排出。这样的结构设计，既能避免金属化球团再氧化，又能有效利用含碳球团在还原过程中产生的CO等可燃气体，降低转底炉能耗，适合市场推广使用。

进一步，所述预热区外侧墙等角度布置4～10台空气喷嘴，所述预热区内侧墙等角度布置3～9台空气喷嘴。这样的结构设计，空气喷嘴的空气喷口功率较为合适，空气喷嘴向炉膛内喷入空气，进一步燃烧炉膛内部含碳球团还原产生的CO等可燃气体，有利于冶金粉尘的加热，可以改善预热区的加热效果，提高预热效率。

进一步，所述加热区分为至少一个区，所述还原区分为至少一个区，且相邻两个区之间设有隔墙，所述隔墙底端距离炉底的距离为100mm～700mm。这样的结构设计，分区加热和还原，进一步改善还原铁产品的质量。

进一步，所述加热区分为加热一区和加热二区，所述还原区分为还原一区和还原二区，所述加热一区外侧墙等角度布置4～10台明火烧嘴，所述加热一区内侧墙等角度布置3～9台明火烧嘴，所述加热二区外侧墙等角度布置4～10台明火烧嘴，所述加热二区内侧墙等角度布置3～9台明火烧嘴；所述还原一区外侧墙等角度布置4～10台辐射管燃烧器，所述还原一区内侧墙等角度布置3～9台辐射管燃烧器，所述还原二区外侧墙等角度布置4～10台辐射管燃烧器，所述还原二区内侧墙等角度布置3～9台辐射管燃烧器。这样的结构设计，明火烧嘴的燃烧功率较为合适，有利于冶金粉尘的进一步加热；另外，辐射管燃烧器的燃烧功率也较为合适，较好地防止还原区含碳球团中还原出的铁被二次氧化。