[发明专利]气基竖炉、气基还原氧化球团系统及应用该系统的方法

说明书

本发明具体涉及一种气基竖炉、气基还原氧化球团系统及应用该系统的方法，竖炉炉体内腔包括还原段和冷却段，还原段包括设于内腔上端的氧化球团入口；自氧化球团入口下端内腔部位至内腔中部设置向下蜿蜒的螺旋滑道，螺旋滑道的上部为曲面部，下部为栅格部；环绕于炉体中部外侧的第一围管，第一围管的第一喷嘴伸入内腔；环绕于炉体中下部外侧的第二围管，第二围管设于第一围管下方，其设有伸入内腔的第二喷嘴；设于内腔且位于曲面部顶端侧的炉顶气出口；冷却段包括设于内腔底部的还原铁出口。该竖炉具有改善球团的预热效果，合理利用能源，提高生产效率的优点。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种气基竖炉、气基还原氧化球团系统及应用该系统的方法。

背景技术

直接还原法有气基和煤基两种，气基直接还原法因具有容积利用率高、热效率高、生产率高等优点而成为非焦煤冶金工艺的主流技术。气基竖炉制备海绵铁所采用的原料为氧化球团、氧化球团或复合粘结剂球团，氧化球团由高品位铁精粉制成，含铁品位大于66％，根据我国天然气、高品位铁块矿稀缺，我国直接还原宜采用以铁精矿为原料的直接还原工艺，并在铁精矿中加入复合机粘结造球；气体还原球团在竖炉内进行，温度大于1000℃，压力为0.2-0.4MPa，时间50min以上，由于该工艺路线竖炉压力较高，为防止加热析碳，同时对有效气CO+H₂含量、H₂/CO比的要求较高，整体工艺路线条件苛刻，现有技术中尚没有较为合理、经济的工艺流程。

另一方面，现有气基竖炉属于对流式移动床，由还原段和冷却段两大部分组成。氧化球团或复合粘结剂球团装入竖炉内在下降过程中先被干燥预热，随后铁矿石进行还原反应，形成海绵铁后进入冷却段。海绵铁进入冷却段在冷却气流中冷却至接近环境温度后，通过底部排料装置排出炉外。现有竖炉生产中，由于生球烘干所需废气不足，导致生球未干透就入炉；或者因布料操作失误，造成湿球入炉，在这种情况下，入炉生球遇到高温气体，往往发生爆裂产生大量碎球和粉末，造成粘结，影响设备作业率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供的一种气基竖炉，具有改善球团的预热效果，合理利用能源，提高生产效率的优点；此外，本发明另一方面还提供了一种气基还原氧化球团系统及应用该系统的还原方法，还原出金属氧化球团。

为实现上述发明目的，本发明提供的一种气基竖炉，其炉体内腔包括还原段和冷却段，所述还原段包括

设于内腔上端的氧化球团入口；

自氧化球团入口下端内腔部位至内腔中部设置向下蜿蜒的螺旋滑道，所述螺旋滑道的上部为曲面部，下部为栅格部；

环绕于炉体中部外侧的第一围管，所述第一围管的第一喷嘴伸入内腔；

环绕于炉体中下部外侧的第二围管，所述第二围管设于第一围管下方，其设有伸入内腔的第二喷嘴；

设于内腔且位于曲面部顶端侧的炉顶气出口；

所述冷却段包括设于内腔底部的还原铁出口。

在一些改进的方案中，所述曲面部与栅格部之间通过弹性连接机构连接，所述曲面部侧边与内腔壁固定连接，所述栅格部侧边靠近内腔壁；所述第一围管为与螺旋滑道相匹配的一圈螺旋构造，所述第一喷嘴伸入内腔并置于靠近所述栅格部的曲面部下端一圈螺旋面的底面，所述第一喷嘴的喷嘴口朝下。

再一些改进的技术方案中，所述曲面部包括表面的工作层和设于工作层下方的耐高温的第一钢板层；所述栅格部为表面涂覆有镁质涂料的耐高温的第二钢板层。

进一步的，位于曲面部下端的所述工作层端部和第一钢板层端部之间设有容置槽；所述栅格部上端设有插块，所述插块设有定位孔，且上端部置于容置槽内，所述定位孔穿插定位销将所述栅格部的上端部连接于曲面部，所述栅格部的上端部两侧分别与工作层和第一钢板层之间设置压簧，使得栅格部可在喷嘴口喷射的还原气冲击力下实现上下振动。