[发明专利]一种基于感应补充加热结构的煤气竖炉系统及炼铁方法

说明书

本发明涉及一种基于感应补充加热结构的煤气竖炉系统及炼铁方法，煤气竖炉系统包括：用于制备并净化还原煤气的煤制气系统、用于对还原煤气进行加热的加热炉；承载含铁原料并用于进行直接还原工艺的竖炉；竖炉外设置有用于通入气体的围管，煤制气系统制备的还原煤气经过加热炉加热后经过围管通入竖炉；竖炉的炉身中部使用对承载的含铁原料进行加热的中频感应加热设备；竖炉的炉顶通过管道与二次循环净化装置连通，经过二次循环净化装置的气体与煤制气系统出口的还原煤气混合进入加热炉。本发明可以提高还原反应速度、使竖炉生产率提高，而且可以减少还原煤气的用量，提高竖炉产量，节约生产成本。

技术领域

本发明涉及竖炉直接还原的冶金领域，尤其涉及一种基于感应补充加热结构的煤气竖炉系统及炼铁方法。

背景技术

气基竖炉直接还原工艺，是指在竖炉内利用气体还原剂将铁矿石或氧化球团还原成金属铁的方法。DRI-EAF短流程与BF-BOF流程相比，气基竖炉+电炉工艺比高炉+转炉工艺减少CO₂排放32％，气基竖炉+电炉工艺比高炉+转炉工艺减少SO₂排放74％，气基竖炉+电炉工艺比高炉+转炉工艺减少NOx排放62％，(30％竖炉直接还原铁与70％废钢+电炉)比(高炉+转炉)减少能耗61％。因此非高炉短流程炼铁是中国钢铁工业节能减排绿色发展的方向。

但是在气基竖炉制备DRI过程中，含铁球团还原过程消耗煤气仅为600m³/tDRI，但气基竖炉实际使用1800m³/tDRI的煤气，是为了带入足够还原所需的热量。为此，如何改进上述工艺成为当前需要解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种结构简单、加热效率高效的基于感应补充加热结构的煤气竖炉系统及炼铁方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种基于感应补充加热结构的煤气竖炉系统，包括：

用于制备并净化还原煤气的煤制气系统，

用于对还原煤气进行加热的加热炉；

承载含铁原料并用于进行直接还原工艺的竖炉；

竖炉外设置有用于通入气体的围管，所述煤制气系统制备的还原煤气经过加热炉加热后经过围管通入竖炉；

所述竖炉的炉身中部设置有对竖炉内的含铁原料进行加热的中频感应加热设备；

所述竖炉的炉顶通过管道与二次循环净化装置连通，经过二次循环净化装置的气体通入加热炉，并与所述煤制气系统出口的还原煤气混合通入所述围管。

可选地，所述中频感应加热设备位于所述竖炉的炉身还原段，且处于还原段高度由下向上方向的0.3-0.6位置处。

可选地，中频感应加热设备与所述竖炉的控制装置连接，所述控制装置依据所述竖炉内原料的温度调整所述中频感应加热设备的感应电流。

可选地，中频感应加热设备包括：

中频电源发生器、分置在竖炉两侧的感应线圈；线圈密封盖；

所述中频电源发生器与感应线圈连接，并均设置在所述线圈密封盖内；

所述围管位于所述线圈密封盖的下方且相互独立，在所述线圈密封盖和所述围管外设置有用于与空气隔离的框架体。

可选地，所述竖炉中与所述中频感应加热设备对应的区域所使用的耐火材料与其它区域所使用的耐火材料不同；

和/或，所述竖炉中与所述中频感应加热设备对应的区域所使用的耐火材料为氧化镁或氧化铝。