[实用新型]高效全氧炼铁炉

说明书

一种高效全氧炼铁炉，包括自下向上依次连接的熔池、换热还原筒和降速过滤罩，整体呈哑铃状排布，熔池、换热还原筒和降速过滤罩的内部相互贯通；熔池的内部自下向上分为铁水层、渣层焦炭层和燃烧层；在换热还原筒的顶部设有至少两只冷气喷枪，在换热还原筒的中上部设有至少两只第一氧枪，在降速过滤罩内设有过滤结构，在过滤结构上设有若干微孔和至少一个滤料排放孔，在降速过滤罩上设有尾气排放口和滤材投料口；在降速过滤罩上设有矿料喷嘴。本实用新型解决了传统高炉炼铁不能使用全氧冶炼且反应周期较长；解决了现有熔融还原工艺反应时不可控、反应周期较长；解决了闪速炼铁工艺存在的热交换不合理的问题。

技术领域

本实用新型涉及非高炉炼铁技术领域，尤其是涉及一种高效全氧炼铁炉。

背景技术

高炉炼铁是使用焦炭作为发热剂和还原剂，将铁矿石还原成铁水的还原熔炼过程。烧结矿以及部分块状铁矿石与焦炭、熔剂从炉顶按照一定规律布料后连续下降，风口区的高温煤气自下上上运动，在炉内向上运动过程中加热缓慢下降的炉料，高炉内这种煤气和炉料逆向运动使高炉中的能源得到了合理而充分的利用。然而，铁矿粉造块及炼焦所带来的严重环境污染，以及稀缺资源炼焦煤在全球的供不应求，促使炼铁企业试图摆脱对冶金焦的依赖，进而不断开发非高炉熔融还原炼铁技术。历史上提出了很多的非高炉熔融还原炼铁方案，但是这些方案大多数不能实现工业化，而且一些方案就算实现了工业化的流程，也没能够经受住实践的检验，在发展过程中被淘汰。现如今较为成熟的熔融还原工艺为两段式COREX法，以及FINEX法。

COREX工艺对原料、燃料要求较为苛刻、工序能耗较高，与高炉相比铁水生产成本和单位产能投资均较高，现已投入运转的COREX装置或多或少都存在着煤/焦耗太高、需要高质量烧结块等问题。

FINEX工艺的熔融还原造气炉的预还原粉矿需要压块后再进入熔融还原造气炉，工艺环节多，维护量大，后续工艺连接难度大，工序能耗高于传统高炉炼铁工序。

目前处在试验阶段的闪速炼铁工艺存在矿粉粒度过小（平均为0.074mm）、热交换不合理造成尾气粉尘含量高、尾气温度高（大于600度）、煤耗高等问题，使得其工序能耗高于上述COREX法和FINEX法工艺。

因此，现有的炼铁手段仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种高效全氧炼铁炉，本实用新型可解决传统高炉炼铁不能使用全氧冶炼，且流程时间较长的问题；可解决现有熔融还原工艺COREX和FINEX因反应时不可控而造成的效率低下的问题；可解决处在试验阶段的闪速炼铁工艺存在的热交换不合理造成尾气温度过高，约1500度、矿粉粒度过小，平均0.074mm而造成尾气粉尘过高，达10%以上的问题。

本实用新型的技术方案是：提供一种高效全氧炼铁炉，包括自下向上依次连接的熔池、换热还原筒和降速过滤罩，整体呈哑铃状排布，所述熔池、换热还原筒和降速过滤罩的内部相互贯通；所述熔池的上部设有向下倾斜的至少一只氧煤喷枪，所述熔池的下部的侧面设有至少一个出铁口和至少一个排渣口；所述熔池的内部自下向上分为铁水层、渣层焦炭层和燃烧层；在所述换热还原筒的顶部设有至少两只冷气喷枪，在所述换热还原筒的中上部设有至少两只第一氧枪，和/或在所述换热还原筒的底部设有至少两只第二氧枪；所述降速过滤罩的下部为漏斗形状，所述降速过滤罩上部为球缺形或倒置的漏斗形状，在所述降速过滤罩内设有用于承载滤材的过滤结构，在所述过滤结构上设有若干让气体通过的微孔和至少一个可控的滤料排放孔，在所述过滤结构的上方的所述降速过滤罩上设有尾气排放口和滤材投料口；在所述过滤结构的下方的所述降速过滤罩上设有矿料喷嘴。

作为对本实用新型的改进，所述氧煤喷枪喷入熔池内的粉煤和氧气，在所述燃烧层燃烧产生的1500⁰C以上的还原性气体，沿着以水平面成45~60⁰角斜向下，以50~200m/s的速度喷入熔池内的焦炭层和渣层，还原性气体搅动焦炭层和渣层为熔池的内部提供熔化热量，并还原渣层中残余的FeO。