[发明专利]一种双蓄热室型粉矿飞行熔融还原炼铁窑

说明书

本发明公开了一种双蓄热室型粉矿飞行熔融还原炼铁窑，属于炼铁技术领域，这种炼铁窑有两个蓄热室轮流用于预热含氧气体和冷确高温废气，需要两个反应炉轮流进料，两个反应炉的进料口内壁上经常有熔融物冷凝粘结，堵塞进料口，从而影响炼铁原料进料的顺畅，对生产影响很大。本发明通过在公共给料管道或原料进料管道上设置吹扫气输入口、在进料口上设置强制进料设备、将原料进料管道设置为移动式进料管等多种技术方案，都能比较好地解决上述问题。

技术领域

本发明属于炼铁技术领域，具体为涉及一种将粉状铁矿石原料在飞行状态下进行高温熔融还原炼铁的双蓄热室型炼铁窑。

背景技术

在炼铁工业领域中，使用粉状铁矿石直接还原炼铁，能够简化炼铁工艺，降低能耗和生产成本。在申请号为201510989144.9的发明中公开了一种炼铁方法及窑炉，使用该发明可以将粉状铁矿石原料在飞行状态下进行高温熔融还原炼铁并回收高温反应产生的废热，这种炼铁窑需要将两个蓄热室轮流用于预热含氧气体和冷确高温废气，使用两个反应炉轮流进料，两个反应炉的进料口内壁上经常有熔融物冷凝粘结，堵塞进料口，从而影响炼铁原料进料的顺畅。当进料不顺畅时，会减少原料进料量，降低产量，影响窑炉工况的稳定；堵塞严重时无法进料，只能停炉检修，造成很大的经济损失。

发明内容

为解决上述问题，发明人仔细研究发现：使用蓄热室需要每隔一段时间换向一次，每次换向使反应炉和蓄热室内的气流方向变为与换向前相反的方向，使两个蓄热室可以分别轮流用于预热含氧气体和冷确高温废气，两个反应炉需要轮流进料；与预热含氧气体的蓄热室连接的反应炉处于进料状态，在该反应炉的炉膛内，粉状炼铁原料中的煤粉与预热的含氧气体迅速混合燃烧，达到1450℃以上，产生含CO、H₂的高温还原性气体，粉状炼铁原料分散在高温还原气体中，处于飞行状态，传热传质效率非常高，迅速熔化成液体状态并还原析出液态铁和熔化状态的炉渣；熔化状态的炼铁原料、液态铁和熔化状态的炉渣等熔融粉尘在炉膛内随着高温还原气体的流动冲刷炉壁，绝大部分会粘附于炉壁上，在重力作用下，液态铁和熔化状态的炉渣向下流到炉膛底部附近的排液口输出，该反应炉的排气口输出的高温还原气体中虽然还会携带小部分熔融粉尘，但是会接着进入第二个反应炉，第二个反应炉处于停止进料状态，高温还原气体携带的小部分熔融粉尘会粘附在第二个反应炉的炉壁上净化分离，净化后的高温还原气体输入用于冷确高温废气的蓄热室回收热量；由于粉状炼铁原料进入与预热含氧气体的蓄热室连接的反应炉时，会有少量粘在该反应炉进料口的内壁上，当换向后，该反应炉的进料口停止进料，从另一反应炉进入该反应炉的高温废气会使该反应炉的进料口内壁加热升温，该进料口内壁上粘附的粉状炼铁原料被加热熔化并粘结在进料口内壁上，当再一次换向后该进料口恢复进料时，新进来的粉状原料会粘在该进料口内壁上粘结的熔融物上并降低该进料口内壁的温度，使粘结的熔融物冷确凝固，这样，在不断重复换向的情况下，就会发生反复粘结凝固，粘结物不断积累，造成堵塞。

为解决上述问题，发明人经过反复研究和实验，获得了一种新的方案：

一种双蓄热室型粉矿飞行熔融还原炼铁窑，它包括两个反应炉、原料给料设备及含氧气体预热系统；所述含氧气体预热系统包括两个蓄热室、两个气体换向闸板、两个烟气换向闸板、含氧气体输入设备和烟气排出设备；所述两个蓄热室中的一个用于预热含氧气体时，另一个用于冷确高温废气，用于预热含氧气体的蓄热室具有含氧气体入口和预热气出口，用于冷确高温废气的蓄热室具有高温废气入口和冷确废气出口。

上述含氧气体预热系统所包括的各部件的连接方式：所述含氧气体输入设备通过一个处于打开状态的气体换向闸板与含氧气体入口连通，并且通过另一个处于关闭状态的气体换向闸板与冷确废气出口连接；所述烟气排出设备通过一个处于打开状态的烟气换向闸板与冷确废气出口连通，并且通过另一个处于关闭状态的烟气换向闸板与含氧气体入口连接。