[发明专利]一种轴向旋流熔融还原冶炼炉及其工作方法

权利要求书

1.一种轴向旋流熔融还原冶炼炉，其特征在于，由上至下依次为物料输送管道、炉膛、炉缸；所述物料输送管道，将物料从顶部送入炉膛，使物料在炉膛内形成轴向旋流；所述物料输送管道由中心向外包括热风管道、循环煤气管道、矿粉管道、煤粉管道；所述热风管道位于炉膛顶部中央；所述循环煤气管道套在所述热风管道外侧；所述矿粉管道和煤粉管道以炉膛顶部中心为圆心交替呈圆周阵列对称布置。

2.如权利要求1所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉，其特征在于，所述热风管道热风出口处设置扩口和旋流叶片。

3.如权利要求1所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉，其特征在于，所述循环煤气管道出口处设置8-20片旋流叶片，所述旋流叶片倾斜角度为30-60度。

4.如权利要求1所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉，其特征在于，所述矿粉管道数量为4-8支，所述矿粉管道在炉膛内管道末端设置弯头，弯头轴向角度设置15-45度，切向角度设置30-60度。

5.如权利要求1所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉，其特征在于，所述煤粉管道数量为4-8支，所述煤粉管道在炉膛内管道末端设置弯头，弯头轴向角度设置15-45度，切向角度设置30-60度。

6.如权利要求1所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉，其特征在于，所述炉膛采用膜式水冷壁结构，由内到外依次为浇注料、水冷壁、保温棉、钢壳，所述浇注料为耐火耐腐蚀浇注料。

7.如权利要求1所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉，其特征在于，所述炉膛为缩口式炉膛，炉膛内壁向内倾斜，倾斜角度为2-5度。

8.如权利要求1所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉，其特征在于，所述炉膛底部设置有煤气出口；

或，所述炉缸设置有出铁口和出渣口,所述出铁口位于所述出渣口下方。

9.根据权利要求1-8任一项所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉的工作方法，其特征在于，包括：

高温助燃风通过热风管道与循环煤气通过循环煤气管道一同喷入炉膛，在炉膛中心区域燃烧；

煤粉以低温循环煤气作为载气，通过煤粉管道斜向下喷入炉膛，升温产生还原气，同时产生焦粉，在气流带动下甩向炉壁；

矿粉以低温循环煤气作为载气，通过矿粉管道斜向下喷入炉膛，升温形成熔融矿粉，在气流带动下甩向炉壁；

熔融矿粉与焦粉在炉壁处混合，向下流动，在还原气作用下发生氧化还原反应生成铁水；

铁水与未反应的焦粉以及灰渣一同流入炉缸，渣铁因密度不同自然分离，铁水从出铁口流出，焦粉及灰渣从出渣口流出；

还原气以及循环煤气燃烧产生的烟气，通过煤气出口进入煤气重整炉进行降温重整。

10.如权利要求9所述的轴向旋流熔融还原冶炼炉的工作方法，其特征在于，降温重整具体为：

向重整炉内喷入煤粉，煤粉吸收热量，产生还原气以及焦粉，使煤气温度降至800-1000℃，降温后进入旋风分离器；

在旋风分离器中分离焦粉，被分离出来焦粉与煤粉一同输送回冶炼炉参与铁矿的氧化还原反应；

煤气进入余热锅炉降温，然后进入布袋除尘器除尘，随后进入煤气加压机加压，煤气经过加压后，一部分作为循环煤气回到冶炼炉当作燃料提供热量，一部分通入热风炉燃烧换热产生高温助燃风，一部分用作煤粉、焦粉、铁矿粉的输送气，最后多余煤气外供。