一種混合還原煉鐵設備及煉鐵方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種混合還原煉鐵設備及煉鐵方法：把粉礦、粉煤和熔劑等原料放入料倉，原料在料倉里被煙囪里的爐煙加熱，原料通過萬向分布器投放到加料管里、然后流入回轉窯。驅(qū)動電機帶動回轉窯和滾筒爐箅轉動使流入回轉窯和滾筒爐箅的原料被流動的熱氣體進一步均勻地加熱。部分粉煤與粉礦發(fā)生化學反應生成氧化亞鐵和二氧化碳。燃油火焰點燃滾筒爐箅中后段的煤粉塵。從滾筒爐箅出來的熟料落到混合還原爐內(nèi)的梳齒爐箅上被用富氧噴入的粉煤火焰進一步加熱和還原，小塊的熟料落入鐵浴還原池中被滲碳和吹入的水煤氣還原。大塊熟料滑落到慢速還原池上面被富氧支持燃燒的焦炭加熱和還原。鐵浴還原池里生成的鐵水和爐渣流入慢速還原池，從鐵水出口和爐渣管流出。
【專利說明】一種混合還原煉鐵設備及煉鐵方法
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種混合還原煉鐵設備及煉鐵方法。
【背景技術】:
[0002]目前，世界上已經(jīng)用于生產(chǎn)的熔融還原煉鐵技術有三種:C0REX、FINEX和HLSMELT.我國上海寶鋼前幾年引進的3000噸COREX煉鐵設備安裝在上海羅涇分廠，雖然環(huán)保但耗煤是高爐煉鐵的兩倍，運行了幾年是年年虧損，目前已經(jīng)將日產(chǎn)3000噸COREX煉鐵設備轉往煤炭豐富的新疆自治區(qū)。COREX爐本體由上部的還原爐和下部的熔融氣化爐組成。還原爐分為豎爐、罐爐和流化床爐三種。使用豎爐還原爐的COREX煉鐵原理如下:將塊礦、球團礦和熔劑(石灰石和石英)通過無鐘投放裝置間斷地投放到豎爐還原爐中，然后往豎爐中下部通入純度很高的高溫高壓一氧化碳氣體，一氧化碳氣體與塊礦、球團礦發(fā)生化學反應生成二氧化碳和鐵，同時產(chǎn)生熱量加熱塊礦、球團礦和熔劑。由于豎爐里所裝原料間的空隙很小，而經(jīng)過化學反應后松散開的球團礦和型煤使豎爐中下部的空隙更小；所以要往豎爐中下部通入0.6MPar壓強的一氧化碳氣體。鐵礦經(jīng)過還原后形成海綿鐵沉到豎爐下部，然后海綿鐵螺旋輸送機送到熔融氣化爐中，裝在粉煤罐底部的粉煤螺旋輸送機把粉煤罐里的粉煤輸送到熔融氣化爐中燃燒，從熔融氣化爐中下部的高壓純氧支持粉煤的燃燒，粉煤燃燒產(chǎn)生的熱量熔化落入熔融氣化爐中的海綿鐵和爐渣，還有一部分粉煤落入熔化的鐵水和熔化的爐渣后熔解析...爐的熔液中產(chǎn)生大量的二氧化碳氣泡，攪拌熔融氣化爐中的熔液使熔液中的氧化鐵盡數(shù)還原。鐵水從熔融氣化爐的下部流出，爐渣液從鐵水上面熔融氣化爐出口流出。在熔融氣化爐里熔化的爐渣和鐵水溫度達到1700°C，熔融氣化爐中產(chǎn)生的廢熱氣向上升騰加熱落下來的粉煤和海綿鐵。從熔融氣化爐上部出來的高溫煤氣溫度仍然有1000°C，此煤氣中含有的一氧化碳比高爐煤氣中含有的一氧化碳高兩倍；將這些煤氣冷卻、除塵、清除二氧化碳和水蒸氣，再經(jīng)過加壓和加熱后的一氧化碳氣體作為還原氣通入豎爐還原爐中。只是從熔融氣化爐的廢氣中收集到的那一點一氧化碳用于還原豎爐中的氧化鐵，是遠遠不夠的；需要用熱解煤炭來生產(chǎn)大量的一氧化碳(例如:用水煤氣法生產(chǎn)出含有一氧化碳、二氧化碳、氮氣和水蒸氣的混合氣體，然后去除其他氣體，再把純一氧化碳氣體加壓成為一氧化碳壓縮氣體通入熔融氣化爐中還原氧化鐵。)。由于出熔融氣化爐中出來的煤氣中的一氧化碳純度不夠、壓強也低，無法直接用于還原豎爐中的氧化鐵，這樣從熔融氣化爐中出來的1000°c煤氣也無法用來加熱豎爐中的原料。所以COREX爐內(nèi)的熱交換和高爐是不一樣的，高爐的逆流傳輸過程時間相對較長，熱量利用比較充分。而且COREX使用的富鐵礦，我們國家沒有；我國使用含量不高的鐵礦和技術水平低下的水煤氣生產(chǎn)一氧化碳，而且一氧化碳還原球團燒結礦的過程需要花費很長時間、熱量損失太大，使我國的COREX煉鐵的煤耗太高，而且使用豎爐還原爐的COREX爐不能直接使用粉礦。
[0003]目前，韓國探索使用150噸三段鼓泡流化床還原爐FINEX煉鐵。流化床燃煤鍋爐分為鼓泡流化床燃煤鍋爐和循環(huán)流化床燃煤鍋爐。首先研發(fā)出的是鼓泡流化床燃煤鍋爐，其原理是:鼓風機吹出的風從流化床爐箅下面向上吹，把流化床上面燃燒的粉煤吹浮起來，就像吹氣泡似的-氣泡吹大到一定程度就會吹爆、然后又會從小到大吹起第二個氣泡，
燃燒的粉煤被吹起、又落下然后再被吹起...;粉煤燃燒產(chǎn)生的煙氣燒鍋爐，燒完鍋爐帶余熱的煙氣用來加熱鼓風機吹出來的風。在鼓泡流化床燃煤鍋爐的基礎上開發(fā)出循環(huán)流化床燃煤鍋爐，其原理是:鼓風機吹出的風從流化床爐箅下面向上吹，把流化床上面燃燒的粉煤吹浮起來，燃燒的小顆粒粉煤被高高吹起、小顆粒粉煤燃盡后留下的灰被吹落的爐灰室；燃燒的大顆粒粉煤被吹起到一定高度后又落回到流化床上，然后被再一次吹起...，大顆粒的粉煤越燒越小，最后變成小顆粒粉煤燃盡后留下的灰被吹落的爐灰室；粉煤燃燒產(chǎn)生的煙氣燒鍋爐，燒完鍋爐帶余熱的煙氣用來加熱鼓風機吹出來的風。鼓泡流化床燃煤鍋爐使用中壓鼓風機，燃燒效率低；循環(huán)流化床燃煤鍋爐使用高壓鼓風機，燃燒效率高。FINEX的鼓泡流化床還原爐工作原理與鼓泡流化床燃煤鍋爐的工作原理有相似的地方。使用三段式鼓泡流化床還原爐的FINEX的工作原理是:顆粒小于8mm的粉礦在預熱爐里被加熱到一定溫度，從熔融氣化爐頂部出來的爐煤氣與水煤氣裝置產(chǎn)生的一部分水煤氣混合后經(jīng)過煤氣冷卻裝置的冷卻，旋風除塵裝置的除塵，清洗裝置用水清洗，提純裝置把氣體中的二氧化碳和水蒸氣除去生成只含有一氧化碳和氫氣的還原氣，用增壓風機給還原氣增壓，然后經(jīng)過煤氣冷卻裝置加熱還原氣，被加熱后的還原氣從終還原流化床爐箅下面向上吹，把從再還原流化床流到終還原流化床上的再還原粉礦吹浮起來；在爐溫800°C的狀況下:一氧化碳和氫氣充分地與再還原粉礦接觸，發(fā)生化學反應生產(chǎn)二氧化碳、水蒸氣和生成鐵，形成終還原粉礦、并產(chǎn)生一定的熱量；終還原粉礦中生成鐵的含量占70%，由于從終還原流化床出來的終還原粉礦溫度太低，不能直接投放到熔融氣化爐中。所以要用壓塊機把終還原粉礦壓成條狀然后切成大顆粒，用螺旋輸送機把這些大顆粒終還原礦輸送到熔融氣化爐中，把從粉煤罐出來的粉煤壓成 型煤，然后把型煤也投放到熔融氣化爐中，終還原礦和型煤落在熔融氣化爐的熔解池里高溫的爐渣液上面被加熱，部分終還原康和型煤溶解在爐渣液中形成鐵水、氧化鐵熔液和溶解碳，氧化鐵熔液和溶解碳焚燒化學反應生產(chǎn)鐵水和二氧化碳，并產(chǎn)生熱量和大量二氧化碳氣泡、攪拌熔解池里的熔液使氧化鐵和碳的化學反應更加充分，氧氣從熔解池上面水平吹入、與堆在熔解池上面的型煤發(fā)生化學反應產(chǎn)生的熱氣體與熔解池里發(fā)生化學反應產(chǎn)生的熱氣體一起加熱上面的大顆粒終還原礦塊和型煤，這樣高溫的大顆粒終還原礦塊和型煤落入熔解池中就會很容易熔化、形成鐵水、氧化鐵熔液和溶解碳析出。鐵水從熔解池的下部流出。爐渣液從熔解池的上部流出。從終流化床還原爐出來的爐煤氣與水煤氣裝置產(chǎn)生的一部分水煤氣混合后經(jīng)過煤氣冷卻裝置的冷卻，旋風除塵裝置的除塵，清洗裝置用水清洗，提純裝置把氣體中的二氧化碳和水蒸氣除去生成只含有一氧化碳和氫氣的還原氣，用增壓風機給還原氣增壓，然后經(jīng)過煤氣冷卻裝置加熱還原氣，被加熱后的還原氣從再還原流化床爐箅下面向上吹，把從初還原流化床流到再還原流化床上的初還原粉礦吹浮起來；在爐溫600°C的狀況下:一氧化碳和氫氣充分地與初還原粉礦接觸，發(fā)生化學反應生產(chǎn)二氧化碳、水蒸氣和生成鐵，形成再還原粉礦、并產(chǎn)生一定的熱量；再還原粉礦中生成鐵的含量占50%，從再流化床還原爐出來的爐煤氣與水煤氣裝置產(chǎn)生的一部分水煤氣混合后經(jīng)過煤氣冷卻裝置的冷卻，旋風除塵裝置的除塵，清洗裝置用水清洗，提純裝置把氣體中的二氧化碳和水蒸氣除去生成只含有一氧化碳和氫氣的還原氣，用增壓風機給還原氣增壓，然后經(jīng)過煤氣冷卻裝置加熱還原氣，被加熱后的還原氣從初還原流化床爐箅下面向上吹，把從預熱流化床流到初還原流化床上的預熱粉礦吹浮起來；在爐溫450°C的狀況下:一氧化碳和氫氣充分地與預熱后的粉礦接觸，發(fā)生化學反應生產(chǎn)二氧化碳、水蒸氣和生成鐵，形成初還原粉礦、并產(chǎn)生一定的熱量；初還原粉礦中生成鐵的含量占30%，熱風爐出來的熱風從預熱流化床爐箅下面向上吹，把從預熱流化床流上的粉礦吹浮起來、并加熱到 450 0C ο
[0004]目前，澳大利亞已經(jīng)開發(fā)出80噸的HLSMELT煉鐵爐。HLSMELT煉鐵爐原理如下:煤內(nèi)燃熱風爐或者煤氣熱風爐把空氣加熱到1200°C，1200°C的熱空氣從終加熱循環(huán)流化床的爐箅下面向上吹，把從再加熱循環(huán)流化床流到終加熱循環(huán)流化床的爐箅上的450°C的熱粉礦繼續(xù)加熱到650°C。從終加熱循環(huán)流化床上面出來的熱風經(jīng)過加壓后從再加熱循環(huán)流化床的爐箅下面向上吹，把從初加熱循環(huán)流化床流到再加熱循環(huán)流化床的爐箅上的250°C的熱粉礦繼續(xù)加熱到450°C。從再加熱循環(huán)流化床上面出來的熱風經(jīng)過加壓后從出加熱循環(huán)流化床的爐箅下面向上吹，把投放到初加熱循環(huán)流化床的爐箅上的粉礦加熱到250°C。由于從終加熱循環(huán)流化床上面和再加熱循環(huán)流化床上面出來的熱風降低太多和風量損失，需要用熱風爐出來的1200°C的熱空氣補充。螺旋輸送機把650°C的熱粉礦輸送到鐵浴還原爐頂部，然后用氮 氣把650°C的粉礦噴入鐵浴還原爐里，粉礦中的氧化鐵與鐵浴還原爐里的溶解炭發(fā)生化學反應生產(chǎn)二氧化碳和鐵，中熔液里生產(chǎn)的二氧化碳氣泡攪拌了熔液使熔液里的氧化鐵與溶解炭、熔劑與粉礦中的雜質(zhì)發(fā)生更充分的化學反應。粉煤被碾碎加熱、除去粉煤中的水份，然后用富氧把粉煤噴入鐵浴還原爐中、燃燒產(chǎn)生二氧化碳和大量的一氧化碳，并釋放出熱量加熱噴入鐵浴還原爐里的粉礦和粉煤，產(chǎn)生的一氧化碳與噴入鐵浴還原爐里的粉礦中的氧化鐵發(fā)生化學反應生成鐵和二氧化碳。未燃燒而落入鐵浴還原爐的熔液里粉煤被加熱成為溶解炭析出后與落入鐵浴還原爐的熔液里的粉礦中的氧化鐵發(fā)生劇烈的化學反應，生成鐵和在熔液產(chǎn)生大量的二氧化碳、并釋放出熱量。鐵水從鐵浴還原爐的下側流出。爐渣液從鐵浴還原爐的熔液上部流出加熱富氧和氮氣。
[0005]COREX,LINEX和HLSMELT的熔融還原爐產(chǎn)生的煤氣和熱量沒有被直接利用。COREX不可以直接利用大量的粉礦和粉煤，需要用塊礦、燒結礦、塊煤、型煤和少量的粉礦、粉煤、焦煤。在COREX的豎爐中加熱后的還原氣與塊礦和燒結礦的化學反應非常慢，而且要消耗很多還原氣。在LINEX中加熱后的還原氣與鼓泡流化床上粉礦中的氧化鐵發(fā)生化學反應，一些穿過粉礦沒有與粉礦中的氧化鐵發(fā)生化學反應的還原氣成為爐煤氣。從FINEX的鼓泡流化床還原爐和熔融還原爐中出來的爐煤氣需要用旋風除塵器除去灰塵、再用冷卻裝置冷卻爐煤氣、然后經(jīng)過提純?nèi)コ隣t煤氣中的二氧化碳和水蒸氣才能使用，由于從終還原流化床出來的終還原粉礦溫度太低，不能直接投放到熔融氣化爐中。終還原礦需要壓塊、然后切成顆粒才能使用，粉煤要壓成型煤才能使用；工藝復雜消耗很多能量，而且余熱沒有很好地利用。在HLSMELT1中循環(huán)流化床上的粉礦需要用熱風爐加熱的高溫空氣來加熱，由于粉礦沒有在循環(huán)流化床上被還原，所以熱粉礦中的氧化鐵要在鐵浴熔融還原爐中的熔液中與溶解炭發(fā)生劇烈的化學反應才能被還原成鐵、同時產(chǎn)生大量的二氧化碳氣體，整個反應處于沸騰狀態(tài)、無法平靜，生產(chǎn)的鐵中所含雜質(zhì)太多、無法直接用來煉鋼。鐵浴熔融還原爐被損壞的速度是很快的，鐵浴熔融還原爐的壽命很短。從COREX、LINEX和HLSMELT的熔融還原爐出來的爐煤氣的余熱都沒有被直接利用，損耗非常大。HLSMELT屬于直接還原反應，也就是氧化鐵與滲碳發(fā)生化學反應生成二氧化碳和鐵并吸收熱量；它是一種吸熱反應，需要持續(xù)的熱量維持反應。所以，這種直接還原的化學反應只能占整個煉鐵的化學反應的小部分，而煉鐵的大部分應該是間接還原反應，也就是碳與氧發(fā)生化學反應生成一氧化碳并產(chǎn)生熱量，然后是一氧化碳與氧化鐵發(fā)生化學反應生成二氧化碳和鐵并產(chǎn)生熱量。
[0006] 傳統(tǒng)的高爐煉鐵，鐵礦粉需要燒結才能投放的高爐里；焦煤需要經(jīng)過洗煤，然后煉成焦炭，才能投放到高爐里?？梢酝郀t里投放少量塊煤，但不能往高爐里投放粉煤。投放到高爐里的燒結礦和焦炭依次經(jīng)過預熱、間接還原反應、直接還原反應生產(chǎn)鐵，整個過程緩慢進行，爐體散熱損失熱量較大。可以從高爐下部噴入煤粉以節(jié)約焦炭，但高爐下部空間較小、噴入的煤粉量很小，煤粉在狹小的空間里燃燒困難。高爐煉鐵底部的轉爐里的鐵水比較平靜、煉出的鐵純度高，可以直接用來煉鋼。高爐煉鐵產(chǎn)生的爐渣與鐵水在轉爐里分界線明顯，所以產(chǎn)生的爐渣含鐵量很低。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]混合還原煉鐵設備包括:回轉式流化床加熱爐、混合還原爐、水煤氣發(fā)生裝置、水煤氣增壓機、煙氣冷卻裝置、煙氣除塵裝置、煙氣洗滌器、鼓風機、富氧發(fā)生裝置、粉煤罐、粉煤電動旋轉閥、焦炭罐、焦炭閥、燃油箱、燃油泵、燃油閥。富氧發(fā)生裝置是用空壓機把空氣壓縮后通過分子篩把氮氣篩出去，剩余的氣體就是富氧?；剞D式流化床加熱爐的結構如下:它的內(nèi)部結構是回轉窯+滾筒爐箅，在回轉窯的前段和滾筒爐箅后段外面分別套有前環(huán)形軌道和后環(huán)形軌道，前環(huán)形軌道之前的回轉窯前端套有從動齒輪?；剞D窯+滾筒爐箅前高后低傾斜地安裝在前后兩個支撐臺上，回轉窯上套有的前環(huán)形軌道和滾筒爐箅上套有的后環(huán)形軌道分別壓在前后兩個支撐臺上的兩對滾輪上，回轉窯上的從動齒輪與驅(qū)動電機轉軸上的主動齒輪嚙合。回轉窯+滾筒爐箅是在金屬回轉網(wǎng)管的前段內(nèi)外側鑲嵌耐火陶瓷板、形成回轉窯，在回轉網(wǎng)管的中后段內(nèi)外側鑲嵌帶孔的耐火陶瓷板或者帶孔的石墨板、形成滾筒爐箅，在回轉窯+滾筒爐箅內(nèi)側裝有抄板?；剞D式流化床加熱爐有外殼，外殼把回轉窯+滾筒爐箅、滾輪、主動齒輪和從動齒輪包在里面。外殼有夾層、夾層內(nèi)有冷媒體，或者外殼內(nèi)襯耐火陶瓷外包保溫材料。鼓風機5吹出的風經(jīng)過總風管和加熱機構的加熱后從裝在穿過外殼的后段的底部、外殼尾部和外殼中后段的三點鐘方向的數(shù)個分支風管吹向滾筒爐箅，外殼尾部和外殼中后段的三點鐘方向的數(shù)個分支風管的出口處裝有燃油噴嘴，燃油泵從燃油箱抽取燃油經(jīng)過燃油電動調(diào)節(jié)閥和燃油管、從燃油噴嘴噴出?；剞D窯+滾筒爐箅的上方的外殼上依次裝有數(shù)個溫度傳感器。加料管的下端伸入回轉窯的入口，加料管的中部與外殼前端固定連接。加料管的上端通過萬向分布器與上面的料倉連接，煙?下段從料倉中央穿過之后再穿過萬向分布器中央孔、然后煙囪的下端也與加料管相通，料倉內(nèi)的粉礦、粉煤和熔劑通過一個萬向布料器從加料管投放到回轉窯中。從煙?出來的爐煙依次經(jīng)過爐煙冷卻裝置使爐煙冷卻、爐煙除塵裝置除去爐煙中的大顆粒塵土、爐煙清洗器清洗掉爐煙中的小顆粒塵土。滾筒爐箅的出口對接混合還原爐的左邊的熟料入口，從回轉式流化床加熱爐的滾筒爐箅出來的含氧化亞鐵、粉煤和熔劑的海綿狀的熟料從混合還原爐的頂部的左邊進入、落到梳齒爐箅上。裝在焦炭罐里的焦炭通過焦炭罐底部漏斗上的焦炭閥門也落到梳齒爐箅中部。隔離板把混合還原爐的下部隔離成兩部分、左邊的鐵浴還原池和右邊的慢速還原池，隔離板下端有連通孔把混合還原爐的鐵浴還原池底部與慢速還原池底部連通?；旌线€原爐的底部是傾斜的、從鐵浴還原池的底部向慢速還原池底部傾斜，梳齒爐箅從左到右向下傾斜、梳齒爐箅的下端與隔離板的上端固定連接。梳齒爐箅與隔離板把整個混合還原爐分隔成左邊的快速的熔融還原區(qū)和右邊的慢速仿高爐還原區(qū)，慢速仿高爐還原區(qū)沒有煉鐵高爐的預熱區(qū)。梳齒爐箅與隔離板由高溫耐火材料制成(例如:硅化鑰陶瓷)，梳齒爐箅的每一條梳齒內(nèi)都有兩條尾部連接在一起的冷卻通道、冷媒體從一條冷卻通道進入從另一條冷卻通道出來。隔離板內(nèi)和混合還原爐的爐殼內(nèi)也有冷卻通道，冷媒體冷卻梳齒爐箅、隔離板和混合還原爐，冷媒體可以是水或者是水蒸氣、空氣、富氧。粉煤罐底部的電動旋轉閥把粉煤間歇地卸下，然后用富氧把粉煤噴入混合還原爐的梳齒爐箅與鐵浴還原池之間空間。水煤氣發(fā)生裝置出來的水煤氣經(jīng)過水煤氣增壓機增壓、進入混合還原爐的鐵浴還原池，與氧化鐵和氧化亞鐵發(fā)生化學反應生成鐵、二氧化碳和水?；旌线€原爐的慢速還原池的底側有鐵水出口，混合還原爐的慢速還原池的上層爐渣液層有爐渣管通往外面。富氧從混合還原爐的慢速還原池上面的爐殼側面吹入、支持焦炭燃燒，從混合還原爐的爐渣管出來的爐渣液用來加熱富氧。
[0008]混合還原煉鐵方法如下:把粉礦、粉煤和熔劑放入料倉，粉礦、粉煤和熔劑在料倉9里被煙? 8里的煙氣加熱，料倉里的粉礦、粉煤和熔劑通過料倉下面的萬向分布器投放到加料管里、然后從加料管流入回轉窯。驅(qū)動電機轉動主動齒輪帶動回轉窯上的從動齒輪轉動，使回轉窯上的前環(huán)形軌道和滾筒爐箅上的后環(huán)形軌道分別壓在前、后支撐臺上的滾輪轉動。流入回轉窯的粉礦、粉煤和熔劑在回轉窯里由于回轉窯的轉動，被回轉窯內(nèi)的抄板帶到高處然后落下、被回轉窯內(nèi)流動的熱氣體進一步均勻地加熱，在回轉窯內(nèi)高溫下粉煤中的碳與粉礦中的一部分氧化鐵發(fā)生化學反應生成氧化亞鐵和二氧化碳。從煙?出來的爐煙依次經(jīng)過爐煙冷卻裝置使爐煙冷卻、爐煙除塵裝置除去爐煙中的大顆粒塵埃、爐煙清洗器清洗掉爐煙中的小顆粒塵埃。從回轉式流化床加熱爐外殼的中后段的三點鐘方向上和外殼尾部的數(shù)個燃油噴嘴噴出的燃油火焰點燃滾筒爐箅里的煤塵，并加熱滾筒爐箅里的粉礦、粉煤和熔劑。鼓風機吹出的風經(jīng)過加熱后，從回轉式流化床加熱爐外殼的中后段的三點鐘方向上和外殼尾部的套在數(shù)個燃油噴 嘴外面的數(shù)個分支風管吹出，支持燃油噴嘴噴出的燃油燃燒。從回轉式流化床加熱爐外殼的后段底部的數(shù)個分支風管吹出的風支持滾筒爐箅后段內(nèi)的粉煤燃燒。由于滾筒爐箅的轉動，在滾筒爐箅內(nèi)三點鐘方向的地方的原料被抄板帶走、只留下漂浮的煤塵，燃油火焰把這些煤塵點燃。由于滾筒爐箅內(nèi)三點鐘方向的地方漂浮的煤粉塵的濃度較高、空氣支持這些漂浮的煤塵的燃燒只能是不充分燃燒；漂浮的煤粉塵在滾筒爐箅內(nèi)滾筒爐箅三點鐘方向的地方不充分燃燒產(chǎn)生大量的一氧化碳、同時產(chǎn)生大量的熱量加熱回轉窯內(nèi)的原料。在滾筒爐箅中后段內(nèi)的原料被滾筒爐箅內(nèi)三點鐘方向的地方燃燒的火焰加熱，原料從600°C加熱到900°C、呈海綿狀熟料。由于回轉窯和滾筒爐箅轉動把原料帶到高處使處在高處的一氧化碳也能與被帶到高處的原料中的氧化亞鐵發(fā)生化學反應，所以回轉窯和滾筒爐箅內(nèi)的一氧化碳被更充分地利用。因而使回轉式流化床加熱爐最終產(chǎn)生的熟料中生成鐵的含量很高，從煙?里出來的爐煙中一氧化碳含量很低。從滾筒爐箅出來的熟料落入混合還原爐中的梳齒爐箅上。粉煤罐底部的電動旋轉閥把粉煤間歇地卸下，然后用富氧把粉煤噴入混合還原爐的梳齒爐箅與鐵浴還原區(qū)之間空間。在富氧的支持下，粉煤在混合還原爐的梳齒爐箅與鐵浴還原池之間空間中燃燒、加熱梳齒爐箅上的海綿狀熟料，使梳齒爐箅上的海綿狀熟料中的生成鐵熔化后落入混合還原爐的鐵浴還原池。梳齒爐箅上的小塊海綿狀熟料被加熱后穿過梳齒爐箅也落入混合還原爐的鐵浴還原池。梳齒爐箅上的大塊熟料滑落到混合還原爐的緩慢還原池上，裝在焦炭罐里的焦炭通過焦炭罐底部漏斗上的焦炭閥門落到梳齒爐箅中部、被加熱，然后滑落到混合還原爐的緩慢還原池上。富氧從混合還原爐的慢速還原池上層爐渣液層上面的爐殼側面吹入、支持焦炭燃燒，其煉鐵過程與高爐煉鐵的過程相似。在混合還原爐的鐵浴還原池里，熔解后的滲碳與氧化鐵、氧化亞鐵發(fā)生劇烈的化學反應生成鐵和二氧化碳氣體、是吸熱化學反應。二氧化碳從混合還原爐的鐵浴還原池中溢出產(chǎn)生大量的氣泡，這些氣泡攪拌鐵浴還原池中的各種物質(zhì)使鐵水下沉、爐渣液上浮，使氧化鐵、氧化亞鐵與熔解滲炭充分接觸而發(fā)生激烈的化學反應。水煤氣發(fā)生裝置出來的水煤氣經(jīng)過水煤氣增壓機增壓和通過水煤氣電動調(diào)節(jié)閥、進入混合還原爐的鐵浴還原池里，攪拌混合還原爐的鐵浴還原池里的熔液，并與氧化鐵和氧化亞鐵發(fā)生化學反應生成鐵、二氧化碳和水，它屬于間接還原反應、是放熱還原反應；這一放熱還原反應產(chǎn)生的熱量彌補了直接還原反應、既鐵浴還原反應吸收的熱量，使混合還原爐的鐵浴還原池里的熔液的溫度不會降低。在混合還原爐的鐵浴還原池里，生成的鐵水沉下去穿過隔離板下端的連通孔流到還原爐的緩慢還原池下層，鐵水中的少量爐渣在還原爐的緩慢還原池里緩慢上浮到爐渣液層，剩下純度很高鐵水從鐵水出口流出。在混合還原爐的鐵浴還原池上層，生成的爐渣液穿過梳齒爐箅下段的縫隙，流到混合還原爐的慢速還原池上層爐渣液層，爐渣液中所含的鐵水緩慢地下沉到混合還原爐的慢速還原池的下層，爐渣液從爐渣管流出。
[0009]本發(fā)明混合還原煉鐵設備及煉鐵方法兼與HLSMLT煉鐵和高爐煉鐵的優(yōu)點。
[0010]本發(fā)明與HLSMELT相比，本發(fā)明中的回轉式流化床加熱爐中的原料被燃燒的燃油和煤塵直接加熱，HLSMELT中循環(huán)流化床中的粉礦被熱風爐吹出來的熱空氣加熱、屬于間接加熱效率低；本發(fā)明中的回轉式流化床加熱爐中的原料被轉動的回轉窯和滾筒爐箅直接攪拌，而HLSMELT中循環(huán)流化床中的粉礦被熱熱風爐吹出的熱空氣攪拌、屬于間接攪拌效率低。HLSMELT中的終循環(huán)流化床出來的粉礦是沒有經(jīng)過還原的氧化鐵，而從本發(fā)明中的回轉式流化床加熱爐出來的熟料中含有大量的氧化亞鐵和生成鐵，因而熟料落到混合還原爐的梳齒爐箅上再一次被加熱和進行間接還原反應，熟料中的氧化鐵和氧化亞鐵的含量進一步減小，等到落入混合還原爐的鐵浴還原池時化學反應就不那么劇烈。從HLSMELT的鐵浴熔融還原爐出來的爐煤氣沒有被直接利用、浪費大量熱量，本發(fā)明中的混合還原爐的爐煤氣被直接利用。由于HLSMELT的鐵浴熔融還原爐中的化學反應始終處于激烈狀態(tài)，產(chǎn)生的二氧化碳氣體攪拌的鐵浴熔融還原爐里的熔液，所以產(chǎn)生的鐵水中的雜質(zhì)特別多、不適合練鋼。但本發(fā)明具有HLSMELT快速煉鐵的優(yōu)點。
[0011]本發(fā)明與高爐煉鐵相比具有快速煉鐵的優(yōu)點，也有出鐵水前處于相對靜止、沒有產(chǎn)生二氧化碳氣體攪拌的現(xiàn)象發(fā)生，從爐渣管出來的爐渣含鐵量很少，從鐵水出口流出鐵水純度很高。本發(fā)明克服了高爐煉鐵速度慢、散熱多，需要使用大量的焦炭和燒結礦、不能使用粉煤和粉礦的缺點。目前，高爐煉出的鐵除了連續(xù)鑄造板材和線材外，都是用來生產(chǎn)粗鋼錠。這些粗鋼錠需要重新加熱熔化鑄造產(chǎn)品。本發(fā)明生產(chǎn)出的鐵水批量小，可以連續(xù)鑄造塊狀廣品。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做更具體詳細的說明。
[0013]圖1是本發(fā)明的混合還原煉鐵設備原理圖。[0014]圖2是本發(fā)明中的混合還原爐中的梳齒爐箅與隔離板的外觀示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明中的回轉式流化床加熱爐的結構原理圖。
[0016]圖4是本發(fā)明中的回轉式流化床加熱爐的A-A剖視圖。
[0017]圖5是本發(fā)明中的回轉式流化床加熱爐的B-B剖視圖。
[0018]圖6是本發(fā)明中的回轉式流化床加熱爐的C-C剖視圖。
【具體實施方式】:
[0019]圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，混合還原煉鐵設備包括:回轉式流化床加熱爐、混合還原爐27、水煤氣發(fā)生裝置22、水煤氣增壓機23、煙氣冷卻裝置15、煙氣除塵裝置
16、煙氣洗滌器17、鼓風機5、富氧發(fā)生裝置18、粉煤罐20、粉煤電動旋轉閥21、焦炭罐25、焦炭閥26、燃油箱11、燃油泵12、燃油閥13。富氧發(fā)生裝置18是用空壓機把空氣壓縮后通過分子篩把氮氣篩出去，剩余的氣體就是富氧?；剞D式流化床加熱爐的結構如下:它的內(nèi)部結構是回轉窯2+滾筒爐箅3，在回轉窯2的前段和滾筒爐箅3后段外面分別套有前環(huán)形軌道和后環(huán)形軌道，前環(huán)形軌道之前的回轉窯2前端套有從動齒輪?；剞D窯2+滾筒爐箅3前高后低傾斜地安裝在前后兩個支撐臺6上，回轉窯2上套有的前環(huán)形軌道和滾筒爐箅3上套有的后環(huán)形軌道分別壓在前后兩個支撐臺6上的兩對滾輪4上，回轉窯2上的從動齒輪與驅(qū)動電機7轉軸上的主動齒輪嚙合。回轉 窯2+滾筒爐箅3是在金屬回轉網(wǎng)管的前段內(nèi)外側鑲嵌耐火陶瓷板、形成回轉窯2，在回轉網(wǎng)管的中后段內(nèi)外側鑲嵌帶孔的耐火陶瓷板或者帶孔的石墨板、形成滾筒爐箅3，在回轉窯2+滾筒爐箅3內(nèi)側裝有抄板?；剞D式流化床加熱爐有外殼1，外殼I把回轉窯2+滾筒爐箅3、滾輪4、主動齒輪和從動齒輪包在里面。外殼I有夾層、夾層內(nèi)有冷媒體，或者外殼I內(nèi)襯耐火陶瓷外包保溫材料。鼓風機5吹出的風經(jīng)過總風管和加熱機構的加熱后從裝在穿過外殼2的后段的底部、外殼I尾部和外殼2中后段的三點鐘方向的數(shù)個分支風管吹向滾筒爐箅3，外殼I尾部和外殼I中后段的三點鐘方向的數(shù)個分支風管10的出口處裝有燃油噴嘴，燃油泵12從燃油箱11抽取燃油經(jīng)過燃油電動調(diào)節(jié)閥13和燃油管14、從燃油噴嘴噴出?；剞D窯2+滾筒爐箅3的上方的外殼I上依次裝有數(shù)個溫度傳感器。加料管的下端伸入回轉窯2的入口，加料管的中部與外殼I前端固定連接。加料管的上端通過萬向分布器與上面的料倉9連接，煙? 8下段從料倉9中央穿過之后再穿過萬向分布器中央孔、然后煙囪8的下端也與加料管相通，料倉9內(nèi)的粉礦、粉煤和熔劑通過一個萬向布料器從加料管投放到回轉窯2中。從煙囪8出來的爐煙依次經(jīng)過爐煙冷卻裝置15使爐煙冷卻、爐煙除塵裝置16除去爐煙中的大顆粒塵土、爐煙清洗器17清洗掉爐煙中的小顆粒塵土。滾筒爐箅3的出口對接混合還原爐27的左邊的熟料入口，從回轉式流化床加熱爐的滾筒爐箅3出來的含氧化亞鐵、粉煤和熔劑的海綿狀的熟料從混合還原爐23的頂部的左邊進入、落到梳齒爐箅28上。裝在焦炭罐25里的焦炭通過焦炭罐25底部漏斗上的焦炭閥門26也落到梳齒爐箅28中部。隔離板29把混合還原爐27的下部隔離成兩部分、左邊的鐵浴還原池和右邊的慢速還原池，隔離板29下端有連通孔把混合還原爐27的鐵浴還原池底部與慢速還原池底部連通?；旌线€原爐27的底部是傾斜的、從鐵浴還原池的底部向慢速還原池底部傾斜，梳齒爐箅28從左到右向下傾斜、梳齒爐箅28的下端與隔離板29的上端固定連接。梳齒爐箅28與隔離板29把整個混合還原爐27分隔成左邊的快速的熔融還原區(qū)和右邊的慢速仿高爐還原區(qū)，慢速仿高爐還原區(qū)沒有煉鐵高爐的預熱區(qū)。梳齒爐箅28與隔離板29由高溫耐火材料制成，梳齒爐箅28的每一條梳齒內(nèi)都有兩條尾部連接在一起的冷卻通道、冷媒體從一條冷卻通道進入從另一條冷卻通道出來。隔離板29內(nèi)和混合還原爐27的爐殼內(nèi)也有冷卻通道，冷媒體冷卻梳齒爐箅28、隔離板29和混合還原爐27，冷媒體可以是水或者是水蒸氣、空氣、富氧。粉煤罐20底部的電動旋轉閥21把粉煤間歇地卸下，然后用富氧把粉煤噴入混合還原爐27的梳齒爐箅28與鐵浴還原池之間空間。水煤氣發(fā)生裝置22出來的水煤氣經(jīng)過水煤氣增壓機增壓、進入混合還原爐27的鐵浴還原池，與氧化鐵和氧化亞鐵發(fā)生化學反應生成鐵、二氧化碳和水?；旌线€原爐23的慢速還原池的底側有鐵水出口 31，混合還原爐27的慢速還原池的上層爐渣液層有爐渣管30通往外面。富氧從混合還原爐27的慢速還原池上面的爐殼側面吹入、支持焦炭燃燒，從混合還原爐27的爐渣管30出來的爐渣液用來加熱富氧。
[0020]圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，混合還原煉鐵方法如下:把粉礦、粉煤和熔劑放入料倉9，粉礦、粉煤和熔劑在料倉9里被煙? 8里的煙氣加熱，料倉9里的粉礦、粉煤和熔劑通過料倉9下面的萬向分布器投放到加料管里、然后從加料管流入回轉窯2。驅(qū)動電機7轉動主動齒輪帶動回轉窯2上的從動齒輪轉動，使回轉窯2上的前環(huán)形軌道和滾筒爐箅3上的后環(huán)形軌道分別壓在前、后支撐臺6上的滾輪4轉動。流入回轉窯2的粉礦、粉煤和熔劑在回轉窯2里由于回轉窯2的轉動，被回轉窯2內(nèi)的抄板帶到高處然后落下、被回轉窯2內(nèi)流動的熱氣體進一步均勻地加熱，在回轉窯2內(nèi)高溫下粉煤中的碳與粉礦中的一部分氧化鐵發(fā)生化學反應生成氧化亞鐵和二氧化碳。從煙? 8出來的爐煙依次經(jīng)過爐煙冷卻裝置15使爐煙冷卻、爐煙除塵裝置16除去爐煙中的大顆粒塵埃、爐煙清洗器17清洗掉爐煙中的小顆粒塵埃。從回轉式流化床加熱爐外殼I的中后段的三點鐘方向上和外殼I尾部的數(shù)個燃油噴嘴噴出的燃油火焰點燃滾筒爐箅3里的煤塵，并加熱滾筒爐箅3里的粉礦、粉煤和熔劑。鼓風機5吹出 的風經(jīng)過加熱后，從回轉式流化床加熱爐外殼I的中后段的三點鐘方向上和外殼I尾部的套在數(shù)個燃油噴嘴外面的數(shù)個分支風管10吹出，支持燃油噴嘴噴出的燃油燃燒。從回轉式流化床加熱爐外殼I的后段底部的數(shù)個分支風管10吹出的風支持滾筒爐箅3后段內(nèi)的粉煤燃燒。由于滾筒爐箅3的轉動，在滾筒爐箅3內(nèi)三點鐘方向的地方的原料被抄板帶走、只留下漂浮的煤塵，燃油火焰把這些煤塵點燃。由于滾筒爐箅3內(nèi)三點鐘方向的地方漂浮的煤粉塵的濃度較高、空氣支持這些漂浮的煤塵的燃燒只能是不充分燃燒；漂浮的煤粉塵在滾筒爐箅3內(nèi)滾筒爐箅3三點鐘方向的地方不充分燃燒產(chǎn)生大量的一氧化碳、同時產(chǎn)生大量的熱量加熱回轉窯2內(nèi)的原料。在滾筒爐箅3中后段內(nèi)的原料被滾筒爐箅3內(nèi)三點鐘方向的地方燃燒的火焰加熱，原料從600°C加熱到900°C、呈海綿狀熟料。由于回轉窯2和滾筒爐箅3轉動把原料帶到高處使處在高處的一氧化碳也能與被帶到高處的原料中的氧化亞鐵發(fā)生化學反應，所以回轉窯2和滾筒爐箅3內(nèi)的一氧化碳被更充分地利用。因而使回轉式流化床加熱爐最終產(chǎn)生的熟料中生成鐵的含量很高，從煙囪8里出來的爐煙中一氧化碳含量很低。從滾筒爐箅3出來的熟料落入混合還原爐23中的梳齒爐箅28上。粉煤罐20底部的電動旋轉閥21把粉煤間歇地卸下，然后用富氧把粉煤噴入混合還原爐27的梳齒爐箅28與鐵浴還原區(qū)之間空間。在富氧的支持下，粉煤在混合還原爐27的梳齒爐箅28與鐵浴還原池之間空間中燃燒、加熱梳齒爐箅28上的海綿狀熟料，使梳齒爐箅28上的海綿狀熟料中的生成鐵熔化后落入混合還原爐27的鐵浴還原池。梳齒爐箅28上的小塊海綿狀熟料被加熱后穿過梳齒爐箅28也落入混合還原爐27的鐵浴還原池。梳齒爐箅28上的大塊熟料滑落到混合還原爐27的緩慢還原池上，裝在焦炭罐25里的焦炭通過焦炭罐25底部漏斗上的焦炭閥門26落到梳齒爐箅28中部、被加熱，然后滑落到混合還原爐27的緩慢還原池上。富氧從混合還原爐27的慢速還原池上層爐渣液層上面的爐殼側面吹入、 支持焦炭燃燒，其煉鐵過程與高爐煉鐵的過程相似。在混合還原爐27的鐵浴還原池里，熔解后的滲碳與氧化鐵、氧化亞鐵發(fā)生劇烈的化學反應生成鐵和二氧化碳氣體、是吸熱化學反應。二氧化碳從混合還原爐27的鐵浴還原池中溢出產(chǎn)生大量的氣泡，這些氣泡攪拌鐵浴還原池中的各種物質(zhì)使鐵水下沉、爐渣液上浮，使氧化鐵、氧化亞鐵與熔解滲炭充分接觸而發(fā)生激烈的化學反應。水煤氣發(fā)生裝置22出來的水煤氣經(jīng)過水煤氣增壓機23增壓和通過水煤氣電動調(diào)節(jié)閥24、進入混合還原爐27的鐵浴還原池里，攪拌混合還原爐27的鐵浴還原池里的熔液，并與氧化鐵和氧化亞鐵發(fā)生化學反應生成鐵、二氧化碳和水，它屬于間接還原反應、是放熱還原反應；這一放熱還原反應產(chǎn)生的熱量彌補了直接還原反應、既鐵浴還原反應吸收的熱量，使混合還原爐27的鐵浴還原池里的熔液的溫度不會降低。在混合還原爐27的鐵浴還原池里，生成的鐵水沉下去穿過隔離板29下端的連通孔流到還原爐27的緩慢還原池下層，鐵水中的少量爐渣在還原爐27的緩慢還原池里緩慢上浮到爐渣液層，剩下純度很高鐵水從鐵水出口 31流出。在混合還原爐27的鐵浴還原池上層，生成的爐渣液穿過梳齒爐箅28下段的縫隙，流到混合還原爐27的慢速還原池上層爐渣液層，爐渣液中所含的鐵水緩慢地下沉到混合還原爐27的慢速還原池的下層，爐渣液從爐渣管30流出。
【權利要求】
1.一種混合還原煉鐵設備，其特征在于:混合還原煉鐵設備包括:回轉式流化床加熱爐、混合還原爐(27)、水煤氣發(fā)生裝置(22)、水煤氣增壓機(23)、煙氣冷卻裝置(15)、煙氣除塵裝置(16)、煙氣洗滌器(17)、鼓風機(5)、富氧發(fā)生裝置(18)、粉煤罐(20)、粉煤電動旋轉閥(21)、焦炭罐(25)、焦炭閥(26)、燃油箱(11)、燃油泵(12)、燃油閥(13)，富氧發(fā)生裝置(18)是用空壓機把空氣壓縮后通過分子篩把氮氣篩出去，剩余的氣體就是富氧，回轉式流化床加熱爐的結構如下:它的內(nèi)部結構是回轉窯(2) +滾筒爐箅(3)，在回轉窯(2)的前段和滾筒爐箅(3)后段外面分別套有前環(huán)形軌道和后環(huán)形軌道，前環(huán)形軌道之前的回轉窯(2)前端套有從動齒輪；回轉窯(2) +滾筒爐箅(3)前高后低傾斜地安裝在前后兩個支撐臺(6)上，回轉窯(2)上套有的前環(huán)形軌道和滾筒爐箅(3)上套有的后環(huán)形軌道分別壓在前后兩個支撐臺(6)上的兩對滾輪(4)上，回轉窯(2)上的從動齒輪與驅(qū)動電機(7)轉軸上的主動齒輪嚙合；回轉窯(2) +滾筒爐箅(3)是在金屬回轉網(wǎng)管的前段內(nèi)外側鑲嵌耐火陶瓷板、形成回轉窯(2)，在回轉網(wǎng)管的中后段內(nèi)外側鑲嵌帶孔的耐火陶瓷板或者帶孔的石墨板、形成滾筒爐箅(3)，在回轉窯(2) +滾筒爐箅(3)內(nèi)側裝有抄板；回轉式流化床加熱爐有外殼(1)，外殼(I)把回轉窯(2) +滾筒爐箅(3)、滾輪(4)、主動齒輪和從動齒輪包在里面，外殼(I)有夾層、夾層內(nèi)有冷媒體，或者外殼(I)內(nèi)襯耐火陶瓷外包保溫材料；鼓風機(5)吹出的風經(jīng)過總風管和加 熱機構的加熱后從裝在穿過外殼(2)的后段的底部、外殼(I)尾部和外殼(2)中后段的三點鐘方向的數(shù)個分支風管吹向滾筒爐箅(3),外殼(I)尾部和外殼(I)中后段的三點鐘方向的數(shù)個分支風管(10)的出口處裝有燃油噴嘴，燃油泵(12)從燃油箱(II)抽取燃油經(jīng)過燃油電動調(diào)節(jié)閥(13)和燃油管(14)、從燃油噴嘴噴出；回轉窯(2)+滾筒爐箅(3)的上方的外殼(I)上依次裝有數(shù)個溫度傳感器；加料管的下端伸入回轉窯(2)的入口，加料管的中部與外殼(I)前端固定連接，加料管的上端通過萬向分布器與上面的料倉(9)連接，煙囪(8)下段從料倉(9)中央穿過之后再穿過萬向分布器中央孔、然后煙囪(8)的下端也與加料管相通，料倉(9)內(nèi)的粉礦、粉煤和熔劑通過一個萬向布料器從加料管投放到回轉窯(2)中；從煙囪(8)出來的爐煙依次經(jīng)過爐煙冷卻裝置(15)使爐煙冷卻、爐煙除塵裝置(16)除去爐煙中的大顆粒塵土、爐煙清洗器(17)清洗掉爐煙中的小顆粒塵土 ；滾筒爐箅(3)的出口對接混合還原爐(27)的左邊的熟料入口 ；從回轉式流化床加熱爐的滾筒爐箅⑶出來的含氧化亞鐵、粉煤和熔劑的海綿狀的熟料從混合還原爐(23)的頂部的左邊進入、落到梳齒爐箅(28)上，裝在焦炭罐(25)里的焦炭通過焦炭罐(25)底部漏斗上的焦炭閥門(26)也落到梳齒爐箅(28)中部；隔離板(29)把混合還原爐(27)的下部隔離成兩部分、左邊的鐵浴還原池和右邊的慢速還原池，隔離板(29)下端有連通孔把混合還原爐(27)的鐵浴還原池底部與慢速還原池底部連通，混合還原爐(27)的底部是傾斜的、從鐵浴還原池的底部向慢速還原池底部傾斜，梳齒爐箅(28)從左到右向下傾斜、梳齒爐箅(28)的下端與隔離板(29)的上端固定連接；梳齒爐箅(28)與隔離板(29)把整個混合還原爐(27)分隔成左邊的快速的熔融還原區(qū)和右邊的慢速仿高爐還原區(qū)，慢速仿高爐還原區(qū)沒有煉鐵高爐的預熱區(qū)；梳齒爐箅(28)與隔離板(29)由高溫耐火材料制成，梳齒爐箅(28)的每一條梳齒內(nèi)都有兩條尾部連接在一起的冷卻通道、冷媒體從一條冷卻通道進入從另一條冷卻通道出來，隔離板(29)內(nèi)和混合還原爐(27)的爐殼內(nèi)也有冷卻通道，冷媒體冷卻梳齒爐箅(28)、隔離板(29)和混合還原爐(27)，冷媒體可以是水或者是水蒸氣、空氣、富氧；粉煤罐(20)底部的電動旋轉閥(21)把粉煤間歇地卸下，然后用富氧把粉煤噴入混合還原爐(27)的梳齒爐箅(28)與鐵浴還原池之間空間；水煤氣發(fā)生裝置(22)出來的水煤氣經(jīng)過水煤氣增壓機增壓、進入混合還原爐(27)的鐵浴還原池，與氧化鐵和氧化亞鐵發(fā)生化學反應生成鐵、二氧化碳和水；混合還原爐(23)的慢速還原池的底側有鐵水出口(31)，混合還原爐(27)的慢速還原池的上層爐渣液層有爐渣管(30)通往外面，富氧從混合還原爐(27)的慢速還原池上面的爐殼側面吹入、支持焦炭燃燒，從混合還原爐(27)的爐渣管(30)出來的爐渣液用來加熱富氧。
2.混合還原煉鐵方法，其特征在于:把粉礦、粉煤和熔劑放入料倉(9)，粉礦、粉煤和熔劑在料倉(9)里被煙? (8)里的煙氣加熱，料倉(9)里的粉礦、粉煤和熔劑通過料倉(9)下面的萬向分布器投放到加料管里、然后從加料管流入回轉窯(2)，驅(qū)動電機(7)轉動主動齒輪帶動回轉窯(2)上的從動齒輪轉動使回轉窯(2)上的前環(huán)形軌道和滾筒爐箅(3)上的后環(huán)形軌道分別壓在前、后支撐臺(6)上的滾輪(4)轉動，流入回轉窯(2)的粉礦、粉煤和熔劑在回轉窯⑵里由于回轉窯⑵的轉動被回轉窯⑵內(nèi)的抄板帶到高處然后落下、被回轉窯(2)內(nèi)流動的熱氣體進一步均勻地加熱，在回轉窯(2)內(nèi)高溫下粉煤中的碳與粉礦中的一部分氧化鐵發(fā)生化學反應生成氧化亞鐵和二氧化碳；從煙? (8)出來的爐煙依次經(jīng)過爐煙冷卻裝置(15)使爐煙冷卻、爐煙除塵裝置(16)除去爐煙中的大顆粒塵埃、爐煙清洗器(17)清洗掉爐煙中的小顆粒塵埃；從回轉式流化床加熱爐外殼(I)的中后段的三點鐘方向上和外殼(I)尾部的數(shù)個燃油噴嘴噴出的燃油火焰點燃滾筒爐箅(3)里的煤塵，并加熱滾筒爐箅(3)里的粉礦、粉煤和熔劑，鼓風機(5)吹出的風經(jīng)過加熱后從回轉式流化床加熱爐外殼(I)的中后段的三點鐘方向上和外殼(I)尾部的套在數(shù)個燃油噴嘴外面的數(shù)個分支風管(10)吹出、支持燃油噴嘴噴出的燃油燃燒；從回轉式流化床加熱爐外殼(I)的后段底部的數(shù)個分支風管(10)吹出的風支持滾筒爐箅(3)后段內(nèi)的粉煤燃燒；由于滾筒爐箅(3)的轉動，在滾筒爐箅(3)內(nèi)三點鐘方向的地方的原料被抄板帶走、只留下漂浮的煤塵，燃油火焰把這些煤塵點燃；由于滾筒爐箅(3)內(nèi)三點鐘方向的地方漂浮的煤粉塵的濃度較高、空氣支持這些漂浮的煤塵 的燃燒只能是不充分燃燒；漂浮的煤粉塵在滾筒爐箅(3)內(nèi)滾筒爐箅(3)三點鐘方向的地方不充分燃燒產(chǎn)生大量的一氧化碳、同時產(chǎn)生大量的熱量加熱回轉窯(2)內(nèi)的原料；在滾筒爐箅(3)中后段內(nèi)的原料被滾筒爐箅(3)內(nèi)三點鐘方向的地方燃燒的火焰加熱，原料從600°C加熱到900°C、呈海綿狀熟料；由于回轉窯(2)和滾筒爐箅(3)轉動把原料帶到高處使處在高處的一氧化碳也能與被帶到高處的原料中的氧化亞鐵發(fā)生化學反應，所以回轉窯(2)和滾筒爐箅(3)內(nèi)的一氧化碳被更充分地利用；因而使回轉式流化床加熱爐最終產(chǎn)生的熟料中生成鐵的含量很高，從煙? (8)里出來的爐煙中一氧化碳含量很低；從滾筒爐箅(3)出來的熟料落入混合還原爐(23)中的梳齒爐箅(28)上，粉煤罐(20)底部的電動旋轉閥(21)把粉煤間歇地卸下，然后用富氧把粉煤噴入混合還原爐(27)的梳齒爐箅(28)與鐵浴還原區(qū)之間空間；在富氧的支持下，粉煤在混合還原爐(27)的梳齒爐箅(28)與鐵浴還原池之間空間中燃燒、加熱梳齒爐箅(28)上的海綿狀熟料，使梳齒爐箅(28)上的海綿狀熟料中的生成鐵熔化后落入混合還原爐(27)的鐵浴還原池；梳齒爐箅(28)上的小塊海綿狀熟料被加熱后穿過梳齒爐箅(28)也落入混合還原爐(27)的鐵浴還原池；梳齒爐箅(28)上的大塊熟料滑落到混合還原爐(27)的緩慢還原池上，裝在焦炭罐(25)里的焦炭通過焦炭罐(25)底部漏斗上的焦炭閥門(26)落到梳齒爐箅(28)中部、被加熱，然后滑落到混合還原爐(27)的緩慢還原池上；富氧從混合還原爐(27)的慢速還原池上層爐渣液層上面的爐殼側面吹入、支持焦炭燃燒，其煉鐵過程與高爐煉鐵的過程相似；在混合還原爐(27)的鐵浴還原池里，熔解后的滲碳與氧化鐵、氧化亞鐵發(fā)生劇烈的化學反應生成鐵和二氧化碳氣體、是吸熱化學反應，二氧化碳從混合還原爐(27)的鐵浴還原池中溢出產(chǎn)生大量的氣泡，這些氣泡攪拌鐵浴還原池中的各種物質(zhì)使鐵水下沉、爐渣液上浮，使氧化鐵、氧化亞鐵與熔解滲炭充分接觸而發(fā)生激烈的化學反應；水煤氣發(fā)生裝置(22)出來的水煤氣經(jīng)過水煤氣增壓機(23)增壓和通過水煤氣電動調(diào)節(jié)閥(24)、進入混合還原爐(27)的鐵浴還原池里，攪拌混合還原爐(27)的鐵浴還原池里的熔液，并與氧化鐵和氧化亞鐵發(fā)生化學反應生成鐵、二氧化碳和水，它屬于間接還原反應、是放熱還原反應，這一放熱還原反應產(chǎn)生的熱量彌補了直接還原反應、既鐵浴還原反應吸收的熱量，使混合還原爐(27)的鐵浴還原池里的熔液的溫度不 會降低；在混合還原爐(27)的鐵浴還原池里，生成的鐵水沉下去穿過隔離板(29)下端的連通孔流到還原爐(27)的緩慢還原池下層，鐵水中的少量爐渣在還原爐(27)的緩慢還原池里緩慢上浮到爐渣液層，剩下純度很高鐵水從鐵水出口(31)流出；在混合還原爐(27)的鐵浴還原池上層，生成的爐渣液穿過梳齒爐箅(28)下段的縫隙，流到混合還原爐(27)的慢速還原池上層爐渣液層，爐渣液中所含的鐵水緩慢地下沉到混合還原爐(27)的慢速還原池的下層，爐渣液從爐渣管(30)流出。
【文檔編號】C21B13/14GK103937922SQ201410186486
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權日:2014年4月25日
【發(fā)明者】張英華 申請人:張英華