本發(fā)明屬于冶金設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁化-還原焙燒一體的轉(zhuǎn)底爐。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)底爐直接還原工藝是近三十年間發(fā)展起來(lái)的煉鐵和處理特殊有色金屬礦石的新工藝。轉(zhuǎn)底爐直接還原省去了高爐煉焦流程，是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保的技術(shù)。由于此項(xiàng)工藝對(duì)原料和燃料的要求不高，能夠合理利用自然資源，因而受到冶金和有色行業(yè)的高度關(guān)注。

轉(zhuǎn)底爐油環(huán)形爐床、內(nèi)外側(cè)壁、爐頂、燃燒系統(tǒng)等組成。側(cè)壁、爐頂固定不動(dòng)，爐床由爐底傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)循環(huán)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)底爐的工藝流程是將細(xì)礦石和還原劑加入粘結(jié)劑后造球，并將球團(tuán)均勻排布在轉(zhuǎn)底爐的爐底，在爐底上的球團(tuán)隨爐底轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中，完成還原。由轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的金屬化球團(tuán)可作為高爐或熔分爐等的原料，以獲得金屬。

轉(zhuǎn)底爐的工藝特點(diǎn)：

(1)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)還原焙燒的物料是含碳球團(tuán)，碳和氧化鐵之間的接觸緊密，具有良好的快速還原條件。

(2)轉(zhuǎn)底爐還原焙燒工藝是薄料層在高溫中加熱，可實(shí)現(xiàn)快速還原，爐料在爐內(nèi)還原時(shí)間短。

(3)由于薄料層、爐料在轉(zhuǎn)底爐中不受壓，且爐料與爐襯之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)爐料的強(qiáng)度要求不高，不會(huì)產(chǎn)生料團(tuán)與爐體耐材粘結(jié)現(xiàn)象。

目前的轉(zhuǎn)底爐，雖然單臺(tái)的處理量較大，但功能單一，僅有還原效果，對(duì)于一些需要磁化焙燒的原料直接還原效果差，限制了轉(zhuǎn)底爐的使用；轉(zhuǎn)底爐的爐內(nèi)氣氛不可控，物料加熱不均勻等問(wèn)題需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種磁化-還原焙燒一體的轉(zhuǎn)底爐，該轉(zhuǎn)底爐可將待處理物料的磁化焙燒與還原焙燒先后進(jìn)行，擋墻可以將磁化焙燒區(qū)和還原焙燒區(qū)氣氛隔離，磁化焙燒區(qū)采用輻射管加熱，形成中性氣氛，還原焙燒區(qū)為還原氣氛，還原效果好，運(yùn)行成本小。

本發(fā)明提供一種磁化-還原焙燒一體轉(zhuǎn)底爐，包括爐體、爐底、擋墻、輻射管和燃燒器；

所述爐體包括外側(cè)壁、爐頂和內(nèi)側(cè)壁，所述外側(cè)壁通過(guò)爐頂連接所述內(nèi)側(cè)壁，所述爐體的橫截面積為環(huán)形；

所述爐底為環(huán)狀，位于所述爐體下方，所述爐底與所述爐體構(gòu)成環(huán)形空間；

所述擋墻設(shè)置在所述爐體內(nèi)，所述擋墻連接所述外側(cè)壁、爐頂和內(nèi)側(cè)壁，所述擋墻將所述環(huán)形空間分割為磁化焙燒區(qū)和還原焙燒區(qū)，所述擋墻包括空心擋墻和實(shí)心擋墻，所述空心擋墻上設(shè)有還原劑入口，所述空心擋墻內(nèi)部上下貫通；

所述輻射管和燃燒器安裝于所述爐體上。

轉(zhuǎn)底爐的爐底可旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)物料在爐體內(nèi)運(yùn)動(dòng)。擋墻豎直設(shè)置在爐體內(nèi)，將轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的環(huán)形空間分隔為不同的區(qū)域，不同的區(qū)域可以設(shè)置不同的氣氛，不同區(qū)域的氣氛不會(huì)互相干擾，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)底爐的多功能利用。

還原劑入口設(shè)置在空心擋墻的頂端，空心擋墻內(nèi)部中空，作為還原劑進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐的通道，可防止還原劑在落下過(guò)程發(fā)生燃燒和不均勻布料。

進(jìn)一步的，所述爐體上設(shè)置入料口和出料口，所述入料口設(shè)置在所述磁化焙燒區(qū)外側(cè)壁上，所述出料口設(shè)置在所述還原焙燒區(qū)外側(cè)壁上。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述入料口設(shè)置在所述磁化焙燒區(qū)實(shí)心擋墻端。所述出料口設(shè)置在所述還原焙燒區(qū)實(shí)心擋墻端。即入料口和出料口位于同一擋墻的兩側(cè)。換句話說(shuō)，在入料口和出料口之間的扇形區(qū)域中設(shè)置實(shí)心擋墻。入料口與出料口之間扇形區(qū)域的弧度以10°～20°為佳。入料口和出料口的設(shè)置可盡量延長(zhǎng)球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的時(shí)間，提高還原效果。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述磁化焙燒區(qū)弧度為90°～120°。磁化焙燒區(qū)的氣氛控制為中性，可將礦石加熱到一定溫度分解，生成磁鐵礦，磁鐵礦更容易被還原。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述還原焙燒區(qū)弧度為220°～260°。還原焙燒區(qū)為還原氣氛，球團(tuán)在還原焙燒區(qū)與還原劑接觸發(fā)生還原反應(yīng)，獲得金屬化球團(tuán)。本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐處理的球團(tuán)，還原效果好，金屬化率高，更利于后續(xù)金屬化球團(tuán)的利用。

進(jìn)一步的，所述還原焙燒區(qū)分為還原區(qū)和冷卻區(qū)，所述冷卻區(qū)弧度為50°～90°，所述冷卻區(qū)一端與出料口連接，所述冷卻區(qū)爐頂和兩側(cè)壁安裝有水冷壁。

將還原焙燒區(qū)分為還原區(qū)和冷卻區(qū)有利于球團(tuán)的后續(xù)處理。水冷壁安裝在冷卻區(qū)爐頂和兩側(cè)壁，控制水冷壁水流使冷卻區(qū)溫度控制至出料要求溫度。

具體的，所述擋墻底部與所述爐底垂直距離為10～20cm。擋墻底部到轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離既要保證物料的順利通過(guò)，又要保證磁化焙燒區(qū)氣氛和還原焙燒區(qū)氣氛不互相干擾。

進(jìn)一步的，所述輻射管位于所述磁化焙燒區(qū)。輻射管為蓄熱式燃?xì)馊紵椛涔埽诖呕簾齾^(qū)使用輻射管加熱，可使磁化焙燒區(qū)保持中性氣氛。

進(jìn)一步的，所述燃燒器位于所述還原焙燒區(qū)。燃燒器為蓄熱式燃?xì)馊紵?，相?duì)于電加熱，燃?xì)饧訜崮芎妮^小。

本發(fā)明提供的磁化-還原焙燒一體轉(zhuǎn)底爐，通過(guò)擋墻可以實(shí)現(xiàn)爐體內(nèi)兩種氣氛互不干擾；空心擋墻將還原劑送入轉(zhuǎn)底爐，防止還原劑落下的燃燒和不均勻布料；物料在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)磁化焙燒與還原焙燒一體完成；物料經(jīng)磁化焙燒后，還原效果好；還原焙燒區(qū)充分利用磁化焙燒區(qū)物料的顯熱，能耗小、成本低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐俯視示意圖；

圖2是本發(fā)明空心擋墻的局部視圖。

圖中：

1-爐體；101-還原劑入口；102-入料口；103-出料口；2-爐底；3-擋墻；301-空心擋墻；302-實(shí)心擋墻；4-輻射管；5-燃燒器；6-磁化焙燒區(qū)；7-還原焙燒區(qū)；701-還原區(qū)；702-冷卻區(qū)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種磁化-還原焙燒一體轉(zhuǎn)底爐，包括爐體1、爐底2、擋墻3、輻射管4和燃燒器5。

爐體1包括外側(cè)壁、爐頂和內(nèi)側(cè)壁，外側(cè)壁通過(guò)爐頂連接內(nèi)側(cè)壁，爐體的橫截面積為環(huán)形。

爐底2為環(huán)狀，位于爐體1下方，爐底2與爐體1構(gòu)成環(huán)形空間。爐底2可繞轉(zhuǎn)底爐的中心軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐的物料落在爐底2上，爐底2的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)物料在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

擋墻3設(shè)置在爐體1內(nèi)，擋墻3連接外側(cè)壁、爐頂和內(nèi)側(cè)壁。擋墻3將轉(zhuǎn)底爐的環(huán)形空間分割為磁化焙燒區(qū)6和還原焙燒區(qū)7。

擋墻3豎直設(shè)置在爐體1內(nèi)，將轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的環(huán)形空間分隔為不同的區(qū)域，不同的區(qū)域可以設(shè)置不同的氣氛，不同區(qū)域的氣氛不會(huì)互相干擾，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)底爐的多功能利用。

擋墻3包括空心擋墻301和實(shí)心擋墻302。空心擋墻301上設(shè)有還原劑入口101，空心擋墻301內(nèi)部上下貫通。

進(jìn)一步的，擋墻3底部與爐底2上表面的垂直距離為10～20cm。擋墻底部到轉(zhuǎn)底爐的爐底上表面的距離既要保證物料的順利通過(guò)，又要保證磁化焙燒區(qū)氣氛和還原焙燒區(qū)氣氛不互相干擾。

還原劑入口101設(shè)置在空心擋墻301的頂端，空心擋墻301內(nèi)部中空，作為還原劑進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐的通道，可防止還原劑在落下過(guò)程發(fā)生燃燒和不均勻布料。在球團(tuán)(物料)由磁化焙燒區(qū)6進(jìn)入還原焙燒區(qū)8時(shí)，可在球團(tuán)上均勻覆蓋一層還原劑，提高球團(tuán)的金屬化率。

輻射管4安裝在爐體1上，位于磁化焙燒區(qū)6。輻射管4為蓄熱式燃?xì)馊紵椛涔?，在磁化焙燒區(qū)6使用輻射管加熱，可使磁化焙燒區(qū)6保持中性氣氛，中性氣氛有利于球團(tuán)的磁化焙燒。

燃燒器5安裝于爐體1上，位于還原焙燒區(qū)7。燃燒器5為蓄熱式燃?xì)馊紵?，相?duì)于電加熱，燃?xì)饧訜崮芎妮^小。蓄熱式燃?xì)馊紵髟胍粜?、壽命長(zhǎng)、火焰穩(wěn)定、鋪展性好、燃燒完全、氣氛易于控制。

進(jìn)一步的，爐體1上設(shè)置入料口102和出料口103，入料口102設(shè)置在磁化焙燒區(qū)6外側(cè)壁上，出料口103設(shè)置在還原焙燒區(qū)7外側(cè)壁上。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，入料口102設(shè)置在磁化焙燒區(qū)6實(shí)心擋墻端。出料口103設(shè)置在還原焙燒區(qū)7實(shí)心擋墻端。即入料口102和出料口103位于同一擋墻的兩側(cè)。換句話說(shuō)，在入料口102和出料口103之間的扇形區(qū)域中設(shè)置實(shí)心擋墻302。入料口102與出料口103之間扇形區(qū)域的弧度以10°～20°為佳。入料口102和出料口103的設(shè)置可盡量延長(zhǎng)球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐中的時(shí)間，提高還原效果。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，磁化焙燒區(qū)6弧度為90°～120°。磁化焙燒區(qū)6的氣氛控制為中性，可將礦石加熱到一定溫度分解，生成磁鐵礦，磁鐵礦更容易被還原。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，還原焙燒區(qū)7弧度為220°～260°。還原焙燒區(qū)7為還原氣氛，球團(tuán)在還原焙燒區(qū)7與還原劑接觸發(fā)生還原反應(yīng)，獲得金屬化球團(tuán)。本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)底爐處理的球團(tuán)，還原效果好，金屬化率高，更利于后續(xù)金屬化球團(tuán)的利用。

進(jìn)一步的，還原焙燒區(qū)分7為還原區(qū)701和冷卻區(qū)702，冷卻區(qū)702弧度為50°～90°，冷卻區(qū)702一端與出料口連接。冷卻區(qū)802爐頂和兩側(cè)壁安裝有水冷壁。

將還原焙燒區(qū)7分為還原區(qū)701和冷卻區(qū)702有利于球團(tuán)的后續(xù)處理。水冷壁安裝在冷卻區(qū)702爐頂和兩側(cè)壁，控制水冷壁水流使冷卻區(qū)702溫度控制至出料要求的溫度。

圖1和圖2中的箭頭代表物料的運(yùn)動(dòng)方向，陰影部分為還原劑。

本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)合磁化焙燒和還原焙燒于一體的轉(zhuǎn)底爐，通過(guò)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)設(shè)置擋墻實(shí)現(xiàn)爐體內(nèi)兩種氣氛互不干擾；空心擋墻作為還原劑進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐的通道，防止還原劑落下的燃燒和不均勻布料；物料在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)完成磁化焙燒與還原焙燒；物料經(jīng)磁化焙燒后，更有利于還原；還原焙燒區(qū)充分利用磁化焙燒區(qū)物料的顯熱，能耗小、成本低。

實(shí)施例

某礦石制備的球團(tuán)由轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，隨轉(zhuǎn)底爐的爐底轉(zhuǎn)動(dòng)，先后經(jīng)過(guò)磁化焙燒區(qū)和還原焙燒區(qū)，物料在磁化焙燒區(qū)中性氣氛磁化焙燒，還原劑由還原劑入口進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐，磁化后的物料進(jìn)入還原焙燒區(qū)被均勻鋪設(shè)一層還原劑，在具有還原氣氛的還原焙燒區(qū)被還原成金屬化球團(tuán)，最后從出料口排出。

需要說(shuō)明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。