一种新型纯氧冶炼炉及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111020083A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号201911290736.6(22)申请日2019.12.16(71)申请人王立臣地址100101北京市朝阳区慧忠北里312号楼1304(72)发明人王立臣(74)专利代理机构北京东方昭阳知识产权代理事务所(普通合伙)11599代理人吕玉健(51)Int.Cl.C21B5/00(2006.01)C21B7/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种新型纯氧冶炼炉及其使用方法(57)摘要本发明涉及一种新型纯氧冶炼炉及其使用方法，包括炉体本体和自动控制系统，炉体本体固定设置于地面上，炉体本体为中空结构且在炉体本体内自上而下依次设置有预热段、还原反应段、熔化反应段；预热段的上方设置有用于投加原料矿、煤块、焦炭中至少一种的进料口，以及设置有用于排放烟气的排烟口；熔化反应段内设置有熔池，熔池的上部外周壁固定设置有连通熔池的燃烧室，熔池的底部中央还设置有积液池；自动控制系统包括PLC控制器、流量检测及调节装置、氧/燃比例设定装置。其具有结构设计合理、运行稳定可靠、节能环保、运行成本低、自动化程度相对较高的特点，不仅能够提高冶炼效率，还能够有效降低二氧化碳以及其它污染物的排放量。CN111020083ACN111020083A权利要求书1/2页1.一种新型纯氧冶炼炉，其特征在于：该新型纯氧冶炼炉包括炉体本体和自动控制系统，其中，所述炉体本体固定设置于地面上，所述炉体本体为中空结构且在炉体本体内自上而下依次设置有预热段、还原反应段、熔化反应段；所述预热段的上方设置有用于投加原料矿、煤块、焦炭中至少一种的进料口(1)，以及设置有用于排放烟气的排烟口(3)；所述熔化反应段内设置有熔池(10)，所述熔池的上部外周壁固定设置有连通熔池的燃烧室(6)，所述熔池的底部中央还设置有积液池(7)；所述积液池为碗状结构；所述熔池的底部设置有出渣口(11)；所述积液池的底部设置有出铁口(8)；所述炉体本体的底部还设置有放空口(12)；所述自动控制系统包括PLC控制器、流量检测及调节装置、氧/燃比例设定装置；所述流量检测及调节装置、氧/燃比例设定装置均与PLC控制器相连接；其中，所述流量检测及调节装置包括均设置在还原反应段和燃烧室内的传感器组件、包括设置在的第二传感器组件，以及流量调节阀，所述传感器组件包括热电偶式温度传感器、电容式压力传感器，所述流量调节阀为涡街流量计，所述流量调节阀为启动薄膜式流量调节阀；氧/燃比例设定装置包括设置在氧气和燃料管路上的流量计和调节阀自动调节，其中，燃料与氧气配比采用双闭环比值控制。2.根据权利要求1所述的一种新型纯氧冶炼炉，其特征在于：所述燃烧室设置有燃料枪及燃料进气管，所述燃料进气管的一端与燃料供应装置相连接，另一端与燃料枪相连接；所述燃料供应装置的燃料为煤粉和99.6％的纯氧。3.根据权利要求2所述的一种新型纯氧冶炼炉，其特征在于：所述原料矿包括烧结矿石或球团矿石；所述炉体本体的外周壁上设置有炉砖(5)；所述熔池的顶部且位于冶炼炉中下部的位置处还设置有水梁(9)，所述水梁为若干根无缝钢管排列组成的一组阵列，并且水梁的结构为从炉体本体的中下部一侧(2)穿入，再从另一侧(4)穿出的U型钢管组件，所述一侧穿入的水梁与外部供水端相连接，所述另一侧穿出的水梁的水蒸气与燃料室的燃料进气管相连。4.根据权利要求3所述的一种新型纯氧冶炼炉，其特征在于：所述PLC控制器采用西门子S7-200控制器；所述自动控制系统还包括与PLC控制器相连接的安全保护及故障报警装置，所述安全保护及故障报警装置包括火焰检测器、异常信号报警器，所述火焰检测器与PLC控制器相连接，并将检测的火焰状态信号发送至PLC控制器；所述PLC控制器与异常信号报警器控制连接，当有火焰状态时，火焰检测器输出1信号，无火状态时，火焰检测器输出0信号，PLC控制器实时监测火焰检测器的输出信号，将接收到的火焰信号进行数据转换，根据检测的结果控制异常信号报警器发出报警信号。5.根据权利要求4所述的一种新型纯氧冶炼炉，其特征在于：所述还原反应段还设置有煤气连接管，所述煤气连接管的一端与还原反应段的煤气进气管相连接，另一端与燃料室的燃料进气管相连接。6.根据权利要求5所述的一种新型纯氧冶炼炉，其特征在于：在所述炉体本体旁，设有环境监测器，该环境监测器设有温度测试传感器、粉尘浓度测试传感器、氧气浓度测试传感器和一氧化碳浓度测试传感器，并设有与上述传感器进行信号和控制连接的环测PLC控制器，并设有声讯报警器，当环测PLC控制器发出传感器提供信号异常时，启动报警器发出报警信号。7.一种根据权利要求6所述的一种新型纯氧冶