一种气基竖炉的喷嘴式还原气入炉装置及其方法.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CN106191362A(43)申请公布日2016.12.07(21)申请号201610818961.2(22)申请日2016.09.13(71)申请人江苏省冶金设计院有限公司地址210007江苏省南京市大光路大阳沟44号(72)发明人范志辉员晓邓君曹志成薛逊吴道洪(74)专利代理机构北京连城创新知识产权代理有限公司11254代理人郝学江(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种气基竖炉的喷嘴式还原气入炉装置及其方法(57)摘要本发明提供了一种气基竖炉的喷嘴式还原气入炉装置及其使用方法，包括：填料口、格栅、还原气环管、多个还原气喷嘴和氧化球团，还原气环管环绕着气基竖炉设置，多个还原气喷嘴与所述还原气环管固定连接，并沿水平方向向所述气基竖炉的炉膛内延伸；氧化球团填充在每个还原气喷嘴的内腔中，用于对还原气进行催化重整，以得到高还原性气体；填料口设置在所述还原气进气环管上，所述格栅设置在所述还原气喷嘴位于所述炉膛一侧的一端。该装置中,通过炉膛内的中等还原性气体催化重整为高还原性气体，使得竖炉炉膛内的氧化球团更易被还原为高金属化率，缩短还原反应时间，提高气基竖炉的生产效率。CN106191362ACN106191362A权利要求书1/1页1.一种气基竖炉的喷嘴式还原气入炉装置，其特征在于，包括：填料口、格栅、还原气环管、多个还原气喷嘴和氧化球团，其中：所述还原气环管环绕着气基竖炉设置并位于所述气基竖炉的中部；所述多个还原气喷嘴与所述还原气环管固定连接，并相对水平方向倾斜向下地向所述气基竖炉的炉膛内延伸；每个所述还原气喷嘴与所述还原气环管之间形成连通气路，用于将还原气经所述还原气环管通入所述气基竖炉的炉膛中；所述氧化球团填充在每个所述还原气喷嘴的内腔中，用于对所述还原气进行催化重整，以得到高还原性气体；所述填料口设置在所述还原气进气环管上，用于将所述氧化球团加入到所述还原气喷嘴内；所述格栅为可拆卸的格栅，设置在所述还原气喷嘴位于所述炉膛一侧的一端。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述填料口为多个，位于所述还原气环管的与所述多个还原气喷嘴对应位置处的上部。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述还原气喷嘴处填装的所述氧化球团，全铁含量大于64%，直径为16-20mm，孔隙率为15-25%。4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述还原气的温度为1000℃-1150℃、CH4含量大于15%、氧化性成分H2O和CO2的含量之和大于10%；所述高还原性气体的温度为800℃-950℃、氧化性成分H2O和CO2的含量之和小于8.5%。5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述格栅为方孔，尺寸为5-15mm。6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的装置进行还原气入炉的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）氧化球团经还原气环管上设置的填料口加入到还原气喷嘴的内腔中；2）还原性气体从所述还原气环管，通入多个所述还原气喷嘴内腔；3）所述还原气喷嘴处填充的富含铁的所述氧化球团被所述还原性气体逐渐还原，当生成有部分金属铁时即可催化重整所述还原性气体中的部分CH4为H2和CO，进一步被所述还原性气体还原后，所述氧化球团被还原成海绵铁；4）所述海绵铁作为催化剂催化重整通入气基竖炉的所述还原性气体，将其催化重整成为高还原性气体；5）所述高还原性气体通入所述气基竖炉的炉膛内，还原从气基竖炉顶部加入的、在炉膛内向下运动的富含铁的冷氧化球团或块矿；6）还原反应完成后，打开各个所述还原气喷嘴前端的用于卡料的格栅，卸载所述海绵铁，卸料完毕后再重新固定所述格栅。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤4）中,所述还原性气体的氧化性成分H2O和CO2催化重整为H2和CO，所述高还原性气体的氧化性成分H2O和CO2的含量之和小于8.5%。2CN106191362A说明书1/5页一种气基竖炉的喷嘴式还原气入炉装置及其方法技术领域[0001]本发明属于冶金炼铁技术领域，具体涉及一种气基竖炉的喷嘴式还原气入炉装置及其使用方法。背景技术[0002]直接还原铁（DRI）是铁矿石在低于熔化温度下直接还原得到的含铁产品。直接还原铁化学成分稳定，杂质含量少，是废钢的替代品之一，是电炉炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，是转炉炼钢优质的冷却剂，是发展钢铁冶金短流程不可或缺的原料。2014年全世界直接还原铁的产量达7450万吨，直接还原炼铁已列为我国钢铁工业发展的主要方向之一。本领域中生产直接还原铁的工艺方法称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类。目前，世界范围内，约76%的直接还原