一种还原炼铁的方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102146490A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102146490A(43)申请公布日2011.08.10(21)申请号201010106867.7(22)申请日2010.02.09(71)申请人贾会平地址050091河北省石家庄市中华南大街宫兴路88号(72)发明人贾会平(51)Int.Cl.C21B11/00(2006.01)C21B13/14(2006.01)F27B19/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称一种还原炼铁的方法和装置(57)摘要本发明提供一种还原炼铁的方法和装置，还原装置包括还原炉、蓄热器、燃烧室、鼓风机、排放系统及相配套的管路和阀门。还原炉还包括电极、进气孔、铁水出口和渗碳材料，电极插入到熔化区。气体加热还原和电弧加热熔化两个过程在同一设备内进行，在气体加热还原区利用还原过程中产生的析出气体燃烧放出的热量加热蓄热器中的蓄热体，再由气体将热量从蓄热器带入还原炉加热物料。进入还原炉气体的温度为300℃～2000℃，已还原物料在炉底通过电弧加热熔化。本发明流程合理，节省投资和设备占用，适用于熔融还原炼铁生产，也可用于其它金属的冶炼过程或其它需要用炭还原的金属氧化物的还原过程。CN102469ACCNN110214649002146492A权利要求书1/2页1.一种还原炼铁的方法，将还原物料置于还原炉中，还原炉自上而下分为预热区，气体加热还原区，熔化区，在气体加热还原区(8)进行物料加热还原过程，还原金属化率达到40～95％后，在还原炉底部熔化区对还原产品继续进行电弧加热熔化，并进行渣铁分离，产生铁水或直接还原钢水，其特征是：所述气体加热还原和电弧加热熔化两个过程在同一设备不同区内进行，在气体加热还原区利用还原过程中产生的析出气体燃烧放出的热量加热蓄热器中的蓄热体，再由气体将热量从蓄热器带入还原炉加热物料；所述进入还原炉高温气体的温度为300～2000℃；已还原物料在炉底通过电弧加热熔化。2.根据权利要求1所述还原炼铁的方法，其特征是：所述被还原物料为天然块矿和人造块矿，所述人造矿块为含碳包衣球团、呼吸壳、半呼吸壳、敞开壳，块状或蜂窝状含碳或非含碳成型物，呼吸壳内含有铁氧化物与含碳物质及催化剂粘结剂等物质的混合物或只含有氧化铁或只含有含碳物质；所述包衣球团的包衣主要为石灰石粉末、白云石粉末或硅酸盐粉末用粘合剂粘和而成，所述粘合剂为硅溶胶、水玻璃、磷酸或氧化铝等，或上述物质的混合物。3.一种还原炼铁的装置，包括还原炉(6)、蓄热器(3)、燃烧室(4)、鼓风机(2)、排放系统及相配套的管路和阀门(1)，所述还原炉在气体加热还原区的两侧炉壁上分别设有至少一个，如1～10个进气孔(9)，每侧蓄热器的一端通过燃烧室和进气孔与还原炉连接，所述蓄热器的另一端与鼓风机和排放系统连接，所述燃烧室设有烧嘴，所述还原炉内可分为预热区(7)、加热还原区(8)、熔渣区(12)和熔化区(13)；还原炉还包括电极(10)、炉盖(5)、进料设备(11)、进气孔(9)、铁水出口(14)和渗碳材料(15)，所述电极插入到熔化区。4.根据权利要求3所述还原炼铁的装置，其特征是：所述还原炉的横截面为准矩形结构，所述炉体内设有至少1根电极，如3根电极，所述电极为直流电极或交流电极；电极为石墨电极，也可以为其它形式的电极，石墨电极外部涂有防氧化保护层；使用后的废电极或其它含碳物质置入还原炉熔池中，作为铁水的渗碳材料，其单个外形形状和尺寸可根据需要选择，在这些渗碳材料中每个单个材料的外形形状或尺寸可以相同也可以不同，其渗碳材料的加入比例也根据工艺需要选择。5.根据权利要求3所述还原炼铁的装置，其特征是：还原炉一侧的多个进气孔对应一组蓄热器和燃烧室或每个进气孔单独对应一组蓄热器和燃烧室；所述还原炉每侧设有至少一排进气孔，如上下两排进气孔(9)，每排设有至少1个进气孔，如1～10个进气孔，所述燃烧室出口通过三通阀分别与上、下两排进气孔连接。6.根据权利要求5所述还原炼铁的装置，其特征是：所述燃烧室设有气体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴、固体燃料烧嘴或周边燃料烧嘴，或上述烧嘴的组合。根据工艺需要可以加燃料也可以不加燃料或有时加有时不加。7.根据权利要求3所述还原炼铁的装置，其特征是：所述还原炉顶设有两个等离子枪(16)，还原炉内设有隔墙(17)，隔墙的上部设有气体通道(18)，所述隔墙为耐火砖砌结构或水冷夹层的耐火砖砌结构；等离子枪对已进行气体加热还原后的物料进行熔化加热，通入的载体可以是固体燃料如碳粉，液体燃料或气体燃料，或者它们的混合物，并加入含氧气体如纯氧或空气，通入后进行不完全燃烧，产生以CO为主的气体，或进行完全燃烧产生CO2为主的气体，通过还原炉上部的气孔进入另一侧正