一種自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備的制作方法
【專利摘要】公開了一種應(yīng)用在難選鐵礦深度還原工藝中的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備。所述自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備包括：上層燃燒室、下層燃燒室、上層蓄熱室、下層蓄熱室、原料托盤、水冷梁、煤氣噴嘴、沙封裝置、空氣噴嘴、燒嘴磚、空氣鼓風(fēng)機(jī)、上層蓄熱室換向閥、上層燃燒室引風(fēng)機(jī)、下層蓄熱室換向閥、下層燃燒室引風(fēng)機(jī)以及快切閥。該設(shè)備將還原爐內(nèi)部空間分成上下兩層，上層采用敞燃加熱方式，控制爐內(nèi)為還原性氣氛，并使之達(dá)到還原工藝溫度，上層未燃盡的可燃?xì)馔ㄟ^上層蓄熱室降溫后排到下層燃燒室進(jìn)行二次燃燒，實(shí)現(xiàn)上下雙面加熱。
【專利說明】一種自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在難選鐵礦深度還原工藝中的自蓄熱式雙面加熱還原 設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國(guó)有大量難選鐵礦以及含鐵共生礦資源，由于難以分選并富集成可以滿 足煉鐵高爐需要的鐵精礦，而未能被開發(fā)利用。難選礦深度還原工藝是一種能夠直接還原 難選礦的新技術(shù)，其中的技術(shù)關(guān)鍵在于深度還原加熱爐。該工藝要求礦石必須在還原性氣 氛下加熱，因此燃料不能完全燃燒。目前使用的還原爐有轉(zhuǎn)底爐、環(huán)形爐、隧道窯等都使用 單面加熱的方式，在爐膛內(nèi)通過控制供風(fēng)量產(chǎn)生還原性氣氛。這種加熱方式產(chǎn)生了兩個(gè)弊 端：
[0003] (1)爐內(nèi)還原性氣氛直接排放造成大量的可燃性氣體浪費(fèi)同時(shí)造成污染。目前常 用的做法是另建一座加熱爐，利用該加熱爐將還原爐排出的還原性爐氣進(jìn)行再次燃燒，用 空氣回收其燃燒所釋放出的部分熱量用于還原爐助燃，但這種外帶空氣預(yù)熱爐式的加熱爐 整體熱效率比較低，投資偏高。
[0004] (2)由于還原爐采用單面加熱，被加熱的礦粉與煤粉的混合物傳熱率低，造成熱量 未能得到充分利用，爐內(nèi)底部物料受冷爐底的影響還原效果不好。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有還原爐熱效率低、受熱不均的不足。進(jìn)而設(shè)計(jì)出 一種自蓄熱式雙面加熱還原設(shè)備，其所依據(jù)的技術(shù)原理包括：一是將通常采用的兩臺(tái)爐子 合二為一，利用爐體內(nèi)部承載礦石的中間托盤將爐體燃燒空間分為上、下個(gè)燃燒室，其中上 層燃燒室為了保證燃燒空間內(nèi)的還原性氣氛，控制上爐膛供氧量使燃料缺氧燃燒，下層燃 燒室以上層燃燒室排出的爐氣為燃料，對(duì)其進(jìn)行再燃燒；二是上下爐膛均采用蓄熱式燃燒 技術(shù)供熱，通過蓄熱室和換向燃燒的特性實(shí)現(xiàn)上層爐膛可燃爐氣向下層爐膛的轉(zhuǎn)移。
[0006] 依據(jù)上述技術(shù)原理，經(jīng)過反復(fù)修改，最終設(shè)計(jì)出了一種自蓄熱式難選鐵礦雙面加 熱還原設(shè)備。本實(shí)用新型提供的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備包括上層燃燒室、下 層燃燒室、上層蓄熱室、下層蓄熱室、原料托盤、水冷梁、煤氣噴嘴、沙封裝置、空氣噴嘴、燒 嘴磚、空氣鼓風(fēng)機(jī)、上層蓄熱室換向閥、上層燃燒室引風(fēng)機(jī)、下層蓄熱室換向閥、下層燃燒室 引風(fēng)機(jī)以及快切閥。其中，原料托盤將由耐火材料砌筑的爐體內(nèi)部空間分隔成上層燃燒室 和下層燃燒室，原料托盤的下方設(shè)有水冷梁，以此承擔(dān)原料托盤及其上面所布物料的重量， 原料托盤的下側(cè)邊緣設(shè)有沙封裝置，以此保證上層燃燒室和下層燃燒室之間的相互密封， 上層燃燒室側(cè)壁設(shè)有空氣噴嘴和煤氣噴嘴，并通過空氣噴嘴和上層蓄熱室相連通，空氣噴 嘴的周邊砌筑有燒嘴磚，上層蓄熱室通過管道同上層蓄熱室換向閥相連通，上層蓄熱室換 向閥又分別同空氣鼓風(fēng)機(jī)及上層燃燒室引風(fēng)機(jī)相連通，上層燃燒室引風(fēng)機(jī)通過管道與下層 燃燒室相連通；下層燃燒室側(cè)壁設(shè)有空氣噴嘴和煤氣噴嘴，并通過空氣噴嘴和下層蓄熱室 相連通，空氣噴嘴的周邊砌筑有燒嘴磚，下層蓄熱室通過管道同下層蓄熱室換向閥相連通， 下層蓄熱室換向閥又分別同空氣鼓風(fēng)機(jī)及下層燃燒室引風(fēng)機(jī)相連通，下層燃燒室引風(fēng)機(jī)與 外界大氣相連通，各煤氣噴嘴均設(shè)有快切閥，以此保證煤氣管道的開啟與關(guān)閉。
[0007] 當(dāng)該設(shè)備工作時(shí)，空氣從空氣鼓風(fēng)機(jī)出來后進(jìn)入上層蓄熱室換向閥，經(jīng)過上層蓄 熱室換向閥進(jìn)入上層蓄熱室，在上層蓄熱室中空氣從常溫加熱到1KKTC左右，經(jīng)空氣噴嘴 噴入上層燃燒室，與煤氣噴嘴噴出的煤氣混合進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。此時(shí)上層燃燒室產(chǎn)生的爐氣 進(jìn)入右側(cè)的上層蓄熱室，經(jīng)過換熱，爐氣從1300°c左右降低到150°C左右，然后爐氣進(jìn)入上 層蓄熱室換向閥。經(jīng)過上層蓄熱室換向閥的上層燃燒室還原性爐氣，經(jīng)過上層燃燒室引風(fēng) 機(jī)而作為燃料供給下層燃燒室。自空氣鼓風(fēng)機(jī)出來的空氣進(jìn)入下層蓄熱室換向閥，經(jīng)過下 層蓄熱室換向閥之后進(jìn)入下層蓄熱室。在下層蓄熱室中空氣從常溫加熱到ll〇〇°C左右，經(jīng) 空氣噴嘴噴入下層燃燒室，與上層燃燒室爐氣混合進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。此時(shí)下層燃燒室產(chǎn)生的 煙氣進(jìn)入右側(cè)的下層蓄熱室，經(jīng)過換熱，煙氣從1300°C左右降低到150°C左右，然后進(jìn)入下 層蓄熱室換向閥，經(jīng)過下層蓄熱室換向閥由下層燃燒室引風(fēng)機(jī)排出。
[0008] 對(duì)于上層燃燒室，空氣先進(jìn)入上層蓄熱室，從常溫被預(yù)熱到1100°C左右，經(jīng)過空氣 噴嘴噴入到上層燃燒室內(nèi)；煤氣經(jīng)過快切閥，由燒嘴磚中的煤氣噴嘴噴入到上層燃燒室內(nèi)。 空氣和煤氣被噴入后混合進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。燒嘴磚在制作過程中預(yù)留出空氣噴嘴和煤氣噴 嘴，使得整個(gè)燃燒裝置更加緊湊。
[0009] 更進(jìn)一步，為更好地保證上層燃燒室的還原性氣氛，將煤氣噴嘴布置在料層上方， 空氣噴嘴布置在煤氣噴嘴上方。
[0010] 更進(jìn)一步，原料托盤采用碳化娃耐高溫材料制作。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果是，既可以保證工藝上還原性氣氛的要求，又可實(shí)現(xiàn)上爐 膛的還原性氣氛在下爐膛燃盡，以達(dá)到節(jié)能減排的目的，同時(shí)使得物料加熱更為均勻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0013] 圖1是本實(shí)用新型提供的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備的原理圖。
[0014] 圖2是本實(shí)用新型的燃燒裝置的原理圖。
[0015] 圖中，1為上層燃燒室，2為下層燃燒室，3為上層蓄熱室，4為下層蓄熱室，5為原料 托盤，6為水冷梁，7為煤氣噴嘴，8為沙封裝置，9為空氣噴嘴，10為燒嘴磚，11為空氣鼓風(fēng) 機(jī)，12為上層蓄熱室換向閥，13為上層燃燒室引風(fēng)機(jī)，14為下層蓄熱室換向閥，15為下層燃 燒室引風(fēng)機(jī)，16為快切閥；圖中17為空氣，18為煤氣。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 本實(shí)用新型的實(shí)施和實(shí)用新型內(nèi)容所描述的大體一致，正如圖1所示。自蓄熱式 難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備包括上層燃燒室1、下層燃燒室2、上層蓄熱室3、下層蓄熱室4、 原料托盤5、水冷梁6、煤氣噴嘴7、沙封裝置8、空氣噴嘴9、燒嘴磚10、空氣鼓風(fēng)機(jī)11、上層 蓄熱室換向閥12、上層燃燒室引風(fēng)機(jī)13、下層蓄熱室換向閥14、下層燃燒室引風(fēng)機(jī)15以及 快切閥16。其中：原料托盤5將由耐火材料砌筑的爐體內(nèi)部空間分隔成上層燃燒室1和下 層燃燒室2,原料托盤5的下方設(shè)有水冷梁6,原料托盤5的下側(cè)邊緣設(shè)有沙封裝置8,上層 燃燒室1側(cè)壁設(shè)有空氣噴嘴9和煤氣噴嘴7,并通過空氣噴嘴9和上層蓄熱室3相連通，空 氣噴嘴9的周邊砌筑有燒嘴磚10,上層蓄熱室3通過管道同上層蓄熱室換向閥12相連通， 上層蓄熱室換向閥12又分別同空氣鼓風(fēng)機(jī)11及上層燃燒室引風(fēng)機(jī)13相連通，上層燃燒室 引風(fēng)機(jī)13通過管道與下層燃燒室2相連通。同樣下層燃燒室2側(cè)壁設(shè)有空氣噴嘴9和煤 氣噴嘴7,并通過空氣噴嘴9和下層蓄熱室4相連通，空氣噴嘴9的周邊砌筑有燒嘴磚10， 下層蓄熱室4通過管道同下層蓄熱室換向閥14相連通，下層蓄熱室換向閥14又分別同空 氣鼓風(fēng)機(jī)11及下層燃燒室引風(fēng)機(jī)15相連通，下層燃燒室引風(fēng)機(jī)15與外界大氣相連通，各 煤氣噴嘴7均設(shè)有快切閥16。
[0017] 使用時(shí)，空氣從空氣鼓風(fēng)機(jī)11出來后進(jìn)入上層蓄熱室換向閥12,經(jīng)過上層蓄熱室 換向閥沿圖中箭頭方向進(jìn)入上層蓄熱室3,在上層蓄熱室3中空氣從常溫加熱到1KKTC左 右，經(jīng)空氣噴嘴9噴入上層燃燒室1，與煤氣噴嘴7噴出的煤氣混合后于上層燃燒室1中進(jìn) 行擴(kuò)散燃燒。此時(shí)上層燃燒室1產(chǎn)生的爐氣進(jìn)入圖1中右側(cè)的上層蓄熱室3,經(jīng)過換熱，爐 氣從1300°C降低到150°C左右，然后爐氣沿圖中箭頭方向進(jìn)入上層蓄熱室換向閥12。經(jīng)過 上層蓄熱室換向閥12的上層燃燒室還原性爐氣經(jīng)上層燃燒室引風(fēng)機(jī)13,沿箭頭方向而作 為燃料供給下層燃燒室2。自空氣鼓風(fēng)機(jī)11出來的空氣進(jìn)入下層蓄熱室換向閥14,經(jīng)過下 層蓄熱室換向閥之后沿圖中箭頭方向進(jìn)入下層蓄熱室4,在下層蓄熱室4中空氣從常溫加 熱到1100°C左右，經(jīng)空氣噴嘴9噴入下層燃燒室2,與上層燃燒室爐氣混合之后在下層燃燒 室2中進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。此時(shí)下層燃燒室2產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入圖1中右側(cè)的下層蓄熱室4,經(jīng)過 換熱，煙氣從1300°C降低到150°C左右，沿圖中箭頭方向進(jìn)入下層蓄熱室換向閥14,經(jīng)過下 層蓄熱室換向閥14由下層燃燒室引風(fēng)機(jī)15排出。
[0018] 具體地，在圖2中，空氣17先進(jìn)入上層蓄熱室3,從常溫被預(yù)熱到1KKTC左右，然 后經(jīng)過空氣噴嘴9噴入到上層燃燒室1中；煤氣18經(jīng)過快切閥16,由燒嘴磚10中的煤氣 噴嘴7噴入到上層燃燒室1中?？諝夂兔簹獗粐娙牒蠡旌线M(jìn)行擴(kuò)散燃燒。燒嘴磚10在制 作過程中預(yù)留出空氣噴嘴9和煤氣噴嘴7,使得整個(gè)燃燒裝置更加緊湊。
[0019] 為更好地保證上層燃燒室1的還原性氣氛，優(yōu)選地將煤氣噴嘴9布置在料層上方， 空氣噴嘴9布置在煤氣噴嘴7上方。
[0020] 此外，原料托盤5可采用碳化硅耐高溫材料或制品制作，以提高使用壽命。
【權(quán)利要求】
1. 一種自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備，其特征在于，包括上層燃燒室（1)、下層 燃燒室（2)、上層蓄熱室（3)、下層蓄熱室（4)、原料托盤（5)、水冷梁（6)、煤氣噴嘴（7)、沙 封裝置（8)、空氣噴嘴（9)、燒嘴磚（10)、空氣鼓風(fēng)機(jī)（11)、上層蓄熱室換向閥（12)、上層燃 燒室引風(fēng)機(jī)（13)、下層蓄熱室換向閥（14)、下層燃燒室引風(fēng)機(jī)（15)以及快切閥（16)，其中， 原料托盤（5)將由耐火材料砌筑的爐體內(nèi)部空間分隔成上層燃燒室（1)和下層燃燒室（2)， 原料托盤（5)的下方設(shè)有水冷梁（6)，原料托盤（5)的下側(cè)邊緣設(shè)有沙封裝置（8)，上層燃 燒室（1)側(cè)壁設(shè)有空氣噴嘴（9)和煤氣噴嘴（7)并通過空氣噴嘴（9)和上層蓄熱室（3)相 連通，空氣噴嘴（9)處砌筑有燒嘴磚（10)，上層蓄熱室（3)通過管道同上層蓄熱室換向閥 (12)相連通，上層蓄熱室換向閥（12)又分別同空氣鼓風(fēng)機(jī)（11)及上層燃燒室引風(fēng)機(jī)（13) 相連通，上層燃燒室引風(fēng)機(jī)（13)通過管道與下層燃燒室（2)相連通；下層燃燒室（2)側(cè)壁 設(shè)有空氣噴嘴（9)和煤氣噴嘴（7)并通過空氣噴嘴（9)和下層蓄熱室（4)相連通，空氣噴 嘴（9)處砌筑有燒嘴磚（10)，下層蓄熱室（4)通過管道同下層蓄熱室換向閥（14)相連通， 下層蓄熱室換向閥（14)又分別同空氣鼓風(fēng)機(jī)（11)及下層燃燒室引風(fēng)機(jī)（15)相連通，下層 燃燒室引風(fēng)機(jī)（15)與外界大氣相連通，各煤氣噴嘴（7)均設(shè)有快切閥（16)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備，其特征在于，煤氣噴 嘴（9)布置在料層上方，空氣噴嘴（9)布置在煤氣噴嘴（7)上方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設(shè)備，其特征在于，原料托 盤（5)采用碳化娃耐高溫材料制作。
【文檔編號(hào)】C22B1/00GK203878183SQ201420294741
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】張衛(wèi)軍, 靳倩, 孫中強(qiáng), 楊強(qiáng)大, 姚彤輝, 王敏, 韓躍新 申請(qǐng)人:沈陽東大工業(yè)爐有限公司