[发明专利]用于直接还原生产方式的2~3段布料和出料的转底炉

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁行业采用铁精粉或含铁、锌等粉尘生产金属化球团（或直接还原铁)领域，以及有色行业采用钒钛磁铁矿、红土镍矿等生产金属化球团领域的工艺方法和设备。具体内容涉及在转底炉上采用2~3段布料及出料方式，有效地解决了大型转底炉（中径D≥50m）运行稳定性差，热工控制复杂等问题，2~3段布料及出料方式的转底炉适用于生产能力大于40万t/a金属化球团的生产规模。

背景技术

采用转底炉直接还原技术生产金属化球团是最近三十年间发展起来的炼铁和处理特殊有色金属矿石等的新工艺。由于此项工艺对原料和燃料的要求较低，同时能够合理利用自然资源，因而受到冶金和有色行业的高度关注。

转底炉生产工艺流程是将粉矿与还原剂（一般指煤粉）加入粘结剂后造球，将生球团通过布料机均匀布置在转底炉炉底，在炉底上的生球随炉底转动一圈的过程中完成直接还原，还原后的金属化球团再通过出料机排出转底炉，得到的金属化根据质量和工艺要求等参数，然后对金属化球团进行相应的后续利用，例如：作为高炉原料、转炉冷却剂或将金属化球团装入熔分炉内熔分获得金属等利用方法。转底炉本体主要设备构成为：可独立转动的炉底部分，固定炉墙和固定炉顶部分，炉墙或炉顶上的烧嘴和热风喷嘴部分，断开后独立分布了2~3段炉膛之间摆放布料机和出料机部分，烟气排放部分。目前设计中径在40m以下转底炉本体采用一套加出料系统，能满足生球团均匀加入转底炉和成品金属化球团的排出转底炉。但对于转底炉中径在40m以上（或理解生产能力大于40万t/a金属化球团），采用一套加出料系统完成转底炉的装料和卸料过程，生产过程中难以满足工艺和热工要求，具体存在以下两方面不足：

1、目前产能在25万t/a金属化球团以下金属化球团的转底炉在生产过程中能够稳定运行，而设计能力达到50万t/a金属化球团以上的转底炉，设计中径通常超过50m，这将导致球团在转底炉内高温运行的行程超过150m，而球团是在特定的还原时间内（通常在15~25min）就完成了还原过程，因此转底炉设计产能越大，同时为使球团停留在炉内的时间不过分延长，将会导致设计炉底转炉底速过大，造成转底炉炉底相对高速运转，不仅造成机械元件的磨损增大，而且还容易造成运转过程的非平衡震动带来炉底传动设备的寿命降低等。

2、转底炉设计生产能力越大，燃料消耗量和废烟气量也就越大。例如设计生产能力达到50万t/a金属化球团的转底炉本体（中径约50~55 m），若采用发生炉煤气作为燃料，则废烟气量可达23 0000~25 0000 Nm³/h，若采用单烟道排烟，此时排烟口设计直径过大不仅工程上难以实现，而且为避免相当一部分炉内烟气进入排烟口的路程太长，不得不将排烟口设计在转底炉中部的高温段，从而导致排烟温度增高进而增加单位产品的能耗。若转底炉采用双烟道排的烟方法，虽能适度降低排烟口的设计直径，但双烟道排烟方式将会带来转底炉炉内压力控制复杂化，同时生产过程中转底炉炉内的炉压控制的稳定性也将急剧恶化。

发明内容

为了实现转底炉向大型化、集约化的设计和工程应用的发展方向，同时克服由于转底炉大型化后带来的炉底运行平稳度差、烟道口直径过大、炉膛高度过高、热效率低及炉内炉压控制困难等难题，本发明提供一种结构简单，可降低转底炉生产过程的运行速度和炉膛高度，减小烟道尺寸，增加炉子热效率，简化转底炉炉内的炉压控制的用于直接还原生产方式的2~3段布料和出料的转底炉。

本发明通过以下技术方案来实现：用于直接还原生产方式的2~3段布料和出料的转底炉，该转底炉包括环形炉体和可转动环形炉底；其中，所述环形炉体由2-3段弧形炉膛构成，每段所述弧形炉膛由弧形炉墙、弧形炉顶、进料端墙和出料端墙构成半密封结构，每段所述弧形炉膛沿所述环形炉底的转动方向上依次设定位预热区、还原一区、还原二区、均热一区和均热二区；所述预热区和所述还原一区的交接线±5°区域内设有排烟口，预热区和所述还原一区的交界线±5°区域上设有用于将引出的烟气进入沉降室烟道的排烟口，所述预热区内靠近所述排烟口一端设置有用于控制炉压的挡墙；每段所述弧形炉膛都的两端设有用加料的加料机和用于出料的出料机，每段所述弧形炉膛还设有设置热工控制系统。

进一步，所述热工控制系统包括煤气烧嘴和二次风喷嘴，所述煤气烧嘴和二次风喷嘴均匀、且对称设置在所述预热区、还原一区、还原二区、均热一区和均热二区的所述弧形炉墙上。