[实用新型]一种含钛铁矿外燃煤熔融还原工艺用燃煤炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及含钛铁矿石冶炼技术领域，尤其是涉及一种用于含钛铁矿外燃煤熔融还原工艺的燃煤炉。

背景技术

目前，世界各国研究发展了很多的炼铁方法，其中最主要的是采用铁矿石作为主要原料的高炉炼铁法，高炉炼铁方法具有技术经济指标良好、工艺简单、生产量大、劳动生产率高等优点。我国具有较为丰富的钒钛磁铁矿，其分布广泛，储量丰富，已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上。钒钛磁铁矿的主要有用组分为铁45~60％，钛氧化物6~12％，钒0.2~0.8％，铬0.1~2%。对于钒钛磁铁矿而言，如果采用高炉法炼铁，当炉渣中的二氧化钛含量超过百分之三十时，将会出现泡沫渣严重、炉渣粘稠、铁水粘罐、渣铁沟挂渣多等诸多问题，因此，为了保证高炉炼铁时的顺行，必须通过添加部分普通矿的方法使炉渣中二氧化钛的含量控制在百分之二十五以下，由于炉渣中二氧化钛的含量低，使钛的回收利用成本高，经济性差，这样，炉渣中的二氧化钛难以得到有效的开发利用，大量的钛资源白白浪费。

为此，有人发明了熔融还原这种新颖的炼铁方法，例如，在中国专利文献上公开的“一种含钛铁矿外燃煤熔融还原方法”，公布号为CN103898264A，该熔融还原方法首先将含钛铁矿和还原煤一起制成原料团块，然后将原料团块送入一个预还原炉中干燥、预热和预还原后再送入一个熔融还原炉中，接着将一个燃煤炉中燃煤所产生的高温火焰喷入熔融还原炉中，使熔融还原炉达到熔融还原所需的高温，此时熔融还原炉中的原料团块即开始还原、熔化和造渣，从而得到铁水和炉渣。该方案可直接使用非焦煤冶炼含钛铁矿，并且燃煤炉中燃煤时产生的煤灰不再进入到熔融还原炉中，因而可提高冶炼炉渣中二氧化钛的含量，实现含钛铁矿中的钛资源的有效回收利用，提高含钛铁矿中的钛资源回收利用的经济性。但是上述炼铁方法存在如下问题：其中的燃煤炉无法控制和调节燃煤所产生的高温气体的氧化度，因此，不利于根据含钛铁矿的品位控制后续熔融还原炉的还原工艺，因而影响用含钛铁矿炼铁时的金属收得率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的含钛铁矿外燃煤熔融还原方法所存在的进入熔融还原炉的高温气体的氧化度难以控制、从而影响用含钛铁矿炼铁时的金属收得率的问题，提供一种含钛铁矿外燃煤熔融还原工艺用燃煤炉，可有效地控制和调节燃煤炉所产生的高温气体的氧化度以及温度，从而提高用含钛铁矿炼铁时的金属收得率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种含钛铁矿外燃煤熔融还原工艺用燃煤炉，包括炉体，炉体的顶部设有高温气体出口，炉体的底部设有出渣口，所述炉体包括由耐火材料制成的耐热层以及包覆在耐热层外面的水冷夹套，在炉体下部的炉壁上沿圆周方向等间距地设有若干下排风口，下排风口与一输送由富氧空气、煤粉和造渣剂构成的混合燃料的送料管道相连接，在炉体上部的炉壁上沿圆周方向等间距地设有若干上排风口，上排风口与一输送由氧气和压缩空气构成的混合气体的送风管道相连接。

首先，本实用新型的燃煤炉在炉体外层设置水冷夹套，从而有利于炉体的隔热，并且可产生低压蒸汽。炉体下部的下排风口与送料管道相连接，送料管道内高速流动的富氧空气带动煤粉和造渣剂通过下排风口进入到炉体内，从而在炉体内下部形成一个燃烧区，煤中的可燃物质与氧进行燃烧反应，煤中灰分与造渣剂生成熔点低于1300℃的液态灰渣，液态灰渣下沉到炉体底部，并定期从出渣口排出。上排风口送入的混合气体则可使煤粉燃烧时形成的一氧化碳继续燃烧，最终形成温度为1600℃～1700℃的高温气体，高温气体从炉体顶部的高温气体出口送出。特别是，通过对上排风口送入的混合气体中氧气含量的控制以及混合气体送气量的控制，我们可根据含钛铁矿的品位方便有效地控制从炉体顶部送出的高温气体的温度和氧化度，使高温气体的压力保持在0.4～0.5Mpa之间，氧化度保持在70%～100%之间，氧含量小于15%，从而利于根据后续熔融还原炉的还原工艺，提高用含钛铁矿炼铁时的金属收得率。

作为优选，所述下排风口的出口方向向下倾斜，其与炉体的竖直轴线之间的轴向夹角为45度至60度，所述上排风口的出口方向向上倾斜，其与炉体的竖直轴线之间的轴向夹角为60度至75度，并且上、下排风口的出口方向与炉体的径向之间的径向夹角为15度至45度。