[发明专利]一种纯氧两段式预热还原炼铁设备

权利要求书

1.一种纯氧两段式预热还原炼铁设备，包括设有从上到下依次连接的带有钢壳和冷却壁结构的排烟段、预热段、还原段和炉缸段；炉壁上设有矿粉喷枪、氧喷枪、氧枪、煤枪、出渣口和出铁口；设在炉体上部的排烟段用于排出烟气；预热段和炉缸段炉壁的冷却壁与钢壳之间的空隙中填充压入耐火材料，所述的预热段和炉缸段均为圆柱形炉体，还原段为圆台柱形炉体，还原段其上端圆台形炉体与预热段相连，还原段下部圆柱形炉体与炉缸段相连；在炉缸段布设的出渣口有1～2个，靠在炉底侧的出铁口有1～2个；其特征在于：

所述预热段沿炉壁从上到下依次安装有旋风式矿粉喷枪、三次燃烧氧喷枪以及二次燃烧氧喷枪；所述的每支旋风式矿粉喷枪、三次燃烧氧喷枪和二次燃烧氧喷枪均贯穿钢壳、压入耐火材料、冷却壁及耐火砖进入预热段炉体内，旋风式矿粉喷枪、三次燃烧氧喷枪和二次燃烧氧喷枪均以与切向圆相切的角度水平进入预热段；旋风式矿粉喷枪按炉体大小，沿预热段炉壁上部均匀安装有1～8支，分1～2层面安装，三次燃烧氧喷枪安装有1～4支，安装在预热段中部同一水平层面，二次燃烧氧喷枪安装有1～4支，安装在预热段下部同一水平层面，每层面安装的喷枪分别相切于各层面的切向圆；所述的旋风式矿粉喷枪以烟气为动力介质将矿粉喷入炉内，氧气分别经三次燃烧氧喷枪及二次燃烧氧喷枪喷入炉内，矿粉与氧气在预热段内形成旋转的流体，旋转的流体加强炉气、氧气和矿粉的混合，使可燃物全部燃烬，且保证矿粉在预热段贴炉壁旋转下落至还原段的过程进行强化预热；

所述的还原段从上到下沿炉体依次安装有1～12支氧枪和2～9支煤枪；氧枪和煤枪贯穿钢壳、压入耐火材料及镶砖冷却壁斜插至还原段的炉内，氧枪和煤枪喷口指向下部炉缸段的金属熔池；

所述的炉缸段设有陶瓷杯、石墨碳砖、碳素捣打料、板式冷却壁、冷却水管和钢壳，在外层钢壳与板式冷却壁之间的空隙中也填充压入耐火材料；陶瓷杯设在石墨碳砖砌筑体的内侧，冷却水管安装在石墨碳砖底部，采用石墨碳砖和刚玉陶瓷杯构成的炉底，与板式冷却壁和炉底冷却水管共同形成导热结构，用于抵抗熔渣和铁水侵蚀以提高炉缸寿命。

2.根据权利要求1所述的纯氧两段式预热还原炼铁设备，其特征在于：所述的切向圆是一个作为安装每支喷枪角度依据的圆，切向圆以预热段炉体安装所述喷枪的一个水平层面的中心为圆点、直径小于或等于预热段炉体内径的圆。

3.根据权利要求1所述的纯氧两段式预热还原炼铁设备，其特征在于：所述的预热段采用安装两级燃烧氧喷枪的结构，炉气从还原段上升至预热段下段与从旋风式矿粉喷枪加入的矿粉换热后温度下降，从二次燃烧氧喷枪加入的用于二次燃烧的氧气与炉气发生燃烧提高炉温，维持预热段下段矿粉预热的热量；在预热段中段炉气继续与由三次燃烧氧喷枪喷出的氧气发生三次燃烧，用于保证炉气中的可燃物质全部燃烬，提高燃料的利用率；同时安装在还原段的煤枪将煤粉以气体为动力介质喷入陶瓷杯内的金属熔池表面，煤粉中的挥发物进入炉气中，剩余的炭粒溶解到金属熔池中，与矿粉中的氧化亚铁发生还原反应生成CO气体与铁水。