[实用新型]一种闪速熔炼用改进高炉

说明书

本实用新型公开一种闪速熔炼用改进高炉，属于炼铁的技术领域。所述闪速熔炼用改进高炉包括矿粉投料区、闪速熔融反应区、渣铁熔分区和控制系统，所述矿粉投料区、闪速熔融反应区、渣铁熔分区空间在改进高炉内部依次上下进行连通；所述矿粉投料区设置在所述改进高炉的顶部，所述闪速熔融反应区设置在所述改进高炉的中部，所述渣铁熔分区设置在所述改进高炉的底部。本实用新型的装置结构通过还原造气枪喷射高温还原气，在炉内闪速熔融反应区形成旋转向上的流场，直接作用于自上而下飘落的含铁矿粉，不仅热能直接被利用，而且旋转流场使得含铁矿粉得到充分的传热和还原反应，故而该装置结构的闪速炼铁方法接触反应非常充分，效率更高。

技术领域

本实用新型属于炼铁的技术领域，涉及一种闪速熔炼用改进高炉。

背景技术

炼焦+烧结/球团→高炉→转炉是目前粗钢生产的主要流程，其中炼焦、烧结(球团)、高炉炼铁三个炼铁的工艺环节生产流程长、能耗高、依赖焦炭资源而对环境污染严重。

目前高炉炼钢厂个数约为331家，高炉总数约为1024个，总容积约为107.8万m³，这是一项庞大的固定资产，如果能够改进现有高炉炼铁工艺，采用改进的炼铁装置结构和新的炼铁方法进行钢铁冶炼，以达到充分利用现有设备、减少投入、绿色生产、节能减排的目的，将会有利于炼铁行业的良性发展。

目前，国际上仍然以传统高炉炼铁方式为主，该流程具有高污染、高能耗的问题。针对前述这些问题，提出了熔融还原炼铁技术。该技术可降低对造块、烧结、炼焦等高污染、高耗能工序的依赖，近年来得以发展，成为钢铁工业实现节能减排和清洁生产的重要技术途径，如COREX、FINEX和HIsmelt等工艺。

其中：COREX工艺并未完全摆脱对块矿、球团和焦炭的依赖；FINEX工艺以粉矿为原料，需要用多级流化态反应器对矿粉进行预还原，工序繁琐，耗能大；HIsmelt工艺以粉矿为主要原料，采用旋风熔化炉对粉矿进行闪速熔炼，粉矿需要预热，将含铁原料、煤和熔剂用N₂作载体经两套喷吹系统8根水冷喷枪直接喷入到熔融还原炉下部铁水熔池中，这些工艺目前并未形成大规模的行业应用，且都需要资金的大量投入进行设备建设。

现有的改进高炉装置的闪速炼铁工艺也有不少，然而存在诸多技术问题有待解决。

例如：中国专利CN 113249538 A公开了一种基于改造高炉的闪速炼铁方法与装置，其中的煤气化装置通过风口通入到焦炭床，不能产生上升的旋转还原气流，尾气排放的烟道从图1可以看出使设置在改造高炉的侧壁，在使用过程中会造成经过干燥和预还原的粉状铁矿砂与还原尾气、还原气从烟道排放出去，生产效率下降，生产成本提高，还原反应并不充分。

中国专利CN 106086280 A公开了造气闪速炼铁的系统和方法，其中的闪铁炉为卧式，熔池11中自下而上依次形成铁水层区12、渣层区13和渗碳床区14，渗碳床区14可以是由粉煤和焦粒形成，故而该装置结构的使用方法涉及的熔炼装置繁多，操作过程复杂，熔炼效率低，不适合工业生产。

中国专利CN 106086281 A公开了一种闪速炼铁与煤制气的一体化装置及方法，其中的上、中、下三层喷枪的设置和闪速熔炼的匹配方式耗氧量多，还原反应并不充分，煤气排出的量较少，利用率低。

中国专利CN 105861834 A公开了一种旋流闪速冶炼工艺，其中的旋流区不仅离燃料喷嘴和给料装置的距离较近，且产生的反应尾气排出效果由于反应塔和上升烟道的结构设置而效率低下；为了形成旋流区和使得反应充分，需要的喷枪数目和反应气体的流速控制极其严格，旋流区对矿粉下落速度的减缓效应也较低。

综上，现有技术中的改进高炉装置的闪速炼铁工艺装置结构设置存在结构复杂繁多、操作难度大、含铁矿粉下降速度快、反应不充分、熔炼效率低、尾气不能很好的回收、利用率低的诸多难题。

实用新型内容