一種自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設備的制作方法
【專利摘要】公開了一種應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備。所述自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設備包括：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、空氣鼓風機、上層蓄熱室換向閥、上層燃燒室引風機、下層蓄熱室換向閥、下層燃燒室引風機以及快切閥。該設備將還原爐內部空間分成上下兩層，上層采用敞燃加熱方式，控制爐內為還原性氣氛，并使之達到還原工藝溫度，上層未燃盡的可燃氣通過上層蓄熱室降溫后排到下層燃燒室進行二次燃燒，實現上下雙面加熱。
【專利說明】一種自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設備
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種應用在難選鐵礦深度還原工藝中的自蓄熱式雙面加熱還原 設備。
【背景技術】
[0002] 目前，我國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，其中的技術關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底爐、環形爐、隧道窯等都使用 單面加熱的方式，在爐膛內通過控制供風量產生還原性氣氛。這種加熱方式產生了兩個弊 端：
[0003] (1)爐內還原性氣氛直接排放造成大量的可燃性氣體浪費同時造成污染。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，爐內底部物料受冷爐底的影響還原效果不好。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的目的在于克服現有還原爐熱效率低、受熱不均的不足。進而設計出 一種自蓄熱式雙面加熱還原設備，其所依據的技術原理包括：一是將通常采用的兩臺爐子 合二為一，利用爐體內部承載礦石的中間托盤將爐體燃燒空間分為上、下個燃燒室，其中上 層燃燒室為了保證燃燒空間內的還原性氣氛，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，對其進行再燃燒；二是上下爐膛均采用蓄熱式燃燒 技術供熱，通過蓄熱室和換向燃燒的特性實現上層爐膛可燃爐氣向下層爐膛的轉移。
[0006] 依據上述技術原理，經過反復修改，最終設計出了一種自蓄熱式難選鐵礦雙面加 熱還原設備。本實用新型提供的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設備包括上層燃燒室、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、空氣鼓風機、上層蓄熱室換向閥、上層燃燒室引風機、下層蓄熱室換向閥、下層燃燒室 引風機以及快切閥。其中，原料托盤將由耐火材料砌筑的爐體內部空間分隔成上層燃燒室 和下層燃燒室，原料托盤的下方設有水冷梁，以此承擔原料托盤及其上面所布物料的重量， 原料托盤的下側邊緣設有沙封裝置，以此保證上層燃燒室和下層燃燒室之間的相互密封， 上層燃燒室側壁設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機及上層燃燒室引風機相連通，上層燃燒室引風機通過管道與下層 燃燒室相連通；下層燃燒室側壁設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機及下層燃燒室引風機相連通，下層燃燒室引風機與 外界大氣相連通，各煤氣噴嘴均設有快切閥，以此保證煤氣管道的開啟與關閉。
[0007] 當該設備工作時，空氣從空氣鼓風機出來后進入上層蓄熱室換向閥，經過上層蓄 熱室換向閥進入上層蓄熱室，在上層蓄熱室中空氣從常溫加熱到1KKTC左右，經空氣噴嘴 噴入上層燃燒室，與煤氣噴嘴噴出的煤氣混合進行擴散燃燒。此時上層燃燒室產生的爐氣 進入右側的上層蓄熱室，經過換熱，爐氣從1300°c左右降低到150°C左右，然后爐氣進入上 層蓄熱室換向閥。經過上層蓄熱室換向閥的上層燃燒室還原性爐氣，經過上層燃燒室引風 機而作為燃料供給下層燃燒室。自空氣鼓風機出來的空氣進入下層蓄熱室換向閥，經過下 層蓄熱室換向閥之后進入下層蓄熱室。在下層蓄熱室中空氣從常溫加熱到ll〇〇°C左右，經 空氣噴嘴噴入下層燃燒室，與上層燃燒室爐氣混合進行擴散燃燒。此時下層燃燒室產生的 煙氣進入右側的下層蓄熱室，經過換熱，煙氣從1300°C左右降低到150°C左右，然后進入下 層蓄熱室換向閥，經過下層蓄熱室換向閥由下層燃燒室引風機排出。
[0008] 對于上層燃燒室，空氣先進入上層蓄熱室，從常溫被預熱到1100°C左右，經過空氣 噴嘴噴入到上層燃燒室內；煤氣經過快切閥，由燒嘴磚中的煤氣噴嘴噴入到上層燃燒室內。 空氣和煤氣被噴入后混合進行擴散燃燒。燒嘴磚在制作過程中預留出空氣噴嘴和煤氣噴 嘴，使得整個燃燒裝置更加緊湊。
[0009] 更進一步，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] 更進一步，原料托盤采用碳化娃耐高溫材料制作。
[0011] 本實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，又可實現上爐 膛的還原性氣氛在下爐膛燃盡，以達到節能減排的目的，同時使得物料加熱更為均勻。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0013] 圖1是本實用新型提供的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設備的原理圖。
[0014] 圖2是本實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 機，12為上層蓄熱室換向閥，13為上層燃燒室引風機，14為下層蓄熱室換向閥，15為下層燃 燒室引風機，16為快切閥；圖中17為空氣，18為煤氣。
【具體實施方式】
[0016] 本實用新型的實施和實用新型內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、空氣鼓風機11、上層 蓄熱室換向閥12、上層燃燒室引風機13、下層蓄熱室換向閥14、下層燃燒室引風機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的下方設有水冷梁6,原料托盤5的下側邊緣設有沙封裝置8,上層 燃燒室1側壁設有空氣噴嘴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又分別同空氣鼓風機11及上層燃燒室引風機13相連通，上層燃燒室 引風機13通過管道與下層燃燒室2相連通。同樣下層燃燒室2側壁設有空氣噴嘴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 氣鼓風機11及下層燃燒室引風機15相連通，下層燃燒室引風機15與外界大氣相連通，各 煤氣噴嘴7均設有快切閥16。
[0017] 使用時，空氣從空氣鼓風機11出來后進入上層蓄熱室換向閥12,經過上層蓄熱室 換向閥沿圖中箭頭方向進入上層蓄熱室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 行擴散燃燒。此時上層燃燒室1產生的爐氣進入圖1中右側的上層蓄熱室3,經過換熱，爐 氣從1300°C降低到150°C左右，然后爐氣沿圖中箭頭方向進入上層蓄熱室換向閥12。經過 上層蓄熱室換向閥12的上層燃燒室還原性爐氣經上層燃燒室引風機13,沿箭頭方向而作 為燃料供給下層燃燒室2。自空氣鼓風機11出來的空氣進入下層蓄熱室換向閥14,經過下 層蓄熱室換向閥之后沿圖中箭頭方向進入下層蓄熱室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中進行擴散燃燒。此時下層燃燒室2產生的煙氣進入圖1中右側的下層蓄熱室4,經過 換熱，煙氣從1300°C降低到150°C左右，沿圖中箭頭方向進入下層蓄熱室換向閥14,經過下 層蓄熱室換向閥14由下層燃燒室引風機15排出。
[0018] 具體地，在圖2中，空氣17先進入上層蓄熱室3,從常溫被預熱到1KKTC左右，然 后經過空氣噴嘴9噴入到上層燃燒室1中；煤氣18經過快切閥16,由燒嘴磚10中的煤氣 噴嘴7噴入到上層燃燒室1中。空氣和煤氣被噴入后混合進行擴散燃燒。燒嘴磚10在制 作過程中預留出空氣噴嘴9和煤氣噴嘴7,使得整個燃燒裝置更加緊湊。
[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。
【權利要求】
1. 一種自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設備，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)、空氣鼓風機（11)、上層蓄熱室換向閥（12)、上層燃 燒室引風機（13)、下層蓄熱室換向閥（14)、下層燃燒室引風機（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)的下方設有水冷梁（6)，原料托盤（5)的下側邊緣設有沙封裝置（8)，上層燃 燒室（1)側壁設有空氣噴嘴（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)又分別同空氣鼓風機（11)及上層燃燒室引風機（13) 相連通，上層燃燒室引風機（13)通過管道與下層燃燒室（2)相連通；下層燃燒室（2)側壁 設有空氣噴嘴（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)又分別同空氣鼓風機（11)及下層燃燒室引風機（15)相連通，下層 燃燒室引風機（15)與外界大氣相連通，各煤氣噴嘴（7)均設有快切閥（16)。
2. 根據權利要求1所述的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設備，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. 根據權利要求1所述的自蓄熱式難選鐵礦雙面加熱還原設備，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】C22B1/00GK203878183SQ201420294741
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月5日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】張衛軍, 靳倩, 孫中強, 楊強大, 姚彤輝, 王敏, 韓躍新 申請人:沈陽東大工業爐有限公司