专利名称：一种熔融还原炼铁用转炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种熔融还原炼铁用的熔融还原转炉，该转炉可以在连续冶炼生 产铁水的同时，通过炉体倾动排出炉渣和铁水，从而降低原料和燃料消耗，提高煤气二次燃 烧热利用率，并连续生产铁水，适用于黑色和有色冶金行业。
背景技术：
现代高炉随着炉型的不断扩大，对原燃料的要求越来越高，高炉愈来愈暴露出它 本身的局限性，使传统钢铁工业面临资源、环保、经济等各种难题。非高炉炼铁工艺由于不 使用焦炭，不需要铁矿粉的烧结和造球，具有高效利用资源、环境污染小，以及提高生产效 率等特点，是实现炼铁生产高效、长寿、低耗发展的必然趋势。但是，由于熔融还原炼铁工艺 是借助高温环境，将矿粉熔化，并用碳还原熔渣中氧化铁，同时又要利用还原过程中产生的 煤气的二次燃烧为熔融和还原反应提供热量，这就使得熔融还原炉内热量、反应过于集中， 如日本的DIOS工艺、澳大利亚的HIsmelt工艺和AusIron工艺、美国的AISI工艺以及前苏 联的Romelt工艺等，这就使得熔融还原炉内熔渣中FeO含量过高，加之熔池搅拌过大，炉衬 部位的耐火材料侵蚀严重，炉缸寿命过短。DIOS和Remolt工艺试图通过水冷方法提高炉衬 耐火材料的寿命，但炉衬最终寿命仍不能超过3个月。同时，以上工艺还由于二次燃烧产生 的热能利用效率较低，致使熔融还原工艺的煤炭消耗过高，铁水生产成本居高不下。另外， 熔融还原炉最终排出的炉渣中FeO含量约为5. O %左右，并夹带约5. 0%的粒铁，致使整个 工艺铁损过高，严重浪费了铁矿资源，很难进行工业化大生产。目前，国内外开发的直接使用氧气顶吹转炉进行熔融还原炼铁的工艺，如DI0S、 多枪炉等，主要是借鉴了现代氧气顶吹转炉的经验，利用转炉间歇生产方式进行生产，得到 了较高的炉衬使用寿命，并试图通过对熔融还原工艺的喷吹设备和二次燃烧方式进行了改 造，来提高铁浴熔池的传热效率和二次燃烧热的利用效率，以降低煤粉消耗。但采用转炉的 间歇生产方式同时又带来了出铁、排渣及修补炉间歇期间炉体热损失过大、生产效率低等 问题，与现代大型高炉相比，仍然没有竞争力。
发明内容为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种熔融还原炼铁用的转炉。该转炉 可以在一定的炉役期内，连续进行熔融还原炼铁生产，同时又可以根据工艺操作需要及时 排出部分炉渣和铁水，最大限度地提高了熔融还原反应的热利用效率。本实用新型所采用的技术方案是熔融还原炼铁用转炉内型为球型，炉体向前侧 或后侧倾动；炉体的前侧设有排渣口，后侧设有出铁口 ；炉体上部的水冷炉口和转炉上部 的烟罩均为弧型；炉壳内表面喷涂耐火材料用于炉壳保护及减少热损失，炉壳外部为框架 结构，由钢板焊接而成，可以提高炉壳的机械强度，并减薄炉壳厚度，提高炉壳自身的传热 能力，保护转炉内衬耐火材料。水冷炉口与其上部的弧型烟罩配合，用于组合式喷枪的插入和产生烟气、粉尘的[0007]排放炉渣的倾角为前倾10 40°，排放铁水的倾角为后倾10 35°炉体内部分为三个区下部为熔融还原产生铁水的铁水区，中部为进行熔融还原 反应的熔渣区，熔渣区上部空间为二次燃烧区。正常生产时，组合喷枪从水冷炉口插入炉内，其中组合喷枪的中心部位的燃烧喷 枪直接插入熔池中进行燃烧，对熔池进行加热和搅拌；矿粉和大颗粒煤粉从组合喷枪的套 筒中加入熔池，为熔融和还原反应提供原、燃料及熔剂；二次燃烧喷枪将熔融和还原产生的 煤气在熔池表面进行燃烧，为熔池加热。组合喷枪的高度可以随着熔池液面高度的升降自 动进行升降调整。进行熔融还原炼铁生产时，组合喷枪从上部水冷炉口插入熔池中，进行燃烧、加料 和二次燃烧；炉内熔渣液面达到一定的高度后，可以在喷枪继续喷吹、加料的情况下向前侧 倾动炉体，排出部分熔渣，待熔渣液面达到合适的高度后再将炉体转回原来位置，也可以将 炉体保持适当的倾角连续排渣。另外，在排渣前一段时间内还可以通过停止矿石和熔剂的加入，继续加入煤粉，进 行燃烧喷枪的燃烧和产生煤气的二次燃烧，用以降低熔渣区炉渣中FeO的含量，并沉淀炉 渣中夹带的粒铁，待炉渣中FeO含量降低到一定值后排出部分炉渣。当炉内产生的铁水累 积到一定的量时，向后侧倾动炉体，通过排铁口排出铁水。本实用新型的球型炉体使用寿命为3 4个月，对炉体内衬耐火材料进行强制冷 却后可以延长寿命到5 7个月，为此采用本实用新型进行工业化大生产时应该准备备用 转炉，在炉体内衬耐火材料破损到一定程度后及时更换备用转炉，确保长期连续生产。本实用新型的有益效果是该转炉与熔融还原炼铁用组合喷枪配合，即可以连续 进行熔融还原炼铁生产，又能够根据生产需要及时排出炉渣和铁水，能够最大限度地提高 熔融还原反应的热利用效率，降低原燃料消耗和炼铁生产成本，达到工业化应用的目的。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1为熔融还原用转炉的正剖面图。图2为熔融还原用转炉的侧剖面图。图3为熔融还原用转炉的前倾排渣示意图。图4为熔融还原用转炉的后倾出铁示意图。其中，1、烟罩，2、水冷炉口，3、组合喷枪，4、熔渣区，5、排渣口，6、铁水区，7、耐火材 料，8、炉壳，9、出铁口，10、炉壳框架，11、倾动耳轴
具体实施方式
本实用新型提供了一种熔融还原炼铁用的可以转动的转炉，包括烟罩1、水冷炉口 2、排渣口 5、耐火材料7、炉壳8、出铁口 9、炉壳框架10和倾动耳轴11。熔融还原炉的内型为球型，炉壳8的内表面为喷涂的耐火材料7，炉壳框架10由 钢板焊接而成，可以增大炉体的容量和提高炉体的机械强度，有利于减薄炉壳钢板的厚度， 提高炉体传热能力，保护炉衬的耐火材料，并有利于控制炉体的旋转，实现炉体向前后侧倾动。炉体的前侧为排渣口 5，后侧为出铁口 9，顶部为弧型水冷炉口 2，水冷炉口 2的上 部为弧型烟罩1，水冷炉口 2和烟罩1配合，用于组合喷枪3的插入和熔融还原反应产生烟 气的回收利用，并有利于减少炉内热量的损失。熔融还原炉体的内部分为三个区，下部为熔融还原产生的铁水区6，中部为熔融还 原反应进行的熔渣区4，熔渣区4的上部为熔融和还原产生煤气的二次燃烧区。本工艺可以按照氧气顶吹转炉的生产工艺进行负压操作，熔融还原产生的煤气可 以完全燃烧或部分燃烧。因此，外排的高温烟气需要进行废热回收、煤气除尘及回收等。正常生产时，组合喷枪3从水冷炉口 2和烟罩1的中间插入炉内，其中组合喷枪3 的中心燃烧喷枪直接插入熔渣区4中进行燃烧，矿粉和大颗粒煤粉从组合喷枪3的套筒中 加入熔池，二次燃烧喷枪将还原反应产生的煤气在熔渣区4的表面进行燃烧，加热熔渣区 4。组合喷枪3的高度可以随着熔渣区4液面高度的升降而升降，枪位可由计算机自动进行 调整。炉内熔渣区4的液面达到一定的高度时，向前侧倾动炉体，通过排渣口 5排出部分 熔渣，达到合适的高度后将炉体转回原来位置。炉内铁水区6的铁水累积到一定的量时，向 后侧倾动炉体，通过排铁口 9排出一定量的铁水。为了降低外排炉渣中FeO的含量和熔渣中夹带的粒铁，可以在排渣前一段时间内 停止组合喷枪3的矿石加入，只加入部分块煤，并继续进行燃烧喷枪和二次燃烧喷枪的燃 烧，用以提高熔渣区4的温度，提高熔渣的流动性和降低整个熔渣区4的FeO含量，沉淀熔 渣中夹带的部分粒铁，稍后再排放炉渣。待熔渣区的液面达到适当位置时再将炉体转回原 来位置，重新加矿继续进行生产。
权利要求一种熔融还原炼铁用转炉，包括烟罩(1)、水冷炉口(2)、耐火材料(7)、炉壳(8)、倾动耳轴(11)，其特征在于转炉内型为球型，炉体向前侧或后侧倾动；炉体的前侧设有排渣口(5)，后侧设有出铁口(9)；炉体上部的水冷炉口(2)和转炉上部的烟罩(1)均为弧型；炉壳(8)的外部为炉壳框架(10)。
2.根据权利要求1所述的熔融还原炼铁用转炉，其特征在于排放炉渣的倾角为前倾 10 40°，排放铁水的倾角为后倾10 35°。
3.根据权利要求1所述的熔融还原炼铁用转炉，其特征在于所述的炉壳框架(10)由 钢板焊接而成。
专利摘要本实用新型公开了一种熔融还原炼铁用转炉，包括炉体、水冷炉口、排渣口、出铁口、耐火材料、炉壳、倾动装置及烟罩。其特征为炉体内型为球型，内表面喷涂耐火材料，炉体外部为框架结构，由钢板焊接而成；炉体的前侧为排渣口，后侧为出铁口；顶部为弧型水冷炉口，与其上部的弧型烟罩配合，用于组合喷枪的插入和产生烟气的回收利用。本实用新型使用熔融还原炼铁用组合喷枪，可以连续进行熔融还原炼铁生产，并可根据生产需要适时排出炉渣和铁水，提高了熔融还原反应的二次燃烧热的利用效率，可以降低原燃料消耗和生产成本。
文档编号C21B11/00GK201648429SQ20102012139
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者刘文运, 周继良, 孙健, 张殿伟, 李国玮, 青格勒, 马丽 申请人:首钢总公司