本发明涉及直接还原冶炼领域，尤其是涉及一种红土镍矿还原冶炼装置。
背景技术：
红土镍矿还原冶炼装置热能来源可分为电能和燃气两大部分，红土镍矿还原冶炼装置通过电极释放热量熔化红土镍矿物料球团，高温区在熔池液面下，炉顶温度约为900℃，炉顶使用普通耐火材料制作。
相关技术中，现有红土镍矿还原冶炼装置通过燃气烧嘴从两侧供入燃料形成火焰，炉顶为温度场中最高温度区，高达1700℃，红土镍矿物料球团在熔池内，燃料火焰在红土镍矿物料球团上方，主要以辐射形式将燃料火焰热量传递到红土镍矿物料球团，熔化红土镍矿物料球团得到液体镍铁，通过调整燃料火焰与熔池液面的喷射角度和燃料火焰的覆盖面积来加强熔化效率和提高燃料热量的利用率，炉顶采用拱顶形式，拱顶与燃料火焰燃烧面之间有较大空间，存在较大温差，会导致热量利用率低。
普通耐火材料制作的炉顶无法满足如此高的使用温度，对炉顶工作层耐火材料的性能有较高要求高，炉顶工作层耐火材料通常采用镁铝尖晶石质耐火材料，镁铝尖晶石质耐火材料密度大，约为3.2g/cm3，会使炉顶重量增大，支撑炉顶的钢结构刚度和尺寸会增加，建设成本和设计成本较高。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种红土镍矿还原冶炼装置，该红土镍矿还原冶炼装置可以提高燃烧件的热量利用率，也可以降低施工难度和制造成本。
根据本发明的红土镍矿还原冶炼装置包括：炉体、用于产生热量的燃烧件和用于盛放待冶炼的红土镍矿物料球团的物料仓，所述炉体内限定出有熔池，所述炉体包括炉底、炉墙和炉顶；所述物料仓的底部设有出口，所述出口尺寸小于所述红土镍矿物料球团的尺寸，所述物料仓可拆卸地设在所述炉顶上且所述出口与所述炉体的内腔连通，所述燃烧件低于所述出口。
根据本发明的红土镍矿还原冶炼装置，通过炉体、燃烧件和物料仓配合，可以提高燃烧件的热量利用率，并且，该红土镍矿还原冶炼装置的炉顶能够采用常规的耐火材料制成，可以降低施工难度和制造成本，从而可以降低对炉顶支撑钢结构的刚度要求，进而可以减少钢材的使用量。
可选地，所述燃烧件设在所述炉墙上。
进一步地，所述物料仓被构造成上大下小的锥形。
具体地，所述炉顶上设有安装孔，所述物料仓容纳在所述安装孔内。
可选地，所述安装孔由上向下贯穿所述炉顶，所述物料仓的顶部设有进口，所述进口和所述安装孔的顶部平齐，所述出口与所述安装孔的底部平齐。
进一步地，所述物料仓包括多个，多个所述物料仓在所述炉顶上间隔开布置。
具体地，所述炉顶包括工作层和设在所述工作层上的保温层，所述物料仓穿过所述工作层和所述保温层。
可选地，所述熔池设在所述炉底。
进一步地，所述炉墙的顶部与所述炉顶的底部相连，所述炉底的侧面与所述炉墙的内侧面相连。
附图说明
图1是根据本发明实施例的红土镍矿还原冶炼装置的示意图。
附图标记：
红土镍矿还原冶炼装置10；
炉体1；熔池11；炉底12；炉墙13；
炉顶14；安装孔141；工作层142；保温层143；
燃烧件2；
物料仓3；出口31；进口32；
红土镍矿物料球团20。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1详细描述一下根据本发明实施例的红土镍矿还原冶炼装置10。
如图1所示，根据本发明实施例的红土镍矿还原冶炼装置10包括：炉体1、用于产生热量的燃烧件2和用于盛放待冶炼的红土镍矿物料球团20的物料仓3，炉体1内限定出有熔池11，炉体1可以包括炉底12、炉墙13和炉顶14，燃烧件2产生的热量能够熔化红土镍矿物料球团20，而且物料仓3的底部设有出口31，出口31的尺寸小于红土镍矿物料球团20的尺寸，可以防止红土镍矿物料球团20没熔化时就从出口31掉落。
物料仓3可拆卸地设在炉顶14上，当需要更换物料仓3时，能够很方便地单独更换物料仓3，并且物料仓3的出口31与炉体1的内腔连通，燃烧件2低于出口31设置，也就是说，燃烧件2设置在出口31的下侧，如此设置会使高温区形成在燃烧件2的上方，炉顶14的温度最高。
其中，红土镍矿物料球团20的熔化温度为1400℃，过热温度为50℃，当燃烧件2产生的热量将炉顶14温度升高到1450℃时，物料仓3内的红土镍矿物料球团20由下向上逐渐熔化，红土镍矿物料球团20熔化部分会变为液体滴落至熔池11内，红土镍矿物料球团20的直径逐渐变小，当红土镍矿物料球团20直径小于物料仓3底部的出口31直径时，红土镍矿物料球团20会从出口31向下掉落，在下落过程中红土镍矿物料球团20会继续获取热量熔化，直至穿过燃料火焰区落入熔池11内，在熔池11内未完全熔化的红土镍矿物料球团20随熔池11内的熔液流动并继续熔化，未完全熔化的红土镍矿物料球团20最终形成液体镍铁和熔渣，红土镍矿物料球团20在落入熔池11的过程中充分吸收了燃烧件2产生的热量，从而可以大大提高燃烧件2的热量利用率。
另外，红土镍矿物料球团20在熔化过程中是吸热过程，可以有效降低炉顶14的温度，从而可以延长炉顶14的使用寿命。
其中，该红土镍矿还原冶炼装置10的炉顶14温度在1450℃，1450℃小于1700℃，炉顶14的制造材料可以采用常规刚玉质耐火材料制作，刚玉质耐火材料密度为2.8g/cm3，刚玉质耐火材料与镁铝尖晶石质相比，单位体积炉顶14重量会降低12.5％，能够降低炉顶14的重量，可以降低对炉顶14支撑钢结构的刚度要求，从而可以减少钢材的使用量，并且也可以降低施工难度和制造成本。
由此，通过炉体1、燃烧件2和物料仓3配合，可以提高燃烧件2的热量利用率，并且，该红土镍矿还原冶炼装置10的炉顶14能够采用常规的耐火材料制成，可以降低施工难度和制造成本，从而可以降低对炉顶14支撑钢结构的刚度要求，进而可以减少钢材的使用量。
可选地，如图1所示，燃烧件2设在炉墙13上，如此设置能够把燃烧件2设置在最佳位置，可以使燃烧件2产生的热量充分被红土镍矿物料球团20吸收，从而可以进一步提高燃烧件2的热量利用率，进而可以提升红土镍矿还原冶炼装置10的工作性能。
进一步地，物料仓3被构造成上大下小的锥形，需要说明的是，物料仓3从上向下横截面积逐渐变小，这样设置能够使物料仓3更好地盛放红土镍矿物料球团20，可以减缓红土镍矿物料球团20向下移动速率，从而可以使红土镍矿物料球团20更好地在物料仓3内熔化。
具体地，如图1所示，炉顶14上设有安装孔141，物料仓3容纳在安装孔141内，安装孔141对物料仓3起到位置固定的作用，能够使物料仓3更加稳固地设置在炉顶14上，可以提升红土镍矿还原冶炼装置10的结构强度，从而可以提升红土镍矿还原冶炼装置10的工作可靠性。
可选地，如图1所示，安装孔141由上向下贯穿炉顶14，物料仓3的顶部设有进口32，进口32和安装孔141的顶部平齐设置，出口31与安装孔141的底部平齐设置，其中，进口32向上开放，可以方便红土镍矿物料球团20进入到物料仓3内，从而可以使工作过程变得简单。
进一步地，如图1所示，物料仓3可以包括多个，多个物料仓3在炉顶14上间隔开布置，例如：多个物料仓3可以在炉顶14的左右方向上间隔开布置，也可以在炉顶14的前后方向上间隔开布置，只要相邻的两个物料仓3不相互影响正常工作即可，如此设置能够增大同时对红土镍矿物料球团20的熔化量，可以提升红土镍矿物料球团20的熔化效率，从而可以提升红土镍矿还原冶炼装置10的工作效率。
具体地，如图1所示，炉顶14可以包括：工作层142和设在工作层142上的保温层143，物料仓3穿过工作层142和保温层143，其中，保温层143可以设置在工作层142的上方，工作层142的温度较高，能够熔化处在工作层142内的红土镍矿物料球团20，保温层143具有保温作用，能够防止工作层142的温度降低，从而可以保证红土镍矿还原冶炼装置10的工作性能。
可选地，熔池11设在炉底12，由于未熔化的红土镍矿物料球团20和红土镍矿物料球团20熔化后的液体会向下滴落，如此设置可以使未熔化的红土镍矿物料球团20和红土镍矿物料球团20熔化后的液体直接落到熔池11内。
进一步地，炉墙13的顶部与炉顶14的底部相连，炉底12的侧面与炉墙13的内侧面相连，如此设置能够把炉墙13、炉顶14和炉底12更好地装配在一起，可以提升红土镍矿还原冶炼装置10的结构强度，从而可以保证红土镍矿还原冶炼装置10更好地工作。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。