防粘布料装置的制作方法

文档序号:4696816阅读:278来源:国知局
专利名称:防粘布料装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种向反应容器内进行布料的方法及装置。
背景技术
“竖炉直接还原法”是指在竖炉中用高温还原气或固体还原剂还原铁矿石的直接 还原炼铁方法,是直接还原铁(简称DRI)技术中的一项分支技术。目前,大多数的竖炉直 接还原技术均采用气体作为还原剂,因此又称为“气基竖炉直接还原技术”。对此,《气基竖 炉直接还原技术的发展》(胡俊鸽等,鞍钢技术,2008年第4期,第9 12页)一文进行了 较详细的介绍。但是,也有一部分竖炉直接还原技术采用固体的煤作为还原剂,因此称之为 “煤基竖炉直接还原技术”。其原理是将烘干的铁矿球团与还原煤等物料(如脱硫剂)进行 混合后加入炉顶上的料仓中,通过料仓进入竖炉后经过加热升温至800°C以上进行还原反 应,最后再将反应后的产品从竖炉底部排出。由于煤基竖炉直接还原技术所需设施比较简 单,因此占地面积小,投资成本较低,加之我国有丰富的煤矿资源,故具有较好的发展潜力。中国专利ZL200720015482. 3公开了一种煤基直接还原铁外热式竖炉,其采用在 炉体内设置多个独立的矩形竖式还原反应室,并在每个矩形竖式还原反应室宽度方向的两 侧分别设置煤气燃烧室,并将煤气燃烧室与矩形竖式还原反应室之间通过墙壁砖隔开的技 术手段,使炉料在与煤气燃烧室隔离的情况下通过墙壁砖的传热作用进行还原反应,从而 确保还原气氛,提高产品质量。经过客观的分析,发现该竖炉存在以下几方面的缺点(1) 由于只在矩形竖式还原反应室宽度方向的两侧设有煤气燃烧室,因此从矩形竖式还原反应 室周边各处向其中心的热辐射强度不均等,导致对炉料的加热不均勻,对还原效果产生一 定影响;(2)矩形竖式还原反应室是通过其宽度方向两侧的墙壁砖由下至上砌筑形成,建 造时间长;(3)煤气燃烧室的结构复杂,并且各煤气燃烧室之间的连接不通畅,导致必须设 置较多的煤气喷嘴;(4)没有防止炉料与矩形竖式还原反应室内壁粘接的措施。其中,由于上文指出的该竖炉没有防止炉料与矩形竖式还原反应室内壁粘接的措 施,因此客观上会出现在反应过程中炉料与还原反应室内壁粘接的问题,一方面造成部分 产品无法从炉内排出,另一方面又会降低煤气燃烧室向还原反应室的热传导效率。针对上 述的炉料粘接问题,目前还没有有效的解决办法,成为影响煤基竖炉直接还原技术推广应 用的主要因素。

实用新型内容本实用新型所解决的技术问题是提供一种可防止物料与反应容器内壁粘接的防 粘布料方法。解决上述技术问题的技术方案是防粘布料方法,特点是在从反应容器的进料口 向反应容器中加入物料的同时,在所述进料口的周边沿反应容器的内壁向反应容器中加入 防粘料。本实用新型解决的另一个技术问题是提供一种为实施上述方法而专门设计的防粘布料装置。解决上述技术问题的技术方案是防粘布料装置,包括与反应容器的进料口相通 的物料通道,所述物料通道的周边设置有防粘料的进入通道。作为防粘布料装置的一种优选结构,该防粘布料装置包括设置在反应容器的上端 口内作为物料通道的布料管,该布料管的外壁与反应容器的的内壁之间构成防粘料的进入 通道。进一步的是,所述布料管的周边形状与所述反应容器的上端口的周边形状相适 配。进一步的是,所述布料管的上端口径小于其下端口径。进一步的是,该防粘布料装置还包括与所述物料通道的上端口对应设置的出料器 以及与所述进入通道的上端口对应设置的出料器。进一步的是,与所述进入通道的上端口对应设置的出料器的出料口沿着该进入通 道上端口的周边间隔或连续设置。本实用新型的有益效果是本实用新型通过向反应容器加入进行反应的物料的同 时,可在反应容器的内壁上铺设防粘料,进行反应的物料由于受到该防粘料的阻隔无法与 反应容器的内壁接触,从而防止物料与反应容器的内壁发生粘接。该方法及装置尤其适用 于防止物料与直接还原竖炉中还原反应室的内壁发生粘接,从而解决目前竖炉直接还原技 术中所存在的一个重要的技术难题,有利于竖炉直接还原技术的推广应用。

图1为本实用新型外燃管式直接还原竖炉的结构示意图。图2为图1中A-A向剖视图。图3为图1中还原反应管上端口处的局部放大图。图3也是本实用新型所提供的布料装置的一种具体实施例的结构示意图。图4为布料装置的另一种实施例的结构示意图。图5为布料装置的又一种实施例的结构示意图。图中标记为炉体1、还原反应管2、上端口 201、管节3、燃烧室4、还原室5、托板6、 出料口 7、布料装置8、布料管801、出料器802、出料器803、进入通道804、上端口 805。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。如图1 2所示的外燃管式直接还原竖炉,包括内设有还原室5和燃烧室4的炉 体1,所述炉体1内设置有至少一根两端开口的还原反应管2,所述还原反应管2的管内为 还原室5,周边为燃烧室4。所述还原反应管2的上端口 201用于进料,下端口用于排料。物 料的还原反应在还原反应管2的管内进行。由于还原反应管2的周边为燃烧室4,因此沿 还原反应管2的周向各点均能够朝还原反应管2的中心辐射热量,因此能够对还原反应管 2中的物料进行较均勻、稳定的加热。还原反应管2的横截面可以是椭圆环形甚至是方环形,但最好是图2所示的圆环 形,理论上保证还原反应管2各径向的温度场梯度保持一致,从而进一步提高对还原反应管2中物料加热的均勻性。如图1所示,为了便于竖炉的建造,所述还原反应管2可以由至少两个管节3轴向 对接而成。管节3是预先制成的整体件,可以通过外购获得,比如采用耐高温、传热性好的 碳化硅管。采用上述结构后,建造竖炉时只需要将规格相同的管节3轴向对接起来就能够 组成还原反应管2,从而大大的节省了建造的时间和成本。当然,还原反应管2也可以是铸造的整体件。这样在建造竖炉时,直接将还原反应 管2固定安装在炉体1内即可,同样具有方便竖炉建造的优点。但无论还原反应管2是组 合结构还是整体结构,既可以采用碳化硅管,也可以采用耐热铸钢、耐热不锈钢等传热良好 的材料,相比墙壁砖具有更高的热传导效率,因此也就提高了热利用的效率。如图1、图3 5所示,还原反应管2的上端口 201处还设置有用于在还原反应管 2的内壁上铺设防粘料的布料装置8。布料装置8的作用在于当往还原反应管2内加入进 行还原反应的物料时,同时还能在还原反应管2的内壁上铺设防粘料,进行还原反应的物 料由于受到该防粘料的阻隔无法与还原反应管2的内壁接触,从而防止物料与还原反应管 2的内壁发生粘接。因此,对于防粘料的选择,只要是可以防止物料与还原反应管2的内壁 接触,并且不会对还原反应造成不利影响的物质,理论上都是可行的。比如,防粘料既可以 采用进行还原反应时所需的物质(比如脱硫剂),也可以采用完全不与进行还原反应的物 料发生化学反应的固体颗粒,但需对反应后的产品进行二次分离。当然,布料装置8可以采用多种具体结构来实现在还原反应管2的内壁上铺设防 粘料。如图5所示,最简单的方式就是直接使用出料器803靠近还原反应管2的内壁喷洒 防粘料,而将出料器802靠近还原反应管2的中心喷洒进行还原反应的物料。但该方式不 容易保证布料的均勻性和准确性。因此,本实用新型还提供了布料装置8的一种优选结构。如图3所示,该优选结构 的布料装置8包括设置在还原反应管2的上端口 201内作为物料通道的布料管801,该布 料管801的外壁与还原反应管2的内壁之间构成防粘料的进入通道804。其中,所述布料 管801的周边形状最好与还原反应管2上端口 201的周边形状相适配,以使防粘料能够完 全贴合还原反应管2的内壁下落,达到理想的防粘布料效果。该优选结构的布料装置8在使用时,进行还原反应的物料从布料管801的管腔直 接进入还原反应管2,而防粘料则从布料管801的外壁与还原反应管2的内壁之间所构成的 进入通道804进入还原反应管2,既保证防粘料与进行还原反应的物料的布料方向不会相 互干涉,并且又能够通过进入通道804使防粘料形成一个近似于管状的、由不停运动的颗 粒物所形成的保护帘,并且当物料和防粘料堆积在还原反应管2中后,与还原反应管2内壁 直接接触的是防粘料,而进行还原反应的物料则铺设在防粘料的内层,从而彻底的杜绝了 物料与还原反应管2内壁粘接的问题。此外,如图3所示,布料管801的上端口径最好小于其下端口径,这样使布料管801 形成一个正锥形的结构,既能够使防粘料更好的与还原反应管2的内壁贴合,又能够方便 出料器803的安装。需要说明的是,该优选结构的布料装置8最好还应该增加与布料管801的上端口 805对应设置的出料器802以及与还原反应管2的上端口 201对应设置的出料器803,以使 布料操作实现自动供给。[0033]当然,布料装置8还可采用其他一些变形结构,将在实施例中进行说明。另外,如图1所示,作为该外燃管式直接还原竖炉的底部出料机构,包括设置在还 原反应管2下端口的下方、一个做伸缩运动托板6,当拖动托板6向外伸出时,反应后的物料 从还原反应管2的下端口落下,并聚集在还原反应管2的底部;当推动托板6向内缩回时, 此时托板6的前端推动反应后的物料从炉体1底部的出料口 7排出。实施例1如图1 3所示的外燃管式直接还原竖炉,炉体1内排列有多根还原反应管2,相 邻的还原反应管2之间间隔设置。所有还原反应管2的外部与炉体1内壁之间形成的连贯 区域为燃烧室4。燃烧室4采用煤气点燃。燃烧室4的烟道和煤气通道等设施均可采用现 有结构,因此在图中并未示出。采用此种设置方式使每一根还原反应管2的周边区域均为 燃烧的高温环境,从而对各还原反应管2中的物料进行较均勻、稳定的加热,并且由于炉体 1内排列有多根还原反应管2,因此确保了竖炉的单位产能。其中,在各还原反应管2的上端口 201处分别设置有布料装置8。各布料装置8包 括设置在还原反应管2的上端口 201内作为物料通道的布料管801,该布料管801的外壁与 还原反应管2的内壁之间构成防粘料的进入通道804 ;布料装置8还包括出料器802和出 料器803,分别用于向布料管801内添加进行还原反应的物料以及向进入通道804添加防粘 料。因此,出料器802是与所述物料通道的上端口对应设置的,出料器803是与所述进入通 道804的上端口对应设置的。其中,与所述进入通道804的上端口对应设置的出料器803 的出料口沿着该进入通道804上端口的周边间隔或连续设置。出料器802和出料器803可 采用多种现有装置,比如皮带输送机。由于采用了上述结构的布料装置8,彻底杜绝了进行 还原反应的物料与还原反应管2的内壁之间发生粘接的问题。实施例2本实施例2与实施例1的区别在于布料装置8的结构不同。如图4所示,此布料 装置8包括两个内外套接的管状件,由于在内的管状件的外径小于在外的管状件的内径, 因此这两个管状件之间构成了防粘料的进入通道804,而在内的管状件的管腔即为进行还 原反应的物料的通道。当然,该布料装置8仍然包括出料器802和出料器803,进行物料和 防粘料的自动供给。可见,实施例1和实施例2的防粘布料装置的共同特点在于,包括与还原反应管2 的进料口相通的物料通道,并且所述物料通道的周边设置有防粘料的进入通道804。因此, 实施例1和实施例2的防粘布料装置均能够实现在从还原反应管2的进料口向还原反应管 2中加入物料的同时,在所述进料口的周边沿还原反应管2的内壁向还原反应管2中加入防 粘料的布料方法,从而通过防粘料的阻隔作用防止物料与还原反应管2的内壁发生粘接。申请人:需要指出,上述实施例是将本实用新型的防粘布料装置安装到一种新型的 外燃管式直接还原竖炉上的具体应用。因此,该实施例中所说的还原反应管2,实际上是本 申请中“反应容器”的一个具体概念。
权利要求防粘布料装置,包括与反应容器的进料口相通的物料通道,其特征在于所述物料通道的周边设置有防粘料的进入通道(804)。
2.如权利要求1所述的防粘布料装置,其特征在于包括设置在反应容器的上端口 (201)内作为物料通道的布料管(801),该布料管(801)的外壁与反应容器的的内壁之间构 成防粘料的进入通道(804)。
3.如权利要求2所述的防粘布料装置,其特征在于所述布料管(801)的周边形状与 所述反应容器的上端口(201)的周边形状相适配。
4.如权利要求2所述的防粘布料装置,其特征在于所述布料管(801)的上端口径小 于其下端口径。
5.如权利要求2 4中任意一项权利要求所述的防粘布料装置,其特征在于该防粘 布料装置还包括与所述物料通道的上端口对应设置的出料器(802)以及与所述进入通道 (804)的上端口对应设置的出料器(803)。
6.如权利要求5所述的防粘布料装置,其特征在于与所述进入通道(804)的上端口 对应设置的出料器(803)的出料口沿着该进入通道(804)上端口的周边间隔或连续设置。
专利摘要本实用新型公开了一种可防止物料与反应容器内壁粘接的防粘布料装置。该装置包括与反应容器的进料口相通的物料通道,所述物料通道的周边设置有防粘料的进入通道。本实用新型通过向反应容器加入进行反应的物料的同时,可在反应容器的内壁上铺设防粘料,进行反应的物料由于受到该防粘料的阻隔无法与反应容器的内壁接触,从而防止物料与反应容器的内壁发生粘接。该装置尤其适用于防止物料与直接还原竖炉中还原反应室的内壁发生粘接,从而解决目前竖炉直接还原技术中所存在的一个重要的技术难题。
文档编号F27B1/20GK201688682SQ20102017728
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者金克和, 金克鹏 申请人:攀枝花市创盛粉末冶金有限责任公司
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