一种联合氧化‑还原焙烧的转底炉的制作方法

本发明属于冶金设备技术领域，尤其涉及一种联合氧化-还原焙烧的转底炉。

背景技术：

转底炉直接还原工艺是近三十年间发展起来的炼铁和处理特殊有色金属矿石的新工艺。转底炉直接还原省去了高炉炼焦流程，是一项节能环保的技术。由于此项工艺对原料和燃料的要求不高，能够合理利用自然资源，因而受到冶金和有色行业的高度关注。

转底炉油环形炉床、内外侧壁、炉顶、燃烧系统等组成。侧壁、炉顶固定不动，炉床由炉底传动机构带动循环旋转。转底炉的工艺流程是将细矿石和还原剂加入粘结剂后造球，并将球团均匀排布在转底炉的炉底，在炉底上的球团随炉底转动一圈的过程中，完成还原。由转底炉产生的金属化球团可作为高炉或熔分炉等的原料，以获得金属。

转底炉的工艺特点：

(1)在转底炉内还原焙烧的物料是含碳球团，碳和氧化铁之间的接触紧密，具有良好的快速还原条件。

(2)转底炉还原焙烧工艺是薄料层在高温中加热，可实现快速还原，炉料在炉内还原时间短。

(3)由于薄料层、炉料在转底炉中不受压，且炉料与炉衬之间无相对运动，因此对炉料的强度要求不高，不会产生料团与炉体耐材粘结现象。

目前的转底炉，虽然单台的处理量较大，但功能单一，仅有还原效果，对于一些需要氧化焙烧的原料直接还原效果差，限制了转底炉的使用；转底炉的炉内气氛不可控，物料加热不均匀等问题需要改进。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种联合氧化-还原焙烧的转底炉，挡墙将转底炉分隔为氧化焙烧区和还原焙烧区，氧化焙烧区可将气氛控制为氧化性气氛，空心挡墙将经氧化焙烧后的物料铺盖一层还原剂，还原焙烧区为还原气氛，还原效果好，能耗低，运行成本小。

本发明提供一种联合氧化-还原焙烧的转底炉，包括炉体、炉底、挡墙、烟道和燃烧器；

所述炉体包括外侧壁、炉顶和内侧壁，所述外侧壁通过炉顶连接所述内侧壁，所述炉体的横截面积为环形；

所述炉底为环状，位于所述炉体下方，所述炉底与所述炉体构成环形空间；

所述挡墙设置在所述炉体内，所述挡墙连接所述外侧壁、炉顶和内侧壁，所述挡墙将所述环形空间分割为氧化焙烧区和还原焙烧区，所述挡墙包括空心挡墙和实心挡墙，所述空心挡墙上设有还原剂入口，所述空心挡墙内部上下贯通；

所述烟道设置在所述氧化焙烧区炉顶，多个所述烟道沿圆形方向均匀布置；

所述燃烧器安装于所述炉体上。

转底炉的炉底可旋转，带动物料在炉体内运动。挡墙竖直设置在炉体内，将转底炉内的环形空间分隔为不同的区域，不同的区域可以设置不同的气氛，不同区域的气氛不会互相干扰，实现了转底炉的多功能利用。在氧化焙烧区转底炉的炉顶设置多个烟道，用于将氧化焙烧区产生的大量烟气排出。

还原剂入口设置在空心挡墙的顶端，空心挡墙内部中空，作为还原剂进入转底炉的通道，可防止还原剂在落下过程发生燃烧和不均匀布料。

进一步的，所述炉体上设置入料口和出料口，所述入料口设置在所述氧化焙烧区外侧壁上，所述出料口设置在所述还原焙烧区外侧壁上。

具体的，所述入料口设置在所述氧化焙烧区实心挡墙端。所述出料口设置在所述还原焙烧区实心挡墙端。所述入料口与出料口之间扇形区域的弧度为10°～20°。入料口和出料口的设置可尽量延长球团在转底炉中的时间，提高还原效果。

作为本发明的优选方案，所述氧化焙烧区弧度为90°～120°。氧化焙烧区的燃烧器为蓄热式燃烧器，氧化焙烧区控制为氧化性气氛，物料经氧化的同时去除部分杂质，可提高物料的还原性。

作为本发明的优选方案，所述还原焙烧区弧度为220°～260°。还原焙烧区的燃烧器为蓄热式燃烧器，还原焙烧区为还原气氛，球团在还原焙烧区与还原剂接触发生还原反应，获得金属化球团。

进一步的，所述还原焙烧区分为还原区和冷却区，所述冷却区弧度为50°～90°，所述冷却区一端与出料口连接，所述冷却区炉顶和两侧壁安装有水冷壁。将还原焙烧区分为还原区和冷却区有利于球团的后续处理。水冷壁安装在冷却区炉顶和两侧壁，控制水冷壁水流使冷却区温度控制至出料要求温度。

作为优选的实施方案，所述挡墙底部与所述炉底垂直距离为10～20cm。挡墙底部到转底炉的炉底上表面的距离既要保证物料的顺利通过，又要保证氧化焙烧区气氛和还原焙烧区气氛不互相干扰。

进一步的，所述氧化焙烧区炉底的下方沿圆形方向均匀设置数个通气孔，孔径为3～6mm。通气孔可通入氧气或大量空气，保持氧化焙烧区的氧化性气氛。

本发明的联合氧化-还原焙烧的转底炉，通过挡墙可以实现炉体内两种气氛互不干扰；物料在转底炉内氧化焙烧与还原焙烧一体完成；物料经氧化焙烧后，还原效果好；还原焙烧区充分利用氧化焙烧区物料的显热，能耗小、成本低。

附图说明

图1是本发明的转底炉的俯视示意图；

图2是本发明空心挡墙的局部视图。

图中：

1-炉体；101-还原剂入口；102-入料口；103-出料口；104-通气孔；

2-炉底；3-挡墙；4-烟道；5-燃烧器；6-氧化焙烧区；7-还原焙烧区；701-还原区；702-冷却区。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种联合氧化-还原焙烧的转底炉，包括炉体1、炉底2、挡墙3、烟道4和燃烧器5。

炉体1包括外侧壁、炉顶和内侧壁，外侧壁通过炉顶连接内侧壁，炉体的横截面积为环形。

炉底2为环状，位于炉体1下方，炉底2与炉体1构成环形空间。炉底2可绕转底炉的中心轴旋转，进入转底炉的物料落在炉底2上，炉底2的旋转带动物料在转底炉内旋转。

挡墙3设置在炉体1内，挡墙连接外侧壁、炉顶和内侧壁，挡墙3将转底炉内的环形空间分割为氧化焙烧区6和还原焙烧区7。挡墙3底部与炉底2上表面的垂直距离为10～20cm。挡墙底部到转底炉的炉底上表面的距离既要保证物料的顺利通过，又要保证氧化焙烧区气氛和还原焙烧区气氛不互相干扰。

挡墙3包括空心挡墙301和实心挡墙302。空心挡墙301上设有还原剂入口101，空心挡墙301内部上下贯通。

还原剂入口101设置在空心挡墙301的顶端，空心挡墙301内部中空，作为还原剂进入转底炉的通道，可防止还原剂在落下过程发生燃烧和不均匀布料。

烟道4设置在氧化焙烧区6炉顶，多个烟道4沿圆形方向均匀布置。在氧化焙烧区转6底炉的炉顶设置多个烟道4，用于将氧化焙烧区产生的大量烟气排出。

燃烧器5安装于炉体1的两侧壁上。燃烧器5为蓄热式燃气燃烧器，相对于电加热，燃气加热能耗较小。蓄热式燃气燃烧器噪音小、寿命长、火焰稳定、铺展性好、燃烧完全、气氛易于控制。

进一步的，炉体1上设置入料口102和出料口103，入料口102设置在氧化焙烧区6外侧壁上，出料口103设置在还原焙烧区7外侧壁上。

具体的，入料口102设置在氧化焙烧区6实心挡墙端。出料口103设置在还原焙烧区7实心挡墙端。入料口102与出料口103之间扇形区域的弧度为10°～20°。换句话说，实心挡墙302设置在入料口102与出料口103之间扇形区域中。入料口102和出料口103的设置可尽量延长球团在转底炉中的时间，提高还原效果。

本发明实施例中，氧化焙烧区6弧度为90°～120°。氧化焙烧区的燃烧器为蓄热式燃烧器，氧化焙烧区控制为氧化性气氛，物料经氧化的同时去除部分杂质，可提高物料的还原性。

本发明实施例中，还原焙烧区7弧度为220°～260°。还原焙烧区的燃烧器为蓄热式燃烧器，还原焙烧区为还原气氛，球团在还原焙烧区与还原剂接触发生还原反应，获得金属化球团。

进一步的，还原焙烧区7分为还原区701和冷却区702。冷却区702弧度为50°～90°，冷却区702一端与出料口103连接，冷却区702炉顶和两侧壁安装有水冷壁。将还原焙烧区7分为还原区701和冷却区702有利于球团的后续处理。水冷壁安装在冷却区炉顶和两侧壁，控制水冷壁水流使冷却区温度控制至出料要求温度。

本发明实施例中，氧化焙烧区炉底的下方沿圆形方向均匀设置数个通气孔104，孔径为3～6mm。通气孔104可通入氧气或大量空气，保持氧化焙烧区的氧化性气氛。

图1和图2中的箭头代表物料的运动方向，阴影部分代表还原剂。

转底炉的炉底可旋转，球团由转底炉入料口进入，随转底炉的炉底转动，先后经过氧化焙烧区和还原焙烧区，物料(球团)在氧化焙烧区中氧化焙烧，还原剂经空心挡墙进入转底炉，氧化后的物料进入还原焙烧区被均匀铺设一层还原剂，在具有还原气氛的还原焙烧区被还原成金属化球团，最后从出料口排出。

本发明实施例提供的转底炉，通过在转底炉内设置挡墙，实现炉体内两种气氛互不干扰；将空心挡墙作为还原剂进入转底炉的通道，防止了还原剂的燃烧和布料不均；物料在转底炉内先氧化焙烧，后还原焙烧，还原效果好；还原焙烧区充分利用氧化焙烧区物料的显热，能耗小、成本低。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。