专利名称：一种熔融还原炼铁用精还原炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种为熔融还原炼铁工艺还原熔渣中Fe0，同时沉淀回收熔渣中夹带 的金属粒铁的设备，本发明还可以用于转炉钢渣中铁的回收，适用于黑色和有色冶金行业 进行的熔融还原冶炼。
背景技术：
钢铁工业目前正面临资源、环保、经济等各种问题，现代高炉愈来愈暴露出它本身 的局限性，需要我们研究出适合我国特点的非高炉炼铁技术，改变我国钢铁工业以焦炭为 主要能源的局面。非高炉炼铁工艺由于具有高效利用资源、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。 熔融还原炼铁工艺与传统的高炉炼铁工艺相反，它是借助高温环境，将矿粉熔化， 并用碳还原熔渣中氧化铁，同时燃烧还原过程中产生的煤气为熔融和还原反应提供热量。 日本的DI0S工艺、澳大利亚的HIsmelt工艺和Auslron工艺、美国的AISI工艺以及前苏联 的Romelt工艺均为这类方法，但这些工艺都由于终还原反应时熔渣中FeO含量高，致使炉 衬部位的耐火材料侵蚀严重，炉缸寿命过短，同时还由于热能利用效率低、矿粉和煤炭消耗 过高等原因造成生产成本过高而被束之高阁。 要彻底解决上述问题，可以借鉴现代氧气顶吹转炉的经验，采用间歇式冶炼工艺， 同时对熔融还原工艺的喷吹设备和二次燃烧方式进行改造，提高铁浴熔池的传热效率和二 次燃烧热的利用效率，降低煤粉消耗。另外，还要对熔融还原炉渣进行精还原，将其中末参 加反应的Fe0和粒铁等从熔渣中分离出来，以进一步提高铁资源的利用率，降低生产成本。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种熔融还原炼铁用的精还原炉，炉内还原 区装满烘干后的块煤、半焦或小焦块等还原介质。将熔渣倒入精还原炉中，使熔渣与块煤或 半焦等进行接触，利用还原介质中的碳将熔渣中的FeO还原成金属铁，同时将熔渣中夹带 的金属粒铁沉淀到炉底，最后通过渣罐倾倒的方法将渣和铁水分离。 本发明包括渣罐、渣罐顶盖、熔渣倒入口、渣铁分离筛、排渣口。渣罐为普通钢渣 罐；渣罐顶部安装渣罐顶盖，渣罐顶盖的一边为熔渣倒入口，一边为排渣口 ；熔渣倒入口底 部为筛网，用于熔渣的倒入和防止块煤或半焦等的浮出；排渣口用于还原反应后熔渣和铁 水的排出；渣铁分离筛固定在渣罐顶盖下面，并与渣罐的两边和底部接触，将渣罐分成两个 相互隔开的部分，即还原反应区和熔渣储存区；渣铁分离筛下半部为多孔网格，用于还原反 应后的熔渣和铁水的渗出；熔渣储存区用于存储进行还原反应后从渣铁分离筛下部渗透出 的部分熔渣。 进行精还原操作前，首先要将还原反应区内加满经过干燥处理的块煤、半焦或小 焦块等，并用熔渣倒入口封严。熔渣从熔渣倒入口加入后，首先进入块煤或半焦层，与块煤 或半焦中的碳进行还原反应，生成金属铁后沉积到渣罐的底部；随着熔渣的增加和液面的上升，部分熔渣通过渣铁分离筛渗透到熔渣储存区；熔渣加完后，再通过渣罐车上的倾倒装
置，将渣罐缓慢倾倒，通过排渣口排出熔渣，最后排出沉积下来的铁水。 作为进一步改进，熔渣倒入口的底部为均匀排列的小圆孔，孔径在10 20mm之
间。渣铁分离筛的下部三分之一为均匀排列的小圆孔，孔径在5 15mm之间。 还原介质可以是块煤、半焦、小焦块，或者其中三者的任意组合；其中的块煤可以
是无烟煤、烟煤或者型煤中的一种或者多种的任意组合。还原介质的粒度在15 80mm之
间，使用前需要烘干。 将熔融还原炼铁产生的熔渣倒入由块煤、半焦或小焦块等做还原介质的精还原炉 中进行还原，将熔渣中FeO的质量百分比降低到2. 0%以下，同时沉淀、回收熔渣中夹带的 部分粒铁。HIsmelt、Romelt和Auslron等熔融还原炼铁工艺由于其本身的特点，需要连续排
出工艺产生的铁水和熔渣，致使加入熔融还原炉中的部分铁矿粉还没有进行还原反应，或
反应还没有结束就随熔渣一起排出炉外，甚至部分已经还原的金属铁也被熔渣夹带出来，
致使吨铁的矿耗升高、煤耗升高，不但生产成本大大提高，而且严重浪费了铁资源。 采用本发明后，只需使用少量的块煤、半焦或小焦块，就可以使熔渣中的FeO从
10%左右降低到2. 0%，同时回收熔渣中夹带的约5%的金属粒铁，将铁的利用率进一步提
高。另外，将熔融还原工艺的精还原部分转移到熔融还原炉的外部，还可以解放熔融还原炉
的生产力，进一步提高熔融还原工艺的效率。 本发明还可用于转炉钢渣中金属铁的回收。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1为精还原炉的剖面图。
图2为精还原炉的顶盖平面图。
图3为精还原炉的倾倒渣铁示意图。 其中，1、渣罐，2、渣罐顶盖，3、熔渣倒入口 ， 4、渣铁分离筛，5、排渣口 ， 6、渣罐耳轴， 7、还原介质，8、还原反应区，9、熔渣存储区，10、铁水，11、熔渣
具体实施例方式
熔融还原炼铁用精还原炉包括渣罐1、渣罐顶盖2、熔渣倒入口3、渣铁分离筛4、排 渣口 5。渣罐顶盖2安装在渣罐1的罐沿部位，接触部位要密封好并用螺栓固定。渣罐顶盖 2的一边为熔渣倒入口 3，一边为排渣口 5。熔渣倒入口 3的上沿用法兰联接方式与渣罐顶 盖2联接并密封，底部为均匀分布的直径15mm、间距30mm圆孔。 渣铁分离筛4与渣罐顶盖2垂直焊接在一起，并与渣罐1的底部和两边接触，从而 将渣罐1内部分成还原反应区8和熔渣储存区9。渣铁分离筛4与渣罐1的接触部位缝隙 要求小于3mm。 渣铁分离筛4下部三分之一为均匀排列的直径10mm、间距25mm的圆孔，用于还原 反应后熔渣11和铁水10从还原反应区8向熔渣储存区9的渗透，同时防止还原介质7的 通过。
熔渣倒入口 3和排渣口 5在反应进行前和结束后要加盖密封，反应进行时排渣口 5也要密封，防止空气进入还原反应区8与还原介质7进行反应。 还原反应区8内加满干燥后的块煤、半焦或小焦块后，熔渣11从熔渣倒入口 3倒 入，首先进入块煤或半焦层，与块煤或半焦中的碳进行还原反应，生成金属铁10并沉积到 渣罐1的底部，熔渣11中夹带的金属粒铁同时也沉积到渣罐1的底部。随着熔渣11的增 加和液面的上升，部分反应后的熔渣11通过渣铁分离筛4进入熔渣储存区9 ;熔渣11加完 后，通过渣罐车上的倾倒装置缓慢倾倒，将熔渣11和铁水10分离。
权利要求
一种熔融还原炼铁用精还原炉，包括渣罐(1)，其特征在于还包括渣罐顶盖(2)、熔渣倒入口(3)、渣铁分离筛(4)、排渣口(5)，渣罐(1)的顶部安装有渣罐顶盖(2)，渣罐顶盖(2)一边为熔渣倒入口(3)，一边为排渣口(5)；渣铁分离筛(4)与渣罐顶盖(2)连接在一起，并与渣罐(1)的两边接触，将渣罐(1)的内部分成还原反应区(8)和熔渣储存区(9)；还原反应区(8)加满干燥后的还原介质(7)；熔渣(11)通过熔渣倒入口(3)加入后，熔渣(11)中的FeO与还原介质(7)中的碳进行反应，生成金属铁后沉淀到炉底与熔渣(11)分离；熔渣(11)中夹带的金属粒铁也同时沉淀到渣罐(1)的底部与熔渣(11)分离。
2. 根据权利要求l所述的熔融还原炼铁用精还原炉，其特征在于熔渣倒入口 (3)的底部为均匀排列的小圆孔，孔径在10 20mm之间。
3. 根据权利要求l所述的熔融还原炼铁用精还原炉，其特征在于渣铁分离筛(4)的下部三分之一为均匀排列的小圆孔，孔径在5 15mm之间。
4. 根据权利要求l所述的熔融还原炼铁用精还原炉，其特征在于还原介质(7)可以是块煤、半焦、小焦块，或者其中三者的任意组合；其中的块煤可以是无烟煤、烟煤或者型煤中的一种或者多种的任意组合。
5. 根据权利要求1或4所述的熔融还原炼铁用精还原炉，其特征在于还原介质(7)的粒度在15 80mm之间，使用前需要烘干。
全文摘要
本发明公开了一种熔融还原炼铁用精还原炉，包括渣罐、渣罐顶盖、熔渣倒入口、渣铁分离筛、排渣口部分；渣罐的顶部安装一个渣罐顶盖，渣罐顶盖一边为熔渣倒入口，一边为排渣口；渣铁分离筛与渣罐顶盖连接在一起，并与渣罐的两边接触，将渣罐的内部分成还原反应区和熔渣储存区；还原反应区加满干燥后的块煤、半焦或小焦块后，将熔渣从熔渣倒入口倒入，熔渣中的FeO与碳反应，生成金属铁并沉积到渣罐的底部，最后将熔渣和铁水分离。本发明可以降低熔融还原炉渣中FeO的含量到2.0％以下，同时还可以回收熔渣中夹带的金属粒铁，提高铁资源的利用率。
文档编号C21B13/00GK101736113SQ20091024437
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者刘文运, 周继良, 孙健, 张殿伟, 徐萌, 李国玮, 青格勒, 马丽, 马泽军, 魏升明 申请人:首钢总公司