专利名称：气体均匀分布的还原炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种还原包含氧化铁成分的矿石的还原炉，以及一种通过熔化经还原的矿石来制备熔铁的设备。
背景技术：
图I示出了一种现有的还原包含氧化铁成分的矿石的还原炉，以及通过熔化经还原的矿石来制备熔铁的设备I。如图I中示出的，设备I具备用于通过吹入还原气体来还原或预热结块矿石(例如球团或块状矿石等)的还原炉10。炉料通过炉料投入口 11被投入还原炉10。在还原炉10中被还原的炉料通过排出螺钉13定量排出，且被排出的炉料通过竖直下降管14和倾斜下降管16供应至熔炉20。竖直下降管14具备保管箱15，且保管箱15连接有氮供应管(未示出)，以将用于冷却的氮吹入竖直下降管14。用于冷却的氮可以减少由从熔炉20回流至还原炉10的气体施加至排出螺钉13的热冲击。·在熔炉20中，还原炉料所需的还原气体是通过煤的气化来制备的，且此时产生的热量被用来熔化由还原炉10还原和供应的炉料。在熔炉20中产生的还原气体在旋风收尘器22中被集尘，然后通过还原气体吹入口 17吹入还原炉10。所吹入的还原气体在经过氧化物形式的炉料的填充层30的时候对炉料进行还原。由于所填充的炉料导致的阻力，所以所吹入的还原气体可能不被提供至还原炉10的中心，而是主要沿着还原炉10的壁部流动。还原气体的不均匀分布可能导致各个位置的炉料的还原率严重不平衡，且还原炉10的中心处的未还原的炉料可能被供应至熔炉20，从而破坏熔炉20的热平衡，因此可能发生诸如产量降低、燃料成本增加以及运行率降低的情况。尤其，在出于增大容量的目的而增大现有的还原炉10的尺寸的情形中，还原气体的不均匀分布会更严重，且当还原炉10的径向尺寸增大时，还原气体到达还原炉10的中心会更困难。此外，由于在熔炉20中产生的还原气体通过旋风收尘器22被吹入还原炉10的情形中旋风收尘器22中会出现压力降，所以还原气体会通过压力降相对较小的竖直下降管14和排出螺钉13回流到还原炉10中。因此，为了防止该情况，出于在通过排出螺钉13回流到还原炉10中的还原气体中产生压力降的目的，本质上需要设置炉料的未还原高度h，从而必须对设备的高度进行不必要的增大。
发明内容
技术问题为了解决现有技术中的问题而提出的本发明的一个方面的目的在于，通过消除还原气体的分布不均匀现象(其中，供应至还原炉内部的还原气体不能被供应至还原炉的中心，而是主要沿着壁部流动)，来提高还原炉内的炉料的还原率并使炉料颗粒之间的还原率均匀，从而减少在炉料供应至熔炉时熔炉的热负荷，由此实现诸如产量提高、燃料成本降低、运行率提高以及操作稳定性的改进。
本发明的另一方面的目的在于，通过使还原气体在还原炉的径向上均匀分布，在还原炉的容量增大时，能够简单地通过在径向上增大还原炉和凸桩的尺寸来实现设施容量的增大。技术方案根据解决上述问题的本发明的第一特征，提供了一种还原炉，具备炉料投入口，用于投入炉料；以及还原气体吹入口，用于吹入还原气体，其特征在于，所述炉料投入口形成在所述还原炉的上部，且所述还原气体吹入口设置在所述还原炉的下部。根据本发明的第二特征，所述还原气体吹入口可以设置在凸桩的底部，所述凸桩布置在所述还原炉的下部。根据本发明的第三特征，所述凸桩的内部可以形成有与所述还原气体吹入口连通 的路径。根据本发明的第四特征，所述路径可以是以径向对称方式形成的多个路径。根据本发明的第五特征，在正常运行状况下，用于排出被还原气体还原的炉料的竖直下降管可以填充有炉料。根据本发明的第六特征，所述竖直下降管的端部可以设置有保管箱，且所述保管箱中可以设置有用于定量排出炉料的排出螺钉。根据本发明的第七特征，所述竖直下降管具有预定的竖直长度，以在通过所述竖直下降管回流至所述还原炉的气体中产生压力降。有益效果根据本发明，由于可以通过布置在还原炉的下部的中心的凸桩来吹入还原气体，所以可以提高还原炉中的炉料的还原率，使炉料颗粒之间的还原率均匀，且减少当炉料被供应至熔炉时熔炉的热负荷，从而可以实现产量提高、燃料成本降低、运行率提高以及操作稳定性。此外，本发明可以使还原气体均匀分布在还原炉的径向上，从而在还原炉的容量增大时，能够简单地通过在径向上增大还原炉和凸桩的尺寸来实现设施容量的增大。此外，由于作为炉料供应装置的排出螺钉的位置从还原炉的下端移至保管箱的一部分，所以竖直下降管中产生了压力差，从而可以防止高压气体从熔炉回流至还原炉。
图I是现有的用于还原包含氧化铁成分的矿石的还原炉，以及通过熔化经还原的矿石来制备熔铁的设备的纵截面视图；以及图2是本发明的一个实施例的还原炉的纵截面视图。附图标记说明100还原炉110炉料投入口120废气排出口130排出螺钉140竖直下降管150保管箱
160倾斜下降管170还原气体吹入口180 凸桩
具体实施例方式下文中，参考附图详细描述本发明的实施例。图2是本发明的一个实施例的还原炉100的纵向截面图。参考图2，在还原炉100的上部具备炉料投入口 110和多个废气排出口 120。还原炉100的内部的下端设置有凸桩180 (或凹桩，这两个术语在下文中可互换使用)。设置凸桩180是为了防止由炉料本身的负荷引起的炉料喷火或者固定层的形成。还原气体吹入口 170被设置在凸桩180的底部，且凸桩180的内部形成有一个路径以允许通过还原气体吹入口 170吹入的还原气体经过。还原气体吹入口 170形成在还原炉100在径向上的中心，优选地在凸桩180的内部以径向·对称方式形成多个与还原气体吹入口 170连通的路径。还原炉100的下部设置有与还原炉100连接的竖直下降管140，竖直下降管140的端部设置有保管箱150。保管箱150中设置有排出螺钉130 (—个可附接和可拆卸的用于供应定量炉料的装置)。保管箱150的下部设置有与熔炉的穹顶部连接的倾斜下降管160。炉料通过炉料投入口 110投入熔炉100。在还原炉100中被还原的炉料被转移至竖直下降管140，由此通过在竖直下降管140的端部形成的排出螺钉130来定量排出。所排出的炉料通过倾斜下降管160供应至该熔炉。同时，炉料被还原气体还原，然后通过废气排出口 120排出。在正常操作状况下，还原炉100和竖直下降管140的内部填充有炉料。根据前述还原炉100的结构，通过在凸桩180 (其设置在该还原炉的内部的下端)的底部设置还原气体吹入口 170，来代替现有的位于该还原炉的中间壁部的还原气体进气口，把该熔炉的还原气体吹入，从而可以将现有的还原气体不均匀分布现象变为径向上的均匀分布，提高还原气体的利用率和炉料的还原率，且使炉料的还原率均匀。此外，当炉料被供应至该熔炉时，通过减小该熔炉的热负荷，可以实现产量提高、燃料成本降低、运行率提高以及操作稳定性提高。此外，由于还原气体可以在该还原炉的径向上均匀分布，所以在还原炉的容量增大时，可以简单地通过在径向上增大还原炉100和凸桩180来实现设施容量的增大。此外，由于排出螺钉130 (—个用于定量供应炉料的装置)被设置在保管箱150的一部分中而非被设置在该还原炉的下端，所以竖直下降管140中产生了压力降，从而可以防止该熔炉内的高压还原气体通过排出螺钉130回流至还原炉100。即，可以防止由竖直下降管140中产生压力差引起布置在倾斜下降管160下部的熔炉中的高压还原气体回流至还原炉100。通常，出于在还原气体中产生压力降以防止还原气体通过排出螺钉130回流的目的，需要将炉料的未还原高度设置为h。然而，由于该压力降可以通过本发明中的竖直下降管140来产生，所以还原炉100的高度可以减小，减小程度是图I中示出的未还原高度h。此外，通常氮被吹入竖直下降管140，以用于减少由从该熔炉回流至还原炉100的气体施加至排出螺钉120的热冲击。然而，由于本发明的还原炉100可以不需要吹入竖直下降管140的氮，所以可以减少氮的使用量并降低运行成本。
权利要求
1.一种还原炉,具备 炉料投入口( 110 )，用于投入炉料；以及 还原气体吹入口( 170)，用于吹入还原气体， 其特征在于，所述炉料投入口( 110)形成在所述还原炉的上部，且所述还原气体吹入口(170)设置在所述还原炉的下部。
2.根据权利要求I所述的还原炉，其特征在于，还具备布置在所述还原炉的下部的凸桩(180)，其中所述还原气体吹入口( 170)设置在所述凸桩(180)的底部。
3.根据权利要求2所述的还原炉，其特征在于，在所述凸桩(180)的内部形成有与所述还原气体吹入口( 170)连通的路径。
4.根据权利要求3所述的还原炉，其特征在于，所述路径是以径向对称方式形成的多个路径。
5.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的还原炉，其特征在于，还具备竖直下降管(140)，用于排出被还原气体还原的炉料，其中在正常操作状况下，所述竖直下降管(140)的内部填充有炉料。
6.根据权利要求5所述的还原炉，其特征在于，所述竖直下降管(140)的端部设置有保管箱(150)，且所述保管箱(150)中设置有用于定量排出炉料的排出螺钉(130)。
7.根据权利要求6所述的还原炉，其特征在于，所述竖直下降管(140)具有预定的竖直长度，以在通过所述竖直下降管(140)回流至所述还原炉的气体中产生压力降。
全文摘要
本发明提供了一种还原包含氧化铁成分的矿石的还原炉，具备炉料投入口(110)，用于投入炉料；以及还原气体吹入口(170)，用于吹入还原气体，其中所述炉料投入口(110)形成在所述还原炉的上部，且所述还原气体吹入口(170)设置在所述还原炉的下部的中心。根据本发明，通过将还原气体吹入所述还原炉的下部的中心，使还原气体在所述还原炉中均匀分布，从而提高所述还原炉内的炉料的还原率，且使炉料颗粒之间的还原率均匀。
文档编号C21B13/02GK102947470SQ201080067595
公开日2013年2月27日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者姜信明, 李相皓 申请人:Posco公司, 株式会社Posco建设