专利名称：一种焦化还原冶炼装置的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金和化工生产技术领域，涉及一 种炼钢或炼铁联产装置，具体涉及一种焦化还原冶炼装置。
背景技术：
炼铁或炼钢过程需要向炉内添加活性石灰作为溶剂或造渣剂。活性石灰的使用可以加快冶炼的造渣速度，缩短冶炼时间，减少杂质带入炼铁过程，提高铁水的质量。炼铁过程将石灰、焦炭粉与焙烧球团生铁一起送入炉中进行冶炼。生产I吨的铁水需要消耗500公斤的活性石灰，加入的石灰会消耗高炉炼钢的一部分热量。同时活性石灰的生产过程中石灰石物料经过预热段预热、煅烧带煅烧成石灰，然后经过冷却带用冷却风冷却至常温出装置成石灰产品，冷却过程不仅增加动力消耗，而且冷却石灰高温气体排放到大气，加重了大气污染，不利于环境保护。铁矿粉或铁矿石还原过程以焦炭为还原剂，炼铁过程进行前需先进行球团的焙烧，再要用一定量的热量将焦炭与被还原物料一同加热至还原温度。同样焦炭生产中需要将熔融状态的焦炭水冷却至常温，运至炼铁装置；球团焙烧完成后冷却至常温，运至炼铁装置，这样不仅增加生产成本，而且能源得不到充分利用。焦化冷却过程产生的焦炉煤气含有大量的有害气体，泄漏到大气，危害环境安全。现有技术球团焙烧、石灰生产、炼焦、炼铁和炼钢是相互独立的生产系统，相互独立的生产系统不仅增加运输成本，而且副产物和剩余热能不能相互利用，能源浪费大。
发明内容
本发明的目的是提供一种焦化还原冶炼装置，实现球团焙烧、石灰石煅烧、煤炭焦化、球团还原和冶炼过程联合，能源相互利用，降低单产能耗和材料消耗，提高经济效益。本发明焦化还原冶炼装置，包括炼铁设备或炼钢设备，炼铁设备为高炉和高炉烧结设备、所述炼钢设备包括电弧炉、中频炉。高炉、高炉烧结设备、中频炉和电弧炉分别设有进料口、出渣口、石灰入口、产品出口和炉气出口。焦化还原冶炼装置设有焙烧室、两个煅烧炉、焦化还原室和气体处理设备。焦化还原室设有球团布料器、煤粉布料器、推料设备、还原气入口和出料口。煅烧炉设有煅烧炉料斗、进料口、煅烧设备和煅烧炉出口。焙烧室设有料斗、进料口、预热段、加热段和出料口，加热段有燃烧设备。焙烧室的出料口通过球团布料器连接到焦化还原室，焦化还原室的出料口通过冶炼料斗与炼铁设备或炼钢设备连接。煅烧炉位于焦化还原室的两侧，煅烧炉和焦化还原室之间设有碳化硅砖隔墙，煅烧炉出口连接到炼铁设备或炼钢设备的石灰入口。炼铁设备或炼钢设备的炉气出口与焦化还原室的还原气入口连接。焦化气体出口连接到气体处理设备，气体处理设备的煤气出口分为两路，一路连接到焙烧室的燃烧设备，另一路连接到煅烧炉的煅烧设备。焦化还原室为一端大、一端小的箱体结构或上端小、下端大的梯台型结构。箱体结构的大端设有炉门，梯台结构的下端设有炉门。推料设备包括推料机、推杆和推板，推料机通过推杆与推板连接。焙烧室为梁式结构、套筒结构、并流双膛结构或新华麦尔兹结构。梁式结构的焙烧室加热段设有I 5层燃烧梁，每层I 5根燃烧梁，燃烧梁设有烧嘴，气体处理装置出口连接到燃烧梁的燃气入口。套筒式结构的焙烧室内设有燃烧室、上内筒、下内筒和火桥，燃烧室分为上、下两层，每层设有3 8个燃烧室，同一层燃烧室均匀布置，上、下层燃烧室交错布置，每个燃烧室与内筒之间通过火桥相连。煅烧炉为梁式石灰窑结构或周边烧嘴结构或沸腾炉结构。梁式石灰窑的煅烧设备为燃烧梁，燃烧梁设有烧嘴。沸腾炉的煅烧设备为流化床，周边烧嘴炉的煅烧设备为周边烧嘴。气体处理设备包括油气分离器、煤焦油收集器、气体净化设备、换热设备、冷却设备、加压设备、除水设备、脱硫设备和除焦设备。装置设有预热室、煅烧炉料斗与预热室连接，预热室与煅烧炉连接；石灰石经预热室预热后到煅烧室煅烧。装置设有2飞组焙烧-焦化还原室，焙烧-焦化还原室包括焙烧室和焦化还原室，焙烧-焦化还原室对应其球团布料器和煤粉布料器。煅烧炉位于焦化还原室的两侧，煅烧炉和焦化还原室相间设置。每组焙烧-焦化还原室对应一台炼铁设备或炼钢设备，或者2 5组焙烧-焦化还原室共同对应一台炼铁设备或炼钢设备。装置设有预热室、煅烧炉料斗与预热室连接，预热室与煅烧炉连接；石灰石经预热室预热后到煅烧室煅烧。周边烧嘴位于煅烧室的前端或后端。如果炼铁设备或炼钢设备为共用一台时，炼铁设备或炼钢设备下部设 有轨道，炼铁设备或炼钢设备在轨道上移动。焦化还原室的布料方式可以是多种，通过煤粉布料器和球团布料器，可以将煤粉布在焦化还原室周边，高温球团布在煤粉中间；或者煤粉和球团逐层布料，或者煤粉和球团均匀混合布料等。本发明利用炼铁设备或炼钢设备与焦化还原室、焙烧室、煅烧炉和气体处理设备联合，实现联产钢水、铁水、石灰和煤焦油产品，能量互相利用，有效利用了能源，减少产品处理和运输费用，降低钢铁、石灰和焦炭产品生产成本，提高经济效益。
图I为本发明焦化还原冶炼装置的结构示意 图2为图I的侧视 图3为焙烧-焦化还原室并联安装示意图。I一料斗、2一焙烧室、3一燃烧梁、4一炉门、5一球团布料器、6—煤粉布料器、7—碳化娃砖隔墙、8—焦化还原室、9一周边烧嘴、10—锻烧炉、11一锻烧炉出口、12—中频炉、13—出渣口、14 一电感应设备、15—煅烧炉料斗、16—焦化气体出口、17—气体处理设备、18—推杆、19—还原气入口、20—炉气出口、21—石灰入口、22—钢水出口、23—推板、24—推料机、25—冶炼料斗、26—煤焦油出口。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细说明。本发明焦化还原冶炼装置如图I、图2所示，包括中频炉12、焙烧室2、焦化还原室
8、两个煅烧炉10和气体处理设备17。中频炉配有电感应设备14，中频炉设石灰入口 21、出渣口 13、钢水出口 22和炉气出口 20。焦化还原室设有球团布料器5、煤粉布料器6、推料设备、还原气入口 19和出料口。推料设备包括推料机24、推杆18和推板23，推料机通过推杆与推板连接。焦化还原室8为一端大、一端小的箱体结构，箱体结构的大端设有炉门4。焙烧室设有料斗I、进料口、预热段、加热段和出料口，加热段的燃烧设备为梁式结构，梁式结构的焙烧室的加热段设有两层燃烧梁3，上层3根，下层2根，燃烧梁设有烧嘴。焙烧室的出料口通过球团布料器5连接到焦化还原室8，焦化还原室的出料口通过冶炼料斗25与中频炉连接。煤粉布料器与煤粉制备设备连接。煅烧炉设有煅烧炉料斗15、进料口、煅烧设备和煅烧炉出口 U。煅烧炉10为周边烧嘴结构，周边烧嘴结构煅烧炉的煅烧设备为周边烧嘴。煅烧炉位于焦化还原室的两侧，煅烧炉和焦化还原室之间设有碳化硅砖隔墙7，煅烧炉出口11连接到中频炉的石灰入口 21。中频炉的炉气出口 20与焦化还原室的还原气入口 19连接，焦化气体出口 16连接到气体处理设备17，气体处理设备的煤气出口分为两路，一路连接到焙烧室的燃烧梁烧嘴，另一路连接到煅烧炉的周边烧嘴，气 体处理设备的煤焦油出口26连接到煤焦油精加工装置。气体处理设备17包括油气分离器，气体净化设备、换热设备、冷却设备、加压设备、除水设备、脱硫设备和除焦设备。本发明焦化还原冶炼的过程为，铁矿粉球团经料斗I进入梁式结构的焙烧室2，经过上部预热段预热后下行进入燃烧加热段，利用炉气燃烧进行加热，加热至900 1300°C。然后经出料口和球团布料器5进入焦化还原室8，煤粉由煤粉制备设备供给，经煤粉布料器6进入焦化还原室。中频炉炼钢过程产生的还原性气经还原气入口 19进入焦化还原室
8。石灰石经煅烧炉料斗15进入周边烧嘴结构的煅烧炉10，由周边烧嘴9燃烧产生的热量煅烧小粒径石灰石物料，煅烧温度为1000 1200°C，煅烧成石灰。高温石灰经煅烧炉出口11和石灰入口 21进入中频炉作造渣剂和熔剂。煅烧炉煅烧产生的部分热量通过煅烧炉与焦化还原室之间的碳化硅砖隔墙7传给焦化还原室8。焦化还原室中的物料利用球团从焙烧室带来的热量和煅烧炉隔墙传来的热量进行焦化反应和还原过程，焦化和还原的温度为900 1100°C。焦化和还原过程产生的焦化和还原气体经焦化气体出口 16到气体处理设备，分离出的煤焦油等液体产品到煤焦油精加工装置继续加工。分离出的气体经处理后分为两路，一路到焙烧室的燃烧梁烧嘴作燃料，另一路到煅烧炉的周边烧嘴作燃料。完成焦化和还原后，打开焦化还原室的炉门4，物料经推料机推至冶炼料斗25、中频炉入口进入中频炉。启动中频炉的电感应设备加热进行炼钢过程，炼钢的温度为1800 2000°C。炼钢过程产生的炉气经还原气入口 19到焦化还原室8作还原气体。炼钢完成后的钢渣经出渣口 13排除，产品钢水经钢水出口 22出炉到后处理工序。实施例2
本发明另一实施方式如图3所示，为3组焙烧-焦化还原室并联安装的形式。焦化还原冶炼装置设有3组焙烧-焦化还原室，焙烧-焦化还原室包括焙烧室2和焦化还原室8，焙烧-焦化还原室对应其球团布料器5和煤粉布料器6。煅烧炉位于焦化还原室的两侧，煅烧炉和焦化还原室相间设置，煅烧炉和焦化还原室之间为碳化硅砖隔墙7，用于隔墙加热焦化还原室中的物料。周边烧嘴位于煅烧室的前端。每组焙烧-焦化还原室对应一台中频炉
12。3台焦化还原室产生的焦化气体和还原气体经焦化气体出口 16 —同到气体处理设备，分离出的煤焦油等液体产品到煤焦油精加工装置继续加工。分离出的气体经处理后分为两路，一路到焙烧室的燃烧梁烧嘴作燃料，另一路到煅烧炉的周边烧嘴9作燃料。中频炉炼钢过程产生的还原性气经炉气出口 20、还原性气体入口 19进入对应的焦化还原室8。
权利要求
1.一种焦化还原冶炼装置，包括炼铁设备或炼钢设备，所述炼铁设备为高炉和高炉烧结设备、所述炼钢设备包括电弧炉、中频炉；所述高炉、高炉烧结设备、中频炉和电弧炉分别设有进料口、出渣口(13)、石灰入口(21)、产品出口和炉气出口(20)，其特征是所述焦化还原冶炼装置设有焙烧室(2)、两个煅烧炉(10)、焦化还原室和气体处理设备(17);所述焦化还原室设有球团布料器(5)、煤粉布料器(6)、推料设备、还原气入口(19)和出料口 ；所述煅烧炉设有煅烧炉料斗(15)、进料口、煅烧设备和煅烧炉出口(11);所述焙烧室(2)设有料斗(I)、进料口、预热段、加热段和出料口，加热段有燃烧设备；所述焙烧室的出料口通过球团布料器(5)连接到焦化还原室(8)，焦化还原室的出料口通过冶炼料斗(25)与炼铁设备或炼钢设备连接；所述煅烧炉(10)位于焦化还原室的两侧，煅烧炉和焦化还原室之间设有碳化硅砖隔墙(7)，煅烧炉出口连接到炼铁设备或炼钢设备的石灰入口(21);炼铁设备或炼钢设备的炉气出口(20)与焦化还原室的还原气入口(19)连接，所述焦化气体出口(16)连接到气体处理设备(17)，所述气体处理设备的煤气出口分为两路，一路连接到焙烧室的燃烧设备，另一路连接到煅烧炉的煅烧设备。
2.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述焦化还原室(8)为一端大、一端小的箱体结构或上端小、下端大的梯台型结构，所述箱体结构的大端设有炉门(4)，所述梯台结构的下端设有炉门。
3.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述推料设备包括推料机(24),推杆(18)和推板(23)，推料机通过推杆与推板连接。
4.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述焙烧室为梁式结构、套筒结构、并流双膛结构或新华麦尔兹结构。
5.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述梁式结构的焙烧室加热段设有I 5层燃烧梁(3)，每层I 5根燃烧梁，燃烧梁设有烧嘴，气体处理装置的煤气出口连接到燃烧梁的燃气入口。
6.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述套筒结构的焙烧室内设有燃烧室、上内筒、下内筒和火桥，所述燃烧室分为上、下两层，每层设有3 8个燃烧室，同一层燃烧室均匀布置，上、下层燃烧室交错布置，每个燃烧室与内筒之间通过火桥相连。
7.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述煅烧炉为梁式石灰窑结构或周边烧嘴结构或沸腾炉结构，所述梁式石灰窑的煅烧设备为燃烧梁，燃烧梁设有烧嘴；所述沸腾炉的煅烧设备为流化床；所述周边烧嘴炉的煅烧设备为周边烧嘴。
8.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述气体处理设备(17)包括油气分离器，煤焦油收集器、气体净化设备、换热设备、冷却设备、加压设备、除水设备、脱硫设备和除焦设备。
9.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述装置设有预热室、煅烧炉料斗与预热室连接，预热室与煅烧炉连接；石灰石经预热室预热后到煅烧室煅烧。
10.根据权利要求I所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述装置设有2飞组焙烧-焦化还原室，所述焙烧-焦化还原室包括焙烧室(2)和焦化还原室(8)，焙烧-焦化还原室对应其球团布料器(5)和煤粉布料器(6);煅烧炉位于焦化还原室的两侧，煅烧炉和焦化还原室相间设置；每组焙烧-焦化还原室对应一台炼铁设备或炼钢设备，或者2飞组焙烧-焦化还原室共同对应一台炼铁设备或炼钢设备；所述装置设有预热室、煅烧炉料斗与预热室连接，预热室与煅烧炉连接；石灰石经预热室预热后到煅烧室煅烧。
11.根据权利要求9所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述周边烧嘴位于煅烧室的前端或后端。
12.根据权利要求9所述的焦化还原冶炼装置，其特征是所述炼铁设备或炼钢设备下部设有轨道，炼铁设备或炼钢设备在轨道上移动。
全文摘要
本发明涉及一种焦化还原冶炼装置，包括炼钢或炼铁设备、焙烧室、焦化还原室、两个煅烧炉和气体处理设备。焙烧室通过球团布料器连接到焦化还原室，焦化还原室通过冶炼料斗与炼铁设备或炼钢设备连接。煅烧炉位于焦化还原室的两侧，煅烧炉和焦化还原室之间设有碳化硅砖隔墙，煅烧炉出口连接到炼铁设备或炼钢设备的石灰入口。炼铁设备或炼钢设备的炉气出口与焦化还原室的还原气入口连接。焦化气体出口连接到气体处理设备，气体处理设备的煤气出口分为两路，一路连接到焙烧室的燃烧设备，另一路连接到煅烧炉的煅烧设备。本发明实现联产钢水、铁水、石灰和煤焦油产品，能量互相利用，有效利用能源，减少产品处理和运输费用，降低生产成本，提高经济效益。
文档编号C21B13/00GK102787193SQ20121024695
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者贾会平 申请人:石家庄市新华工业炉有限公司