本实用新型涉及直接还原铁技术领域，尤其涉及一种可调压的外热式煤基直接还原铁竖炉还原室。
背景技术：
海绵铁化学成分稳定，杂质含量少，是废钢的优质替代铁源和特种钢、优质钢的冶炼原料。生产海绵铁的直接还原炼铁工艺分为气基直接还原和煤基直接还原，而我国是一个多煤少气的国家，天然气资源有限、价格较高，煤基直接还原铁工艺更符合中国的具体国情。其中，可以连续生产的外热式煤基竖炉工艺具有原燃料适应性强、还原气氛好、产品金属化率高等优点，已经成为生产直接还原铁的主要设备装置。
在煤基竖炉中，碳直接还原的作用非常有限，仅限于与铁矿石直接接触时才有可能，一旦他们分开或形成还原产物，就不可能有直接还原。煤基直接还原主要是主要以间接还原为主，也就是固定碳首先气化产生CO，然后CO作为实际还原剂参与还原反应，因此竖炉中的CO浓度对反应速率有重要影响。竖炉内压力越大，CO浓度越大，还原反应速度越快。但是由于煤基竖炉是由耐火砖砌筑而成的，内部砖缝很多，当还原室内压力超过一定值时，会发生还原室内气体通过砖缝向燃烧室泄漏的情况。此外，还原室内物料的粒径分布、料层阻力以及集气通道的开孔情况都会对还原室内压力产生影响。因此控制好还原室内压力显得尤为重要。
现有的煤基直接还原铁竖炉还原室缺乏压力调节手段，在生产操作中很难根据物料情况以及生产情况调节炉内压力。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种可调压的外热式煤基直接还原铁竖炉还原室，可以根据物料及生产状况调节还原室压力，提高还原室反应速率，从而提高产能。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种可调压的外热式煤基直接还原铁竖炉还原室，包括还原室，所述还原室自上至下分为预热段、还原段及冷却段，预热段设有汇合气道连通炉顶的上升管，还原室顶部设密封进料口，还原室底部设密封出料口；所述还原室的腔体沿长向被n个还原室隔墙均匀分成n+1孔，每孔还原室两端和/或内部设置2～4个集气通道，集气通道通过侧面的气体导出孔连通对应还原室；各集气通道的顶部分别与汇合气道连通，底部分别与还原室连通；对应每个集气通道上方的炉顶分别设压力调节孔，每个集气通道的顶部出口分别设调节板或调节砖。
所述压力调节孔在竖炉正常生产时通过调节孔盖密封。
所述调节板为耐热钢板，调节砖为耐火砖。
所述气体导出孔沿还原室高向设置多个。
各孔还原室或对应还原段在宽度方向为下口宽上口窄的锥形，且对应墙面斜度为1：150～200。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)设集气通道通过气体导出孔与还原室连通，可以降低还原室内料层阻力，有效降低还原室内气体压力；同时可以根据物料及生产状况调节还原室压力，提高还原室反应速率，从而提高产能；
2)当集气通道在生产过程中被焦油或者物料等物质堵塞时，可以通过调节孔疏通集气通道，防止因还原室内压力过高引起还原尾气泄漏等事故。
附图说明
图1是本实用新型所述一种可调压的外热式煤基直接还原铁竖炉还原室的主视图。
图2是图1中的A-A视图。
图3是图2中的B-B视图。
图中：1.燃烧室 2.还原室 3.汇合气道 4.集气通道 5.气体导出孔 6.集气通道底部出口 7.密封进料口 8.上升管 9.还原室隔墙 10.预热段 11.还原段 12.冷却段 13.密封出料口 14.集气通道顶部出口 15.冷却气孔 16.深入煤斗 17.压力调节孔 18.调节板/调节砖 19.调节孔盖 21.还原室一 22.还原室二
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
如图1-图3所示，本实用新型所述一种可调压的外热式煤基直接还原铁竖炉还原室，包括还原室2，所述还原室2自上至下分为预热段10、还原段11及冷却段12，预热段10设有汇合气道3连通炉顶的上升管8，还原室2顶部设密封进料口7，还原室2底部设密封出料口13；所述还原室2的腔体沿长向被n个还原室隔墙9均匀分成n+1孔，每孔还原室两端和/或内部设置2～4个集气通道4，集气通道4通过侧面的气体导出孔5连通对应还原室2；各集气通道4的顶部分别与汇合气道3连通，底部分别与还原室2连通；对应每个集气通道4上方的炉顶分别设压力调节孔17，每个集气通道4的顶部出口分别设调节板或调节砖18。
所述压力调节孔17在竖炉正常生产时通过调节孔盖19密封。
所述调节板为耐热钢板，调节砖为耐火砖。
所述气体导出孔5沿还原室2高向设置多个。
各孔还原室2或对应还原段11在宽度方向为下口宽上口窄的锥形，且对应墙面斜度为1：150～200。
本实用新型所述一种可调压的外热式煤基直接还原铁竖炉还原室的工作原理如下:煤基直接还原铁竖炉在正常生产时，煤或者半焦与球团矿的混合物料从还原室2顶部煤箱装入，经伸入煤斗16进入还原室2内。还原室2两侧为燃烧室1，可燃气体在燃烧室立火道内燃烧，产生的热量通过炉墙传递给还原室2内的混合物料，随着混合物料的下降，物料先在预热段10预热，进而进入还原段11，此时物料在高温作用下发生还原反应，煤或者半焦被逐渐消耗，球团矿被逐渐还原成海绵铁，同时生成大量还原尾气，主要成分为CO和CO2。还原尾气在还原室2内沿横向流动，经气体导出孔5进入集气通道4，在集气通道4内向上流动，经过调节砖或者调节板18后进入还原室2顶部的汇合气道3，在汇合气道3内汇合后进入上升管8，经上升管8导出到炉外的集气管，然后进入还原尾气净化系统。而混合物料在还原段11全部反应生成海绵铁和残碳后进入冷却段12，海绵铁和残碳在冷却段12被冷却后排出竖炉。
正常生产时，调节孔盖19关闭，避免还原尾气泄露或者外部空气进入还原室2；当需要调节还原室2内部压力时，打开调节孔盖19，从调节孔17处用钩子改变调节砖或者调节板18的数量或者位置，改变集气通道顶部出口14的大小，从而改变还原室内压力。此外，在生产过程中，当集气通道4被焦油或者物料堵塞，导致还原室2内压力过高时，也可以打开调节孔盖19，用细长的耐热钢筋等工具从调节孔17处疏通集气通道4，从而改善炉内压力。
以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
如图1-图3所示，是本实施例所述一种可调压的外热式煤基直接还原铁竖炉还原室的结构示意图，图中包括燃烧室1和还原室2，每门还原室2被中间隔墙9等分成两孔还原室(还原室一21和还原室二22)，每孔还原室21、22的两端和中间分别设有集气通道4，还原室2和集气通道4之间通过气体导出孔5连通。气体导出孔5沿还原室高向每隔0.1m～2m设置一个，其开孔位置以及间距与对应位置的料层阻力有关。煤气导出孔5的高度为20～200mm。
还原室2从上到下分为预热段10、还原段11以及冷却段12，还原室2的宽度方向为上窄下宽的锥形，避免物料在下降过程中发生卡料现象。集气通道底部出口6与还原室2的冷却段12相通，可将进入集气通道4内的物料再排出到还原室2中。预热段10顶部沿长向设有汇合气道3，汇合气道3由预热段两侧凹槽组成；位于密封进料口7下方的深入煤箱16处在汇合气道3的中部，该处汇合气道3由深入煤箱侧壁和预热段凹槽组成，整个汇合气道3底部向下自然形成开口。集气通道顶部出口14与汇合气道3连通，以便于将还原气从每孔还原室的一端经上升管8顺利导出。集气通道顶部出口14处还设有调节砖或调节板18，调节砖或调节板18是由耐火砖、耐热钢板等材料制成。集气通道顶部出口14上方对应位置的炉顶处设有压力调节孔17，调节孔17上设有调节孔盖19。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。