一种生产热直接还原铁的气基竖炉的制作方法

本实用新型属于气基直接还原炼铁技术领域，涉及一种生产热直接还原铁的气基竖炉。

背景技术：

直接还原铁又称海绵铁，是铁矿石在固态条件下还原得到的固态金属铁，其中夹杂着矿石中的脉石成分。高纯度的优质海绵铁具有稀释钢中有害元素、降低气体和夹杂物含量的作用，是电炉短流程炼钢不可缺少的杂质稀释剂，同时也是电炉冶炼纯净钢、优质钢等特种钢不可缺少的杂质稀释剂和铁质原料，以及转炉炼钢最好的冷却剂、载能材料和铁源。直接还原炼铁工艺可根据还原剂的不同分为气基和煤基，其中气基直接还原工艺生产的直接还原铁占全世界直接还原铁产量的80%。

气基竖炉中，球团物料在竖炉降落的过程中经过竖炉预热段及还原段，与向上流动的还原气体发生反应；被还原的球团物料在还原段下部与向上流动的渗碳气/冷却气反应，进行冷却或渗碳反应，进而生成冷/热直接还原铁。

现有技术中，气基竖炉制备热直接还原铁过程存在以下问题：（1）还原反应需要大量高温还原气，因此需要在高温下合成还原气，增加能耗；（2）竖炉能量损失大，生产效率低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高效的生产热直接还原铁的气基竖炉，其可以有效降低高温还原气提能耗，增加气基竖炉还原效率。

本实用新型提高了一种生产热直接还原铁的气基竖炉，所述气基竖炉包括：

气基竖炉本体，所述气基竖炉内腔自上而下依次为预热段、还原段和渗碳段；

球团物料入口，所述球团物料入口设置在所述预热段顶部；

高温还原气入口，所述高温还原气入口设置在所述还原段底部的外壁上；

渗碳气入口，所述渗碳气入口设置在所述渗碳段底部的外壁上；

炉顶煤气出口，所述炉顶煤气出口设置在所述预热段顶部；

热直接还原铁出口，所述热直接还原铁出口设置在所述气基竖炉底部；以及

均流器，所述均流器设置在所述气基竖炉炉腹，

其中，所述渗碳气入口的注入孔直径为50~200mm。

进一步的，所述气基竖炉还包括：

炉顶煤气排出管路，所述炉顶煤气排出管路分别连接所述炉顶煤气出口和煤气处理装置。

进一步的，所述均流器为中空锥形均流器。

进一步的，所述渗碳气入口设有耐火材料保护层。

进一步的，所述气基竖炉内部不同高度设置三个独立的松料器系统。

进一步的，所述三个松料器系统分别位于还原段中部、渗碳段中部以及热直接还原铁出口上部。

本实用新型的有益效果：通过本实用新型的气基竖炉，可以有效降低高温还原气提能耗，增加气基竖炉还原效率。此外，渗碳气经过渗碳反应及自重整反应，进入还原段，可有效提高还原效率，降低能耗，减少设备投资。

附图说明

图1为本实用新型中气基竖炉结构示意图。

图2为本实用新型中气基竖炉内渗碳气运动示意图。

图3为本实用新型中气基竖炉内球团物料运动示意图。

附图中标记如下：

1.气基还原竖炉；101.预热段；102.还原段；103.渗碳段；110.球团物料入口；120.高温还原气入口；130.渗碳气入口；140.炉顶煤气出口；150.热直接还原铁出口。

2.均流器。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型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实用新型的方案以及其各个方面的有点。然而，以下描述的具体实施方式仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型提出了一种生产热直接还原铁的气基竖炉，下面参考图1-图3描述对本实用新型中气基竖炉1进行详细描述，此气基竖炉去主要用于生产热直接还原铁。

气基竖炉1内腔自上向下依次包括预热段101、还原段102和渗碳段103。气基竖炉1内预热段101的顶部设置有球团物料入口110，用于将球团物料加入到气基竖炉1中。气基竖炉1底部设置有热直接还原铁出口150，用于将热直接还原铁排出气基竖炉1。渗碳段103底部的外壁上设置有渗碳气入口130，用于将渗碳气通入气基竖炉1，以便在渗碳段103发生渗碳反应及还原自重整反应，渗碳气入口130设有耐火材料保护层，渗碳气入口130的注入孔直径为50~200mm。还原段102底部的外壁上设置有高温还原气入口120，用于将还原气体通入气基竖炉1，以便在还原段102发生还原反应。预热段101顶部设置有炉顶煤气出口140，用于将炉顶煤气排出气基竖炉1。气基竖炉1还包括均流器2，均流器设置在气基竖炉炉腹。均流器2为中空锥形均流器。

优选地，气基竖炉还包括炉顶煤气排出管路，炉顶煤气排出管路分别连接炉顶煤气出口和煤气处理装置。

优选地，在本实用新型中，气基竖炉内部不同高度设置三个松料器系统，分别位于还原段中部、渗碳段中部以及热直接还原铁出口上部，可起到均匀与疏松物料作用，节省能耗，提高竖炉运行效率。同时，每个系统内部的松料器相互独立，在异常工况下仍可保证竖炉内部炉料顺畅下降。松料器转速可根据实际要求进行调节。

参考图2，在本实用新型中，渗碳气温度为900℃，渗碳气自下向上，依次经过所述渗碳气入口130，经过所述渗碳段103、所述还原段102及所述预热段101，最终由所述炉顶煤气出口140排出。

参考图3，在本实用新型中，球团物料自上向下，依次经过所述球团物料入口110，所述预热段101、所述还原段102及所述渗碳段103，最终由热直接还原铁出口150排出，所排出热直接还原铁温度为700℃。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。