一种用于铁矿还原的富氧助燃方法及还原炉与流程

1.本发明涉及铁矿还原技术领域，具体而言，涉及一种用于铁矿还原的富氧助燃方法及还原炉。


背景技术：

2.矿物是指在各种地质作用中产生和发展着的，在一定地质和物理化学条件处于相对稳定的自然元素的单质和他们的化合物。矿物具有相对固定的化学组成，呈固态者还具有确定的内部结构；它是组成岩石和矿石的基本单元。
3.铁是世界上发现最早，利用最广，用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95％左右。铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁(含碳量一般在2％以上)和钢(含碳量一般在2％以下)。我国可用铁矿资源紧缺，同时又是钢铁生产大国，所用铁矿80％靠进口。所以开发利用我国大量低品位难选冶铁矿，扩大资源利用率具有重要意义和必要性。
4.还原炉是炼铁的重要装置之一，对于目前所使用的还原炉在炼铁过程中会使用到大量的碳作为炼铁还原剂，炼铁后产生co气体，产生的co气体未被利用，使得还原剂中的碳未得到充分利用，极大的造成了碳资源的浪费。
5.综上所述，我们提出了一种用于铁矿还原的富氧助燃方法解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于铁矿还原的富氧助燃方法及还原炉，其能够提高还原剂碳的利用率。
7.本发明的实施例是这样实现的：
8.本技术实施例提供一种用于铁矿还原的富氧助燃方法，s1、取石灰、铁矿粉和还原煤煤粉粉碎后在罐体内均匀混合；
9.s2、将罐体内的均匀混合后的混合料加入还原炉内，并使混合料在1150-1450度下还原30-100分钟，并将还原炉产生的一氧化碳气体通入炉内在此燃烧；
10.s3、还原炉出炉卸料后破碎、粉碎、细磨、磁选后使还原铁粉和渣分离。
11.在本发明的一些实施例中，上述还原炉为转底炉、回转窑、隧道窑或滚道窑，上述还原炉的加热原料可用烟煤、重油、天然气、液化气、炼焦煤气高或高炉煤气。
12.在本发明的一些实施例中，上述还原炉包括还原炉炉体、导气组件和供氧组件；
13.上述还原炉炉体内腔设置有独立的燃烧室和还原室，上述还原室用于矿料和还原剂的混合反应，上述燃烧室用于上述还原室的加热，上述还原炉炉体还连通有添加管；
14.上述导气组件包括导气管，上述导气管的一端连通上述还原室的顶部，上述导气管的另一端连通上述燃烧室；
15.上述供氧组件包括储氧罐，上述储氧罐的排气口连通有供氧管，上述供氧管远离上述储氧罐的一端连通上述燃烧室。
16.在本发明的一些实施例中，上述导气管包括相对接的第一管道和第二管道，上述第一管道连通上述还原室，上述第二管道连通上述燃烧室，上述第一管道和上述第二管道之间连通有储存罐，上述第一管道和上述第二管道均设置有泄压阀。
17.在本发明的一些实施例中，还包括缓冲箱，上述缓冲箱开设有进口和出口，上述缓冲箱的进口同时连通上述第二管道和上述供氧管，上述缓冲箱的出口连通上述燃烧室。
18.在本发明的一些实施例中，上述第一管道设置有单向阀，上述单向阀的流向由上述第一管道指向上述第二管道。
19.在本发明的一些实施例中，上述缓冲箱设置有叶轮。
20.在本发明的一些实施例中，上述燃烧室的上部设置用于翻转的过滤板。
21.在本发明的一些实施例中，上述燃烧室呈圆形，上述过滤板呈圆形，上述还原炉炉体的外侧设置有带动上述过滤板翻转的驱动电机。
22.在本发明的一些实施例中，上述还原室的下部和上述燃烧室均开设有槽口，且槽口设置有盖板。
23.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
24.(1)通过将产生的一氧化碳气体通入炉内再次燃烧，提高了还原剂碳的利用率。
25.(2)本发明在进行铁的炼制时，通过添加管向还原室内加入铁矿料和还原碳的混合料，在燃烧室内添加燃料并点燃，使燃烧室对还原室进行加热；在加热过程中，铁矿料和还原碳反应(fe2o3+3c＝2fe+3co，fe3o4+4c＝3fe+4co)生成单质铁和一氧化碳，产生的一氧化碳通过导气管流入燃烧室内，通过供氧管和储氧罐向燃烧室通入氧气，使燃烧室处于富氧状态，燃烧室内的氧气和一氧化碳充分反应，一氧化碳充分燃烧产生热能，实现还原室的加热。在此过程中，通过将还原室产生的一氧化碳导入燃烧室内充分燃烧，把不断富集的一氧化碳返回燃烧室作燃料，还原剂中的c得到充分利用.还原环境好,原料还原充分,铁的还原率和金属化率高。本发明提高了还原剂碳的利用率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为本发明实施例一种用于铁矿还原的富氧助燃方法的工艺流程图；
28.图2为本发明实施例一种用于铁矿还原的富氧助燃方法的结构示意图一；
29.图3为本发明实施例一种用于铁矿还原的富氧助燃方法的结构示意图二；
30.图4为本发明实施例还原炉炉体的剖视图；
31.图5为本发明实施例过滤板的俯视图。
32.图标：1-支撑架，2-储氧罐，3-供氧管，4-缓冲箱，5-叶轮，6-第一管道，7-第二管道，8-储存罐，9-添加管，10-过滤板，11-密封板，12-盖板，13-还原炉炉体，1301-燃烧室，1302-还原室，14-单向阀，15-驱动电机。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
38.在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
39.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.实施例
41.请参照图1，本实施例提供一种用于铁矿还原的富氧助燃方法，s1、取石灰、铁矿粉和还原煤煤粉粉碎后在罐体内均匀混合；
42.s2、将罐体内的均匀混合后的混合料加入还原炉内，并使混合料在1150-1450度下还原30-100分钟，并将还原炉产生的一氧化碳气体通入炉内在此燃烧；
43.s3、还原炉出炉卸料后破碎、粉碎、细磨、磁选后使还原铁粉和渣分离。
44.在本发明中，通过将产生的一氧化碳气体通入炉内再次燃烧，提高了还原剂碳的利用率。本工艺流程短，设备简单，国内满足选择，易建易修，资金到位半年建成，投资少。
45.在本发明的一些实施例中，上述还原炉为转底炉、回转窑、隧道窑或滚道窑，上述还原炉的加热原料可用烟煤、重油、天然气、液化气、炼焦煤气高或高炉煤气。
46.在本发明的一些实施例中，上述还原炉包括还原炉炉体、导气组件和供氧组件；
47.上述还原炉炉体内腔设置有独立的燃烧室和还原室，上述还原室用于矿料和还原剂的混合反应，上述燃烧室用于上述还原室的加热，上述还原炉炉体还连通有添加管9；
48.上述导气组件包括导气管，上述导气管的一端连通上述还原室的顶部，上述导气管的另一端连通上述燃烧室；
49.上述供氧组件包括储氧罐，上述储氧罐的排气口连通有供氧管，上述供氧管远离上述储氧罐的一端连通上述燃烧室。
50.在上述实施例中，在进行铁的炼制时，通过添加管9向还原室内加入铁矿料和还原碳的混合料，在燃烧室内添加燃料并点燃，使燃烧室对还原室进行加热；在加热过程中，铁矿料和还原碳反应(fe2o3+3c＝2fe+3co，fe3o4+4c＝3fe+4co)生成单质铁和一氧化碳，产生的一氧化碳通过导气管流入燃烧室内，通过供氧管和储氧罐向燃烧室通入氧气，使燃烧室处于富氧状态，燃烧室内的氧气和一氧化碳充分反应，一氧化碳充分燃烧产生热能，实现还原室的加热。在此过程中，通过将还原室产生的一氧化碳导入燃烧室内充分燃烧，把不断富集的一氧化碳返回燃烧室作燃料，还原剂中的c得到充分利用。还原环境好,原料还原充分,铁的还原率和金属化率高。本发明提高了还原剂碳的利用率。
51.请参照图2-图5，在本发明的一些实施例中，上述导气管包括相对接的第一管道6和第二管道7，上述第一管道6连通上述还原室1302，上述第二管道7连通上述燃烧室1301，上述第一管道6和上述第二管道7之间连通有储存罐8，上述第一管道6和上述第二管道7均设置有泄压阀。
52.在上述实施例中，当还原室1302内的压力达到第一管道6上泄压阀的设定值时，还原室1302内的一氧化碳流至储存罐8储存，当储存罐8内的压力达到第二管道7上泄压阀的设定值时，储存罐8内的一氧化碳通过第二管道7流向燃烧室1301。
53.在本发明的一些实施例中，还包括缓冲箱4，上述缓冲箱4开设有进口和出口，上述缓冲箱4的进口同时连通上述第二管道7和上述供氧管3，上述缓冲箱4的出口连通上述燃烧室1301。
54.在上述实施例中，缓冲箱4同时容纳一氧化碳和氧气，在一氧化碳和氧气预混合后流至燃烧室1301，使一氧化碳更容易燃烧。
55.在本发明的一些实施例中，上述第一管道6设置有单向阀14，上述单向阀14的流向由上述第一管道6指向上述第二管道7。
56.在上述实施例中，单向阀14的设计，避免了储存罐8的一氧化碳回流至还原室1302。
57.在本发明的一些实施例中，上述缓冲箱4设置有叶轮5。
58.在上述实施例中，叶轮5与第一管道6的出口相对，一氧化碳冲击叶轮5时，使叶轮5转动，叶轮5转动时保证了氧气和一氧化碳的充分混合。
59.在本发明的一些实施例中，上述燃烧室1301的上部设置用于翻转的过滤板10。
60.在上述实施例中，过滤板10上具有过滤孔，通过添加管9向还原室内加入铁矿料和还原碳的混合料，原料首先掉落在过滤板10上，通过过滤板10的过滤作用，颗粒小的混合料首先掉落至还原室1302的底部被加热融化；再使过滤板10翻转，大颗粒的混合料再掉落至还原室1302底部与熔融态的反应料混合，此时大颗粒的混合料更容易被加热反应(受热面积更大)，不仅提高了混合料的反应效率，还使得混合料的反应更充分。
61.在本发明的一些实施例中，上述燃烧室1301呈圆形，上述过滤板10呈圆形，上述还原炉炉体13的外侧设置有带动上述过滤板10翻转的驱动电机15。
62.在上述实施例中，燃烧室1301和过滤板10均呈圆形，过滤板10的口径稍小于燃烧室1301的内径，保证过滤板10能纵向翻转，驱动电机15作为动力源，具有自动化调节过滤板10翻转的优点。
63.在本发明的一些实施例中，上述还原室1302的下部和上述燃烧室1301均开设有槽口，且槽口设置有盖板12。
64.在上述实施例中，盖板12可拆卸设置于槽口，通过槽口可进行还原室1302内废料的清理或者燃烧室1301内燃料的添加。
65.在本发明的一些实施例中，上述还原炉炉体13的底部设置有支撑架1。
66.在上述实施例中，支撑架1为三角架，实现了还原炉炉体13的稳定支撑。
67.在本发明的一些实施例中，上述还原炉炉体13的顶侧可拆卸设置有密封板11。
68.在上述实施例中，通过拆卸掉密封板11可进行过滤板10的维护，避免过滤板10的堵塞。
69.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。