专利名称：一种转底炉供热的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转底炉供热方法与装置，可用于钢铁冶金工业直接还原用转底 炉，包括使用钒钛磁铁矿或普通铁矿或其他含多种金属元素如钒、铬、镍、钼、钴等的铁矿 石、有色金属、钛铁矿、工厂含铁粉尘等作原料的直接还原工程中的转底炉。
背景技术：
转底炉直接还原铁工艺是近30年间出现和迅速发展的炼铁新工艺，在美国 inmetco和IDI工厂中采用的转底炉工艺，使用钢铁厂含铁粉尘与煤混合的压块进行直接 还原，气体燃料为天然气，其发热值9000大卡/m3，助燃空气预热到280°C。对于在转底炉 内产生的高温烟气，一般是在烟道内侧布置冷却水管，通过水的汽化冷却作用，先将高温烟 气从1100°C降到900°C，再送金属换热器，去预热助燃空气，排出的烟气经喷水冷却降到 180°C，送入布袋除尘器，再外排到大气中。国外已有转底炉供热方法的特点一是烟气余热 没有充分利用，还要多花动力去冷却处理高温烟气，耗能高，经济上不合算。二是矿粉干燥 时还要另烧燃料，并生成更多的CO2量，不仅经济上不合算，对环保也不利。三是国外还原 剂多为气基，而我国大量不具备高热值气体燃料客观条件的地区无法采用该工艺方法。CN101445869A(200810238693. 2)介绍了一种在转底炉预还原中使用富氧燃烧直 接还原生产金属化球团的方法，以70%以上浓度的氧气与空气构成的混合气体形成的富氧 空气为助燃介质，经鼓风机进入换热器，富氧空气与高温烟气进行换热后，使进入转底炉的 温度提高到400-600°C，提高了转底炉的热效率。但是该方法通过调控燃气及富氧空气量， 富氧70%的助燃空气最多仅可使进入转底炉的温度预热到600°C，否则存在爆炸的危险， 根本无法满足钒钛磁铁矿采用无高热值气体燃料供转底炉预热温度达到1050°C的工业化 客观要求，而且该工艺对从转底炉输出的高达1200°C的烟气，仍没有充分利用。我国钒钛磁铁矿储量巨大，用转底炉处理钒钛磁铁矿综合回收伴生的多种金属元 素的技术，正在越来越多地受到我国冶金界的普遍重视。转底炉的原料可以使用钒钛磁铁 矿或普通铁矿或其他含钒、铬、镍、钼、钴等多种金属元素的有色金属铁矿石、钛铁矿、工厂 含铁粉尘等，在直接还原生产过程中，将含碳含铁的复合料压块，送入转底炉，这些混合料 块需要在转底炉炉内达到1200 1400°C的高温下，才会发生有用的一系列化学反应。前述已有技术对一般铁矿或工业粉尘入转底炉进行还原的温度要求达到1100 1150°C即可，而钒钛磁铁矿结构致密，还原难度大，钒钛磁铁矿的转底炉还原温度要求高 达1300 1400°C。由于许多工厂所在地只有煤资源，或者天然气过于昂贵，转底炉烧嘴用 气体燃料只能用煤生产发生炉煤气，如果转底炉使用发生炉煤气这种低热值燃料，其热值 ^ 1300大卡/m3，远低于热值高达9000大卡/m3的天然气或热值为4000大卡/m3的焦炉煤 气，转底炉还原温度最多只能达到1100°c，无法烧到1300 1400°C的转底炉直接还原要求 温度和气氛条件，导致还原工艺受阻无法进行。若采用前述空气富氧后助燃的方法，预热只 能局限在600°C以下，无法满足钒钛磁铁矿冶炼的生产要求，目前急需找到一种充分有效利 用流程内产生的高温烟气、且安全可靠的转底炉供热新技术。
发明内容
针对国内外现有转底炉高温烟气余热利用技术的不足，特别是针对钒钛磁铁矿煤 基直接还原综合回收工程的需求，本发明提供一种直接还原转底炉供热新技术，它针对转 底炉采用低热值煤气只能烧到1150°C还原温度的现状，将转底炉输出的高温烟气先送入后 燃烧室，充分利用转底炉1200 1300°C高温烟气的物理热和化学热，用于预热助燃空气， 预热发生炉煤气，使高温还原和干燥铁矿粉同时得以实现。通过充分循环利用转底炉产生 的烟气余热，可节约大量能源，显著降低直接还原铁的生产成本。为了实现上述目的，本发明的转底炉供热的方法及其装置采用了如下技术方案。一种转底炉供热的方法，包括如下步骤a)将从直接还原转底炉1输出的高温烟气先送入后燃烧室18，向后燃烧室18内 鼓入冷风，将烟气中的CO烧掉，把其化学热变成物理热，将烟气温度上升至> 1300°C。b)然后将后燃烧室18输出的所述高温烟气轮换引入多个并联连接的球式热风炉 3中的至少一个，用于预热助燃空气，和同时将后燃烧室18输出的所述高温烟气引入火管 式回转干燥机10，用于干燥铁矿粉。C)引入所述的球式热风炉3的高温烟气首先加热该球式热风炉3中的耐火球， 然后将助燃用冷空气送入已烧热耐火球的球式热风炉3内，耐火球将助燃空气加热到 800°C 1050°C，加热后的助燃空气被送往转底炉1的烧嘴9处助燃。d)将从换热后的球式热风炉3输出的温度为250°C 320°C的低温废烟气送入热 管换热器5，将冷煤气送入热管换热器5中换热，被加热到200°C的发生炉煤气送到转底炉 1的烧嘴9处参与燃烧。e)从热管换热器5所排出的废烟气经布袋除尘器6除尘后，由烟气抽风机7经高 烟囱8排入大气；从火管式回转干燥机10干燥矿粉后输出的废烟气经烟气洗涤器12除尘 后，由烟气引风机13经中烟囱14排入大气。其中步骤(b)所述的干燥矿粉是将含水8 12%的湿矿粉干燥为含水< 的干 矿粉。步骤(c)所述的轮换引入高温烟气的球式热风炉3的换炉操作条件是，当从球式热 风炉3排出来的烟气温度上升为250°C 320°C时，停止向其供热，进行换炉操作，将所述来 自后燃烧室18的高温烟气引入下一个并联连接的球式热风炉3。步骤d所述的烧嘴9处燃 烧的火焰温度彡2200°C。实施上述转底炉供热的方法的装置，包括直接还原转底炉1及其烧嘴9、助燃空气 鼓风机4、通过烟气抽风机7连接高烟@ 8的布袋除尘器6、通过烟气引风机13连接中烟囱 14的烟气洗涤器12，该装置还包括后燃烧室18，设在转底炉1与球式热风炉3之间，一个 手动阀20设置在后燃烧室18上，用于控制所连接的引空气管19注入入后燃烧室18内的 冷风量。高温烟气管2，具有一个入口端和两个出口端，其入口端连接于后燃烧室18与转底 炉1之间，用于将带有大量热量的高温烟气从转底炉1引入后燃烧室18，高温烟气管2的两 个出口端中，一个经高温烟气阀21与并联连接的每个球式热风炉3的进气端连接，另一个 与火管式回转干燥机10的进气端相连接，用于将后燃烧室18输出的高温烟气分别送入球 式热风炉3预热空气和送入火管式回转干燥机10干燥矿粉。至少3个相互并联连接的具 有一样结构和规格的球式热风炉3，每个球式热风炉3内部装有耐火球，每个球式热风炉3的上部设有一个高温烟气阀21和一个经热风管16连接烧嘴9的热风阀24，当球式热风炉 3需要获取热能加热耐火球时，所述高温烟气阀21处于接通状态，允许该球式热风炉3接收 被引入的高温烟气，此时该球式热风炉3的热风阀M处于切断状态；当球式热风炉3需要 向烧嘴9释放热能加热助燃空气时，所述高温烟气阀21处于切断状态，不允许高温烟气被 引入该球式热风炉3内，此时该球式热风炉3的热风阀M处于接通状态。冷风阀23，设置 在每个球式热风炉3下部的冷风管沈上，用于控制助燃空气鼓风机4经冷风管沈送入球 式热风炉3内助燃空气的风量。热管换热器5，其废气输入端通过低温烟气阀22与设置在 每个球式热风炉3下部的低温废烟气管15相连接，热管换热器5的热煤气输出端经热煤气 管17与烧嘴9连接，热管换热器5的废烟气输出端与所述布袋除尘器6相连接。火管式回 转干燥机10，与球式热风炉3并联连接在后燃烧室18的下游，所得的干矿粉从大回转筒尾 部输出，其废烟气输出端与所述烟气洗涤器12相连接。所述后燃烧室18为耐火砖砌的砖块屋，从后燃烧室18的出口输出的高温烟气 彡 1300°C。火管式回转干燥机10由大回转筒和多个固定安装在所述大回转筒上的小钢管构 成，高温烟气引入这些可跟随大回转筒旋转的小钢管中，完成传热后的废气经低温烟气管 11送入烟气洗涤器12处理后，通过烟气引风机13连接中烟囱14。所述高温烟气管2从里到外依次用高铝砖、轻质保温砖、耐火纤维毡筑炉而成，耐 火砌体有膨胀缝，所述管子为钢板焊接制成，表面温度< 100°C，钢管上有膨胀节。所述热管换热器5是以水为介质的高真空热管低温换热器，热风管16由钢管制 作，内部砌耐火砖，内直径均为700mm。所述热煤气管17由钢管制作，外直径500mm，钢管外包扎有IOOmm厚的保温纤维毡。 与现有转底炉供热的工艺相比，本发明的转底炉供热方法具有如下技术突破第一，转底炉还原所用含铁原料一般是高品位矿或球团，转底炉还原温度一般为 1100 1150°C，本发明转底炉所用原料是钒钛磁铁矿，其结构致密，转底炉还原温度要求 高于一般铁矿，须达到1300 1400°C，为达到此要求，现有技术只能使用气基高热值燃料， 如天然气或焦炉煤气。然而本申请人工厂所在地只有煤，转底炉烧嘴用气体燃料只能用煤 生产发生炉煤气，本发明利用转底炉自身产生的高温烟气余热，对助燃空气和发生炉煤气 进行双预热，在世界上首次采用低热值煤气使转底炉达到了直接还原所要求的高温气氛条 件，使钒钛磁铁矿的直接还原得到经济合理实现。第二，本发明在钒钛磁铁矿转底炉煤基直接还原工程中，利用转底炉自身的热废 气，不仅实现了预热发生炉煤气和预热助燃空气，同时还实现了干燥矿粉，最佳化的循环利 用了烟气余热。经本申请人在钒钛磁铁矿转底炉煤基直接还原工程中试验后证实，本发明的转底 炉供热的方法与装置使用效果良好，只用煤生产的低热值发生炉煤气燃料，能将转底炉还 原温度达到1400°C的要求得以成立，为工厂运行提供了保障。年节煤5000多吨，每吨直接 还原铁回收烟气余热折合标煤88公斤，年收益近300万元，烟气热回收率68%以上，具有显 著的经济效益和社会效益。
图1是采用本发明的转底炉供热方法实现的装置的整体示意图。图2是图1所示的转底炉供热装置中后燃烧室的位置示意图。图3是图1所示的转底炉供热装置中球式热风炉的结构示意图。图中所用标号的技术含义为1-直接还原转底炉2-高温烟气管
3-球式热风炉4-助燃空气鼓风机
5-热管换热器6-布袋除尘器
7-烟气抽风机8-高烟囱
9-烧嘴10--火管式回转干燥机
11--低温烟气管12--烟气洗涤器
13--烟气引风机14--中烟囱
15--低温废烟气管16--热风管
17--热煤气管18--后燃烧室
19--引空气管20--手动阀
21--高温烟气阀22--低温烟气阀
23--冷风阀24--热风阀
25--高铝耐火球26--冷风管
具体实施例方式下面结合说明书附图，详细说明本发明的转底炉供热工艺流程及其装置的具体实 施方式及其实施效果。本发明的优点和结构通过结合附图的描述将变得更为清楚。本发明 的转底炉供热的方法及实施该方法的装置不限于以下实施例的描述。本发明的转底炉供热的方法是将从直接还原转底炉1出来的1200°C左右的高温 烟气先送入后燃烧室18，烟气进入后，如图2所示，后燃烧室18因断面积扩大，气流速度降 低，粉尘就沉降下来。向后燃烧室18内适当鼓入冷风，将其中的CO烧掉，把其化学热变成 物理热，将烟气温度上升至1300°C或更高，然后将高温烟气经高温烟气管2分别引入球式 热风炉3和火管式回转干燥机10，分别用于预热助燃空气和干燥铁矿粉。如图3所示，引入球式热风炉3的高温烟气用于预热转底炉的助燃空气，这里的 球式热风炉是一种转底炉助燃空气换热炉，本发明共采用三座，内部装满Φ50 70mm的 高铝耐火球。首先将引入的1300°C高温烟气加热至少一个球式热风炉3中的耐火球，所 述高温烟气在烧球的热风炉3中换热后到排出该热风炉3时，烟气温度降低，当温度降到 250 0C -320°C时，此时停止向已烧热耐火球的炉子供热，同时进行热风炉的换炉操作，将 高温烟气转送另外的未烧热耐火球的热风炉3中。鼓风机4将助燃用的自然冷空气送入 该烧好耐火球的热风炉内，冷空气上升过程中把耐火球冷却，同时助燃空气自身被加热到 800°C 1050°C，再经热风管16送往转底炉的烧嘴9中，让其帮助发生炉煤气燃烧，在烧嘴 9处形成高达2200°C或以上温度的高温火焰，为直接还原化学反应提供热力学条件。而烟 气中的CO2碰到压块中的碳又生成了大量的C0，这种CO气体既是燃料，又是还原剂，它把 铁矿石中的A夺取，又把铁还原出来，成为金属铁，使压块铁的金属化率从0上升到80 90%，由此得到直接还原铁。与此同时，如前所述的，高温烟气烧球换热后从热风炉3排出 的这种废烟气温度为250°C 320°C，将此低温烟气经低温废烟气管15送入热管式换热器5 中，再把40°C 50°C的发生炉冷煤气送到热管式换热器5中换热，发生炉煤气便被加热到 200°C，经热煤气管17再送转底炉烧嘴9上参与燃烧，保证转底炉1具有1300°C -1400°C的 还原温度。这相当于气体燃料和助燃空气双预热，更有助于提高火焰燃烧温度，也就保证了 还原温度的需要。热管换热器5所排废烟气温度< 200°C，经布袋除尘器6除尘后，由烟气 抽风机7经高烟囱8排入大气。如图1所示，另一部分转底炉1输出的高温烟气被引入火管式回转干燥机10，用 于烘干含水8 12%的湿矿粉，将所述湿矿粉在火管式回转干燥机10中干燥，水分降低到 < 1%。干燥矿粉后从火管式回转干燥机10排出的烟气温度为100°C -110°C，经低温烟气 管11送入烟气洗涤器12进行水旋流洗涤，烟气温度降到90°C左右，脱出烟气中的粉尘和水 分，回收铁矿粉，然后由烟气引风机13经中烟囱14排入大气。下面参照图1-3说明实施本发明的转底炉供热方法的装置及其相互配合工作的 原理。该装置主要包括直接还原转底炉1及其烧嘴9、后燃烧室18、球式热风炉3、助燃空气 鼓风机4、热管换热器5、火管式回转干燥机10。由球式热风炉3、火管式回转干燥机10和热 管换热器5共同构成转底炉1的助燃空气换热系统和干燥矿粉余热利用系统，将上述预热 空气和干燥矿粉组合余热利用两系统处理后的废气分别经布袋除尘器6或烟气洗涤器12 处理后，再分别由烟气抽风机7或烟气引风机13引入烟囱8或14，排入大气。具体的说，布 袋除尘器6通过烟气抽风机7连接高烟@ 8，烟气洗涤器12通过烟气引风机13连接中烟囱 14。后燃烧室18为耐火砖砌的砖块屋，设在转底炉1与球式热风炉3之间，一个引空 气管19通过一个设置在后燃烧室18上的手动阀20接入后燃烧室18，用于向该室适当送 风，让烟气中的CO燃烧，把残余的CO烧掉，从而使后燃烧室18内的烟气温度从1200°C上 升到1300°C或以上。高温烟气管2为一个三通管，其入口端连接于转底炉1与后燃烧室18 之间，负责将带有大量热量的高温烟气从转底炉1引入后燃烧室18，高温烟气管2具有两个 出口端，一个经高温烟气阀21与并联连接的每一个球式热风炉3的进气端连接，另一个与 火管式回转干燥机10的进气端相连接。后燃烧室18输出的高温烟气送入高温烟气管2， 再分别经高温烟气管2的两个出口端送入球式热风炉3预热空气和送入火管式回转干燥机 10干燥矿粉。高温烟气管2从里到外依次用高铝砖、轻质保温砖和耐火纤维毡筑炉而成，耐火 砌体有膨胀缝。高温烟气管2的管子为钢板焊接制成，管子的表面温度设计为< 100°C，钢 管上有膨胀节。本发明的球式热风炉3采用三座相互并联连接的具有一样的结构和规格的球式 热风炉，内部装满Φ50 70mm的高铝耐火球，这是用于接收直接还原转底炉1的后燃烧 室18引来的高温烟气的助燃空气换热炉，它们的进气端分别通过高温烟气阀21与高温烟 气管2的出口端并联连接，它们的助燃空气输出端分别通过热风阀M与热风管16并联连 接。冷空气经在已烧好耐火球的球式热风炉3内被加热后，从常温预热上升到1050°C成为 热风，经热风管16输出送到烧嘴9处助燃。球式热风炉3烧耐火球后，自身温度降到300°C 左右，在低温烟气阀22的控制下，球式热风炉3输出的低温废烟气经低温废烟气管15被送入热管换热器5，冷煤气在热管换热器5内被加热，成为200°C热煤气，再经热煤气管17送 到转底炉烧嘴9处燃烧，让烧嘴9烧出2200°C或更高的高温火焰。这三座球式热风炉3，一般是两个热风炉用高温烟气正在烧耐火球，另一个热风炉 用冷空气吹已烧热的耐火球在预热冷风，它们不能同时烧球或同时预热空气，预热耐火球 和预热空气轮流进行。下面说明球式热风炉轮流换炉操作的工作条件及程序。当烧耐火球的球式热风炉3烧炉完成，此时停止向已烧热耐火球的炉子供热，同 时进行热风炉的换炉操作，将高温烟气转送另外的未烧热耐火球的热风炉3中，换炉操作 的目的是使球式热风炉3预热耐火球和预热空气轮流进行，换炉周期为15-35分钟。从烧 球完成的球式热风炉3出来的废烟气温度已降到250 320°C时，该球式热风炉转入送风作 业，操作次序为关高温烟气阀21、关低温烟气阀22、开热风阀24、开冷风阀23，由助燃空气 鼓风机4让助燃空气经冷风管沈和冷风阀23进入球式热风炉3内，向上穿过高铝耐火球 (25)，炉内被加热至800 1050°C的助燃空气，从热风管16出去，经热风阀M送往转底炉 烧嘴9。当球式热风炉5送风完成，其炉顶出去的助燃空气温度低于1050°C时，该球式热风 炉3转入烧炉作业，操作次序为关热风阀M、关冷风阀23、开高温烟气阀21、开低温烟气阀 22，让转底炉1的高温烟气经高温烟气管2和高温烟气阀21，进入所述的球式热风炉3内， 向下穿过高铝耐火球25，高温烟气被冷却至250 320°C，从低温废烟气管15出去，经热管 换热器5，最后被排往布袋除尘器6，由烟气抽风机7抽走，送至高烟@ 8排出。所述热管换热器5的管道为钢管。热管换热器5是以水为介质的高真空热管低温 换热器，它利用介质快速蒸发与冷凝原理，将热端温度传给冷端，加热冷端气流，使用温度 150°C ^0°C，最高温度为300°C。热风管16由钢管制作，内部砌耐火砖，内直径700mm。 热煤气管17由普通钢管制作，外直径500mm，为防止降温，钢管外包扎有IOOmm厚的保温纤 维毡。火管式回转干燥机10包括大回转筒和若干个固定设置在大回转筒上的可跟随大 回转筒旋转的小钢管。高温烟气进入干燥机中的这些小钢管中，它们跟随大回转筒旋转，使 在大回转筒中的湿矿粉能够不停地与充满高温烟气的小钢管接触，湿矿粉被加热直至排出 水汽干燥完成，所得的干矿粉从大回转筒尾部流出去。不停进入火管式回转干燥机10的小 钢管中的高温烟气在完成传热后，经低温烟气管11送入烟气洗涤器12完成除尘、脱水和回 收铁矿粉，由烟气引风机13将烟气洗涤器12输出的温度降低到的废气引走，送入中 烟囱14排入大气。本发明的火管式回转干燥机10是一种间接加热干燥机，工作中高温烟 气与被干燥物料互不混合污染，既保证了被用于直接还原的矿粉的纯度，又降低了烟气粉 尘浓度，减少了净化能耗。实施例1转底炉1投入压块量为8t/h，煤气量(50°C ) 3200m3/h,助燃空气量(50°C ) 6500m3/ h，相应烟气量为Ml 13. 8m3/h，烟气温度1300°C，预热的助燃空气温度达到1035°C，矿粉干 后水分从11%降到0. 725%，热风炉3换炉周期25min。实施例2转底炉1投入压块量为5t/h，煤气量(50 V )2000m3/h,助燃空气量 (500C )4062. 5m3/h，相应烟气量为33821. 17m3/h，烟气温度1300°C，预热的助燃空气温度达 到1025°C，矿粉干后水分从10%降到0. 93%，热风炉3换炉周期3%iin。
实施例3转底炉1投入压块量为11. 5t/h，煤气量(50 V ) 4000m3/h,助燃空气量 (500C ) 9343. 75m3/h,相应烟气量为77788. 69m3/h烟气温度1300°C，预热的助燃空气温度达 到1052°C，矿粉干后水分从12%降到0. 5观％，热风炉3换炉周期17min。本发明采用了燃料和助燃空气的双预热和分级换热技术，采用球式热风炉、火管 式回转干燥机、热管换热器组合余热利用装置，将1300°C高温烟气的一部分引入转底炉助 燃空气换热系统，把助燃冷空气预热到1000°C 1050°C，把煤气预热到200°C，所用烧嘴9 是采用200°C的发生炉煤气和1000°C 1050°C的助燃空气进行燃烧，把转底炉中的温度烧 到1300 1400°C;同时又将另一部份高温烟气引入铁矿粉干燥系统，把含水8 12%的湿 矿粉干燥到含水低于1 %，满足含碳含铁复合料压块水分控制的技术条件。本发明的这种综 合供热方法及装置适用于钢铁冶金工业煤基直接还原转底炉，还适用于用转底炉对钛精矿 及其它含多种金属元素的复合铁矿进行煤基直接还原，其预热的热源也可以采用其它气体 燃料，如天然气、焦炉煤气、转炉煤气，为下步冶炼提供优质的直接还原铁产品。
权利要求
1.一种转底炉供热的方法，包括如下步骤a)将从直接还原转底炉(1)输出的高温烟气先送入后燃烧室(18)，向后燃烧室(18) 内鼓入冷风，将烟气中的CO烧掉，把其化学热变成物理热，将烟气温度上升至> 1300°C,b)然后将后燃烧室(18)输出的所述高温烟气轮换引入多个并联连接的球式热风炉 (3)中的至少一个，用于预热助燃空气，和同时将后燃烧室(18)输出的所述高温烟气引入 火管式回转干燥机(10)，用于干燥铁矿粉，c)引入所述的球式热风炉(3)的高温烟气首先加热该球式热风炉(3)中的耐火球， 然后将助燃用冷空气送入已烧热耐火球的球式热风炉(3)内，耐火球将助燃空气加热到 800°C 1050°C，加热后的助燃空气被送往转底炉(1)的烧嘴(9)处助燃，d)将从换热后的球式热风炉C3)输出的温度为250°C 320°C的低温废烟气送入热管 换热器(5)，将冷煤气送入热管换热器(5)中换热，被加热到200°C的发生炉煤气送到转底 炉⑴的烧嘴(9)处参与燃烧，e)从热管换热器( 所排出的废烟气经布袋除尘器(6)除尘后，由烟气抽风机(7)经 高烟@ (8)排入大气；从火管式回转干燥机(10)干燥矿粉后输出的废烟气经烟气洗涤器 (12)除尘后，由烟气引风机(13)经中烟囱(14)排入大气。
2.根据权利要求1所述的转底炉供热的方法，其特征在于步骤(b)所述的干燥矿粉 是将含水8 12%的湿矿粉干燥为含水< 的干矿粉。
3.根据权利要求1所述的转底炉供热的方法，其特征在于步骤(c)所述的轮换引入 高温烟气的球式热风炉(3)的换炉操作条件是，当从球式热风炉(3)排出来的烟气温度上 升为250°C 320°C时，停止向其供热，进行换炉操作，将所述来自后燃烧室(18)的高温烟 气引入下一个并联连接的球式热风炉(3)。
4.根据权利要求1所述的转底炉供热的方法，其特征在于步骤(d)所述的烧嘴(9)处 燃烧的火焰温度彡2200°C。
5.一种实施权利要求1所述的转底炉供热方法的装置，包括直接还原转底炉(1)及其 烧嘴(9)、助燃空气鼓风机G)、通过烟气抽风机(7)连接高烟囱(8)的布袋除尘器(6)、通 过烟气引风机(1 连接中烟囱(14)的烟气洗涤器(12)，其特征在于该装置还包括后燃烧室(18)，设在转底炉(1)与球式热风炉C3)之间，一个手动阀00)设置在后燃 烧室(18)上，用于控制所连接的引空气管(19)注入入后燃烧室(18)内的冷风量。高温烟气管0)，具有一个入口端和两个出口端，其入口端连接于后燃烧室(18)与转 底炉(1)之间，用于将带有大量热量的高温烟气从转底炉(1)引入后燃烧室(18)，高温烟气 管(2)的两个出口端中，一个经高温烟气阀与并联连接的每个球式热风炉(3)的进气 端连接，另一个与火管式回转干燥机(10)的进气端相连接，用于将后燃烧室(18)输出的高 温烟气分别送入球式热风炉C3)预热空气和送入火管式回转干燥机(10)干燥矿粉。至少3个相互并联连接的具有一样结构和规格的球式热风炉(3)，每个球式热风炉(3) 内部装有耐火球，每个球式热风炉(3)的上部设有一个高温烟气阀和一个经热风管 (16)连接烧嘴(9)的热风阀(M)，当球式热风炉(3)需要获取热能加热耐火球时，所述高 温烟气阀处于接通状态，允许该球式热风炉( 接收被引入的高温烟气，此时该球式 热风炉(3)的热风阀04)处于切断状态；当球式热风炉(3)需要向烧嘴(9)释放热能加 热助燃空气时，所述高温烟气阀处于切断状态，不允许高温烟气被引入该球式热风炉(3)内，此时该球式热风炉(3)的热风阀04)处于接通状态。冷风阀(23)，设置在每个球式热风炉(3)下部的冷风管06)上，用于控制助燃空气鼓 风机(4)经冷风管06)送入球式热风炉(3)内助燃空气的风量。热管换热器(5)，其废气输入端通过低温烟气阀0 与设置在每个球式热风炉(3)下 部的低温废烟气管(1 相连接，热管换热器( 的热煤气输出端经热煤气管17与烧嘴(9) 连接，热管换热器(5)的废烟气输出端与所述布袋除尘器(6)相连接。火管式回转干燥机(10)，与球式热风炉( 并联连接在后燃烧室(18)的下游，所得的 干矿粉从大回转筒尾部输出，其废烟气输出端与所述烟气洗涤器(1 相连接。
6.根据权利要求5所述的转底炉供热的装置，其特征在于所述后燃烧室(18)为耐火 砖砌的砖块屋，从后燃烧室(18)的出口输出的高温烟气> 1300°C。
7.根据权利要求5所述的转底炉供热的装置，其特征在于火管式回转干燥机(10)由 大回转筒和多个固定安装在所述大回转筒上的小钢管构成，高温烟气引入这些可跟随大回 转筒旋转的小钢管中，完成传热后的废气经低温烟气管(11)送入烟气洗涤器(1 处理后， 通过烟气引风机(13)连接中烟囱(14)。
8.根据权利要求5所述的转底炉供热的装置，其特征在于所述高温烟气管( 从里 到外依次用高铝砖、轻质保温砖、耐火纤维毡筑炉而成，耐火砌体有膨胀缝，所述管子为钢 板焊接制成，表面温度< 10(TC，钢管上有膨胀节。
9.根据权利要求5所述的转底炉供热的装置，其特征在于所述热管换热器(5)是以 水为介质的高真空热管低温换热器，热风管(16)由钢管制作，内部砌耐火砖，内直径均为 700mmo
10.根据权利要求5所述的转底炉供热的装置，其特征在于所述热煤气管(17)由钢 管制作，外直径500mm，钢管外包扎有IOOmm厚的保温纤维毡。
全文摘要
一种转底炉供热的方法与装置，利用转底炉自身产生的烟气余热，先经后燃烧室升温至1300℃，再分别引入并联连接的球式热风炉和火管式回转干燥机，通过相互衔接的球式热风炉、热管换热器和火管式回转干燥机等组合余热利用装置的协调工作，实现了发生炉煤气燃料和助燃空气的双预热和分级换热，确保转底炉烧嘴处燃烧的火焰温度≥2200℃，使高温还原得以实现的同时，实现了铁矿粉的干燥处理。这种转底炉高温烟气余热循环利用新技术，尤其适用于无天然气、无焦炉煤气的广大地区要求煤基直接还原转底炉烧出1300℃～1400℃高还原温度的工厂，工艺先进经济效益可观，节约优质燃料，免去高温烟气冷却处理费用，降低CO2排放量和生产成本。
文档编号F27D17/00GK102062534SQ20101020454
公开日2011年5月18日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者何丰, 李华彬, 秦廷许, 胡晓, 范先国, 陈厚生, 黄建平 申请人:四川龙蟒矿冶有限责任公司