含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的制作方法

本实用新型属于瓦斯灰冶炼设备技术领域，更具体地说，是涉及一种含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉。

背景技术：

目前，高炉冶炼过程中随高炉煤气一起排出的粉尘颗粒物，经过重力除尘和布袋除尘器收集，形成布袋灰,布袋灰又常称为瓦斯灰，瓦斯灰含碳量高达30％～50％，铁含量低，在15％～30％，锌、钠等含量较高，锌、钠等元素对高炉危害大，一般不能直接用于烧结配料。

钢厂系统还有其它一些除尘灰，比如：焦化煤场除尘灰，煤、焦炭的皮带通廊的除尘灰，干熄焦系统除尘灰，这些除尘灰的特点是碳含量很高；炼钢的煤气干法除尘，这种除尘灰铁含量较高，达到50％以上，钠、锌等含量高，直接用于烧结配料，锌、钠对高炉冶炼也危害较大。

锌、钠等含量高的固体废物是各钢厂面临的共同难题，而且对于瓦斯灰等固废也不允许直接外排，因为高炉不适合冶炼含锌等固体废料的特点，因此就采用了各种处理方法处理这些固废，如磁选法、焙烧法、转底炉法等，以上各处理方法各有利弊，然而对于瓦斯灰的处理还是存在不理想之处，而且通过常规高炉也不适合冶炼含锌瓦斯灰，因此急需提出一种能够适合冶炼含锌瓦斯灰的冶炼炉。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉，旨在解决现有的高炉不适合冶炼含锌瓦斯灰的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉，包括炉体、高温空气管和废气出管，炉体呈长条形，下部埋设于地面下，所述炉体底面与水平面之间呈夹角设置，所述炉体的两端分别设有进料口和出料口，所述炉体用于冶炼含锌瓦斯灰并产出铁水和氧化锌粗品；高温空气管为多个，均设于所述炉体两侧并连通至所述炉体内，用于与高温空气源连通，高温空气源通过所述高温空气管向所述炉体内输送高温空气；废气出管为多个，均设于所述炉体上端并连通至所述炉体内，所述炉体内产生的废气通过所述废气出管进入废气余热回收系统，经过降温、除尘后达标排放。

作为本申请另一实施例，沿所述进料口至所述出料口的方向所述炉体依次分为反应区、过渡区和渣铁分离区，反应区的底部呈长条槽型结构，进入至所述炉体内的物料在所述反应区进行反应，所述进料口位于所述反应区的进料端；过渡区的底部呈弯弧槽型结构，所述反应区内的物料在反应中流入至所述过渡区；渣铁分离区的底部呈长条槽型结构，反应中产生的铁水和渣通过所述过渡区流动至所述渣铁分离区，在所述渣铁分离区内渣与铁分离，所述出料口位于所述渣铁分离区的出料端，所述过渡区两端分别圆弧过渡承接所述反应区和所述渣铁分离区。

作为本申请另一实施例，埋设于地面下的所述反应区、所述过渡区和所述渣铁分离区均为槽型结构，漏出于地面上的所述反应区、所述过渡区和所述渣铁分离区为与槽型结构相适配的拱形结构，所述拱形结构与所述槽型结构相互对接扣合形成一体且内部为中空。

作为本申请另一实施例，所述进料口处设有用于向所述炉体内泵送氧气的氧气泵送组件。

作为本申请另一实施例，所述进料口位于所述炉体上埋深较浅的一端，所述出料口位于所述炉体上埋深较深的一端。

作为本申请另一实施例，所述反应区的宽度为所述渣铁分离区的宽度的2-3倍。

作为本申请另一实施例，所述炉体内设有用于监测反应温度的温度传感器，所述炉体外侧设有显示器，所述温度传感器与所述显示器电连接，在所述显示器上可观察所述炉体内部当前温度。

作为本申请另一实施例，所述氧气泵送组件包括用于与氧气源和所述进料口连通的输氧管路、设置在所述输氧管路上的气泵以及设置在所述输氧管路上位于所述气泵和所述进料口之间的气阀。

作为本申请另一实施例，所述炉体内侧顶部设有红外成像仪，所述红外成像仪用于采集所述炉体内反应过程中的图像。

作为本申请另一实施例，所述炉体包括厚钢板制成的外壳和铺设于所述外壳内壁上的耐火砖，所述外壳内部为中空。

本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉，炉体埋设在地面上并与水平面呈一夹角，物料从进料口进入炉体后，由于炉体倾斜设置，物料在炉体内反应后能从出料口处输出，通过高温空气管向炉体内输送高温空气并催化反应，反应中产生的废气能够通过废气出管排出，其中废气出管内设有废气净化器，该长条形冶炼炉呈卧式，能处理含锌瓦斯灰，解决了现有的高炉不适合冶炼高炉瓦斯灰的技术问题，具有长条形冶炼炉可用于含锌瓦斯灰的冶炼，冶炼过程中反应快速的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的结构示意图；

图2为图1中的a-a处截面图(炉体上部和下部结构侧视图)；

图3为图1中的b-b处截面图(炉体下部结构俯视图)；

图4为本实用新型实施例提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的炉体上部结构俯视图；

图5为图4中的c-c处截面图(炉体上部结构侧视图)；

图6为图4中的d-d处截面图(炉体上部结构主视图)。

图中：1、炉体；11、反应区；12、过渡区；13、渣铁分离区；2、高温空气管；3、废气出管；4、进料口；5、出料口；6、氧气泵送组件。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图6，现对本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉进行说明。所述含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉，包括炉体1、高温空气管2和废气出管3，炉体1呈长条形，下部埋设于地面下，炉体1底面与水平面之间呈夹角设置，炉体1的两端分别设有进料口4和出料口5，炉体1用于冶炼含锌瓦斯灰并产出铁水和氧化锌粗品；高温空气管2为多个，均设于炉体1两侧并连通至炉体1内，用于与高温空气源连通，高温空气源通过高温空气管2向炉体1内输送高温空气；废气出管3为多个，均设于炉体1上端并连通至炉体1内，炉体1内产生的废气通过废气出管3进入废气余热回收系统，经过降温、除尘后达标排放。

本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉，与现有技术相比，本实用新型含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉，炉体1埋设在地面上并与水平面呈一夹角，物料从进料口4进入炉体1后，由于炉体1倾斜设置，物料在炉体1内反应后能从出料口5处输出，通过高温空气管2向炉体1内输送高温空气并催化反应，反应中产生的废气能够通过废气出管3排出，其中废气出管3内设有废气净化器，该长条形冶炼炉呈卧式，能处理含锌瓦斯灰，解决了现有的高炉不适合冶炼高炉瓦斯灰的技术问题，具有长条形冶炼炉可用于含锌瓦斯灰的冶炼，冶炼过程中反应快速的技术效果。

上述炉体1的结构可选用现有技术中的冶炼炉的炉体1结构，其具备冶炼等的功能。在瓦斯灰投放入炉体1之前，要把瓦斯灰制作成干球，再将干球投放入炉体1内部，炉体1平卧后，可使炉体1内部的物料在反应中从进料口4侧不断向出料口5侧移动，这样当炉体1内物料反应完成后，则铁水和炉渣就会汇集到出料口5侧，打开出料口5，生成的铁水和炉渣就会排出。通过设计本实用新型的冶炼炉，不用其他工具和操作工序，使反应后的物料能够排出，相比于高炉冶炼，操作较方便。出料口5的设置位置较高，不从炉体1的底部出料，因为铁水的温度过高，底部出料太危险。

通过高温空气管2向炉体1内部吹高温空气，空气中有氧气，能够加速物料的反应，高温空气有一定的压力，通过高温空气管2输入炉体1，可起到对炉体1内部空气助燃预热的功能，炉体1内反应中产生的气体就会从废气出管3排出。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，沿进料口4至出料口5的方向炉体1依次分为反应区11、过渡区12和渣铁分离区13，反应区11的底部呈长条槽型结构，进入至炉体1内的物料在反应区11进行反应，进料口4位于反应区11的进料端；过渡区12的底部呈弯弧槽型结构，反应区11内的物料在反应中流入至过渡区12；渣铁分离区13的底部呈长条槽型结构，反应中产生的铁水和渣通过过渡区12流动至渣铁分离区13，在渣铁分离区13内渣与铁分离，出料口5位于渣铁分离区13的出料端，过渡区12两端分别圆弧过渡承接反应区11和渣铁分离区13。反应区11、过渡区12和渣铁分离区13的底部设有槽型结构，便于物料的反应和流动，炉体1属于现有技术中的冶炼炉，具备现有技术冶炼炉的各种功能，故在此不再赘述。

具体的，其中80％的冶炼反应进度在反应器完成，有20％的冶炼反应进度及部分渣铁分离功能在过渡区12完成，炉渣与铁、锌等金属分离是在渣铁分离区13完成的。

反应区11的宽度为3米，总长度为7-8米，干球从进料口4进入炉体1内部，干球一边反应一边向过渡区12、渣铁分离区13流动，80％的冶炼反应进度在反应区11内完成；渣铁分离区13的宽度为1米，总长度为5-6米，用于冶炼出的铁等高沸点金属与渣依靠重力分离，冶炼出的锌等低沸点金属从渣中蒸发分离；过渡区12为反应区11和渣铁分离区13的连接区域，为弯弧型的槽型结构，实现了一种“过渡”的功能，过渡区12的宽度由宽变窄，过渡区12承担20％的冶炼反应进度及部分渣铁分离功能。反应区11与过渡区12、过渡区12与渣铁分离区13之间都没有明显的界限，界限受操作条件、处理能力、干球冶金性能等因素有关。

冶炼炉的处理能力：含碳25％-40％，含铁35％-45％(扣除碳以后，纯铁的含量)的干球15-25t/h。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，埋设于地面下的反应区11、过渡区12和渣铁分离区13均为槽型结构，漏出于地面上的反应区11、过渡区12和渣铁分离区13为与槽型结构相适配的拱形结构，拱形结构与槽型结构相互对接扣合形成一体且内部为中空。其实，可以将炉体1底部制成变宽度的长沟槽结构，拱形结构即为盖板，盖板将长沟槽结构罩扣，形成内部为中空的腔室，便于进行反应。

为安全起见，将炉体1分为上部和下部，即地上部分和地下部分，在正常操作下，渣的最高液面在地平面以下的200-400mm处，炉体1的拱形结构和槽型结构(上部和下部)罩扣在一起形成整体，供瓦斯灰在炉体1内部反应。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，进料口4处设有用于向炉体1内泵送氧气的氧气泵送组件6，泵送氧气后炉体1空气得到助燃预热，使炉体1内部温度维持平衡。

高温空气管2的数量为3-10个，从热量衡算上分析，在反应区11需要补充的热量最多，尤其是在干球进口区域，因此，在干球的进料口4侧，高温空气管2的数量最多，并与氧气泵送组件6的配合运行，能够向炉体1内补充氧气和高温热空气，使炉体1内的温度维持稳定，用于保证干球的进料口4侧就具有1400℃-1700℃的温度；另外，废气出管3的数量为2-5个，均布于炉体1的顶部。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，进料口4位于炉体1上埋深较浅的一端，出料口5位于炉体1上埋深较深的一端。通过地面呈倾斜状设置的炉体1，使得炉体1内的物料能够在反应过程中从进料口4侧向出料口5侧移动，当物料移动到出料口5侧时，能够变成渣和铁水，以便于进行渣铁的分离。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，反应区11的宽度为渣铁分离区13的宽度的2-3倍。

在本实施例中，反应区11的宽度与渣铁分离区13的宽度之比在2倍以上，都可以满足炉体1对瓦斯灰的冶炼要求，因此都在本实用新型的保护范围内。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，炉体1内设有用于监测反应温度的温度传感器，炉体1外侧设有显示器，温度传感器与显示器电连接，在显示器上可观察炉体1内部当前温度。通过温度传感器可以探测到炉体1内部当前的温度，通过观察当前的温度，就可以判断炉体1内是否处于正常工作状态或监测是否发生了故障等。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，氧气泵送组件6包括用于与氧气源和进料口4连通的输氧管路、设置在输氧管路上的气泵以及设置在输氧管路上位于气泵和进料口4之间的气阀。通过输送管路向炉体1内部输送氧气，帮助炉体1内部空气助燃预热，维持炉体1内部空气恒定。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，炉体1内侧顶部设有红外成像仪，红外成像仪用于采集炉体1内反应过程中的图像。通过红外成像仪，可以定时或定期的拍摄炉体1内部反应过程中的图像，以便于工作人员进行观察反应过程等，具体的，红外成像仪与炉体1之间为可拆卸连接。

作为本实用新型提供的含锌瓦斯灰用长条形冶炼炉的一种具体实施方式，请参阅图1至图6，炉体1包括厚钢板制成的外壳和铺设于外壳内壁上的耐火砖，外壳内部为中空，外壳为耐高温锰钢板制成，并内衬耐火材料。

瓦斯灰在炉体1内反应，是需要一定的理论支撑，才能实现的，或可理解为该冶炼炉的工作原理：

反应区11的槽型结构是为了保证粒径为30mm-80mm的干球在炉体1内有7-14分钟的停留时间，干球在渣层下面隔绝空气的条件下发生氧化还原反应，在高温下干球优先从表面反应，随着球内部温度的升高并升高的一定温度，干球内部也开始反应，反应过程中，碳逐渐损耗，球的表面和内部出现孔洞，反应产生的大量co和co2气体，加速干球的破裂，这样可对渣层产生剧烈的搅拌作用，使渣呈沸腾状，氧化铁逐步还原成氧化亚铁、铁，随着碳的损耗，氧化铁的还原，破碎的小球比重越来越大，反应速度很快，几分钟内就可能实现干球绝大部分被还原。

冶炼出的铁水等高沸点金属比重远远大于渣的比重，依靠重力与渣分离，也需要一定分离时间，按2-4分钟的停留时间控制，其实在反应区11、过渡区12就已经开始了渣铁分离，因此，渣铁分离区13设计时间较短；裹在渣里的铁给一定的轻微扰动，有利于渣铁分离，因此，将渣铁分离区13的宽度适当缩小，可提高渣的适当的扰动度。

冶炼出的锌等低沸点金属，在渣中蒸发成气体，从渣中出来得以分离。

本实用新型适用于冶炼含锌等低沸点金属的含铁固体废料，弥补了高炉不适合冶炼含锌等固体含铁废料的缺陷，属于高炉冶炼技术的一个补充技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。