[实用新型]管式炉

说明书

技术领域

本实用新型属于煤基直接还原炼铁领域的高温反应器设备的技术领域，具体涉及一种管式炉。

背景技术

利用煤代替焦炭直接还原炼铁设备很多，比较成熟的有：回转窑、隧道窑及倒焰窑。

倒焰窑在我国发展较早，其窑型像蒙占包，围着窑的周围在窑墙上有若干个加碳烧火口，火焰进入窑后顺着弧形顶下翻到窑底侧，在窑底汇合后由高烟囱抽吸排空，由此加热窑内物件。其特点是：投资很少，规模灵活，易上马，操作简单，对原料的要求低。缺点是：间断性生产、生产效率低、全人工操作，劳动强度大，作业环境差，能耗高，污染严重。

隧道窑在我国发展较快，其窑型是一条笔直的涵洞，洞内有道轨，在窑的中部窑墙上留有若干个排烟孔，通过窑墙中间的烟道通向烟囱或引风机。窑顶有加煤及观火孔(亦可以烧煤气)。直接还原炼铁时，将铁矿粉与煤粉及脱硫剂掺和装入罐内，罐装到窑车上，将载罐的窑车一个接一个从窑头顶向窑尾，在窑的中间部位通过加煤孔加煤(或通煤气)燃烧，加热罐，罐传热给罐中的矿粉和煤，升温到一定温度后，罐中的煤夺取矿粉的氧，将铁还原，当窑车被推进到加煤孔后端，窑车上的罐被从窑尾吸入的冷空气冷却，直至冷却到50℃度以下出窑后，卸去罐内的直接还原铁，再重新将矿粉和煤装入罐内，从头到尾再来。其特点是机械化程度较倒焰窑高，连续性生产，生产效率高，投资适中，产品质量稳定。缺点是仍需外加加热热源，还原反应副产的煤气不能很好地回收利用，能耗仍不低，装、卸罐作业环境差，粉尘污染严重。

回转窑在我国发展较晚。其窑型是一个两头半封闭的滚筒，从尾到头滚筒向下倾斜一定角度。直接还原铁时，铁矿块(或氧化球团)及煤块从窑尾加入，随窑体回转滚动，并缓慢移向窑头，窑头喷煤(或煤气、重油等)燃烧，火焰及热气流伸向窑尾，将窑内滚动的物料加热到一定温度后，块煤将块矿还原成海绵铁。海绵铁从窑头下部排出，烟气从窑尾上部排出。其特点是机械化程度较高，劳动强度低，作业环境好，污染轻微。缺点是设备空间利用率低，投资大，对原料及还原剂均要求块型，产品质量不稳定，易发生结圈故障，尾气温度高，热能利用率低。

发明内容

本实用新型为了解决现有各种煤代替焦炭直接还原炼铁设备存在的问题，针对我国块型富矿少，磁选、浮选矿粉多的原料特征，提供了一种管式炉。

本实用新型采用如下的技术方案实现：一种管式炉，包括封闭的炉膛。炉膛内并列设置若干耐火材料制炉管，炉管由若干根长度均等的短耐火管串联构成，并在短管接口处由耐火材料制管座支撑固定，上下同排的管座在同一端面上，在炉顶每隔两段炉膛空间设一个耐火横梁，耐火横梁的下端与管座之间留有膨胀缝，缝内填充耐高温棉，与炉顶耐火横梁对应的炉底部均设有一个有孔底座，每两个有孔底座之间都设有一个无孔底座，所有炉管进口都用管门封闭，所有炉管出口都封闭在一个煤气回收空间内，煤气回收空间侧向炉膛的一侧开有若干个与炉膛相通的观察孔，煤气回收空间的底部有水冷式刮板机，水冷式刮板机隔离其上的煤气回收空间及其下的水沟密封。

本实用新型相对现有技术具有如下有益效果：

1.全流程机械化，并可轻松实现自动化，劳动强度极低；

2.前半流程是湿法运行(加水搅拌、压块、干燥)，后半流程是块型运行(入炉、还原、出炉、钝化、储存)，没有粉尘污染，作业环境很好；

3.与其它各种炉型比，本炉型只需消耗还原煤，不需另加燃料煤，还原反应所需的热量是自产自消煤气(含煤的挥发份可燃气)，能耗极低；

4.炉内燃料是负压运行，不外溢烟气，容易实行环保控制；

5.由于不需另加燃料补充热量，所以总排放废气量亦大大减少；

6.设备空间利用系数极高，占地面积很小，与同产能的设备相比，投资极低；

7.几乎没有高温运转设备，仅有的水冷式刮板机，一半在高温区，一半浸水中，所有设备损坏率低开工率高；

8.炉料在炉内运行时间短，易操控；

9.由于炉料还原温度是依靠厚壁耐火炉管蓄热传热，厚壁耐火炉管蓄热很多，炉温的短时间波动(操作工况不可避免)对还原反应影响不大，产品质量很稳定；

10.容易实现高温联接熔融还原法。

附图说明

图1为管式炉的立剖视图

图2为图1的A-A剖视图

图3为图1的B-B剖视图

图4为图1的C向示意图

图5为图1的D向示意图

图6为图1的I部放大图

图7是本实用新型的外形图