[发明专利]一种实现厚料层还原的转底炉炉底结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种转底炉炉底结构，尤其涉及一种实现厚料层球团矿快速还原的转底炉炉底结构。

背景技术

目前，转底炉一般用于处理各种复合矿、低品位复杂难选矿和冶金含铁固体废弃物等，还原过程中难以避免炉料软熔，生成液态的冶金渣和铁水，最终致使炉料在炉底粘结，侵蚀炉底材料，减少转底炉的寿命。此外，转底炉内含碳球团升温、反应所需热量主要依靠炉壁、炉气的辐射传热，因此要求炉内球团薄层均匀布料，料层厚度一般为1～3层球高(15～45mm)。此种传热方式和布料方式的还原效率低，能耗高。

为提高转底炉的还原效率和延长转底炉炉底的寿命，转底炉的炉底耐火材料、炉膛结构、烧嘴布局、球团布料方式等都成为了目前的研究方向。改进转底炉炉底结构主要是针对延长转底炉的使用寿命，还没有通过改进转底炉炉底结构来提高其还原效率的。常用的转底炉分为6个区：上料区、预热区、中温区、高温区、冷却区和下料区。耐火材料的选用和布局有多种，但转底炉炉底耐火材料的改进是针对整个转底炉炉底而言，没有针对不同分区设定不同的加热方式，这不利于提高球团在转底炉中的还原率、提高铺料厚度和减少炉料粘结。现在能够实现转底炉厚料层有效还原的技术，主要是通过对原料的成分、粒径和布料方式改进来实现的。

中国实用新型专利CN 201535618U公开了一种转底炉炉底耐火结构，该实用新型转底炉炉底由上炉盘和下炉盘组成，上炉盘依次设置抗渣浇注料工作层、耐火砖次工作层和隔热砖加热层。该实用新型提出的转底炉炉底耐火结构，是针对整个转底炉炉底而言，能够提供充分隔热，但没有提到能否提高转底炉的生产效率和进行厚料层的还原。

中国发明专利申请CN 102586540A公开了一种转底炉炉底结构，该转底炉炉底结构包括多层结构，由上至下依次为：含石墨8％～45％，电熔镁砂氧化镁92％～54％的碳质复合材料层；含石墨8％～45％，电熔镁砂氧化镁92％～54％的碳质复合材料层；莫来石耐火砖层；高铝砖层；轻质保温砖层。层与层之间采用连续不定型的耐火泥过渡。但是该发明在是否能实现厚料层还原和提高厚料层还原效率方面没有得到体现。

中国发明专利申请CN 102147191A公开了一种炉罩和转底炉，其中，通过将炉罩预壁的工作面上设置为凹形结构，并且，将两个侧壁的工作面与炉底的夹角设置为小于90度，使得由顶壁和侧壁分别以不同的角度和斜向下的方向对炉膛内的物料进行热辐射，从而增加了物料接受热辐射的面积；此外，由于该炉罩侧壁的热量斜向下传递，可以直接对物料进行热辐射，从而减少了热量在水平方向传递时导致的损耗，提高了热量的利用率。但该发明涉及到转底炉整体结构的改造，相对现在普遍使用的环形转底炉而言，改造太大，工程投资成本高。其次，该技术方案仅提到可以增加物料接受热辐射的面积和提高热量的利用率，但没有提到该技术方案能否有效地应用于厚料层的直接还原。

中国发明专利申请CN 102634623A公开了一种转底炉煤基直接还原工艺的含碳矿料球团布料方法，在转底炉料床上重叠铺设多个料层，每一个料层由粒径相同的含碳矿料球团均匀铺设构成，所述多个料层含碳矿料球团的粒径按料层由下至上的顺序依次增大15％～25％，所述多个料层为三层，总厚度为40mm～70mm。在三层布料的情况下，总金属化率在还原25分钟后达到了最大值83.33％。该发明提出了多层布料，每一层的粒径不同，这样能实现不同料层还原时间一致。但不难看出，该发明铺料过程复杂，粒径不同会大幅增加转底炉前端工序(制球和烘干)的设备投入，而且以目前转底炉布料操作水平，很难保证相同粒径的球团刚好能铺在一层，如此将较难实现还原过程中厚料层整体金属化率的提高。

目前，实现转底炉厚料层还原和提高转底炉传热效率存在以下问题：(1)针对转底炉厚料层还原，目前主要方法是改变原料的成分和粒径大小，尤其是控制每层原料粒径的大小，这点在实际连续生产中很难实现；(2)转底炉主要依靠炉壁、炉气的辐射传热来升高含碳球团的温度，为保证球团得到良好的还原和较高的金属化率，料层高度受到限制，难以实现转底炉中厚料层的还原；(3)单纯提高转底炉各区的还原温度会出现炉料软熔粘结在转底炉炉底或侵蚀炉底的现象，不利于转底炉连续运行，同时也严重影响转底炉的寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种能够实现厚料层球团矿快速还原的转底炉炉底结构，可以实现还原过程中有效的热传递和厚料层的快速还原。