[实用新型]一种用于冶炼的热风系统及冶炼装置

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，特别涉及一种用于炼铁工艺的热风系统及炼铁装置。

背景技术

目前高炉仍然是冶金行业炼铁的主力军，其优点在于高炉的炉龄长、产能大、操作简易，但由于高炉流程长、基建费用高、设备复杂、能耗高、环境污染严重，焦炭资源不可再生，在市场能源紧张、竞争日益激烈的情况下，人们的目光逐渐转向开发非高炉炼铁工艺和炼铁设备。

无焦低污染是非高炉炼铁新工艺的目标。非高炉炼铁工艺，可分为“直接还原法”和“熔融还原法”两大类。现有的非高炉炼铁需要独立的热风系统，一般通过燃烧炉提供温度较高的热风进行喷吹，需要消耗大量的能量。

发明内容

针对以上存在的问题，经过长期研究，本实用新型针对炼铁工艺，提出了一种热风供应系统，能够较经济地实现低耗炼铁。

本实用新型提供了一种用于冶炼工艺的热风系统，包括：气体输送管道，其与供气源连接；热风管，其与气体输送管道连接，所述热风管的至少一部分位于炉料的预处理装置内；喷吹管道，其与热风管通过管道连接，用于对熔炼炉供应喷吹气体。

供气源的气体一般为常温气体，可通过一个或多个罗茨风机藉由管道输入气体输送管道。所述气体可为空气或富氧气体，其中氧气可由例如液氧存储罐提供，连接液氧存储罐的管道上设置有止逆阀。

为了维持气体输送管道的气体压力，设置一个或多个高压存储气罐连接于气体输送管道，两者之间设置自力阀；通过空气压缩机实现向高压存储气罐输送高压气体。

在气体输送管道上设置风量和/或风压和/或风速检测装置，当不符合预定值时，自力阀利用反馈信号（压力、压差等）通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣改变阀门的开度，达到调节压力、流量的目的。

本实用新型将热风管的至少一部分设置在炼铁炉料的预处理装置内，所述预处理装置实现对炉料进行干燥、预热和焙烧，其选自隧道窑、链篦机、回转窑、竖炉、转体炉等通用设备，该设备将炉料坯块干燥、预热和焙烧便于后续冶炼工艺，实现节能减排，并提高生产效率，必要时需要对这些设备进行改造，实现不同工序的温度控制。根据熔炼炉的工艺要求，炉料块在干燥段的温度为常温~80℃，在预热段的温度为80~600℃，在焙烧段的温度为600~1200℃。气体经过热风管时通过热交换，将热量送入熔炼炉中，降低了成本，节省能耗。

进一步地，所述热风管与气体输送管道、喷吹管道连接，所述热风管由耐热材料制成，例如310S不锈钢。

优选地，所述热风管呈S型布置管道，例如单层或多层布置的相互平行的管道，管道通过预处理装置内的支撑装置进行支撑，支撑装置包括支撑梁、点支撑等支撑方式。在预处理装置内经过充分地热交换，热风管内的气体（空气或富氧气体）被预加热至预定温度，其温度可被预加热至400-800℃。为了检测热风管内的气体压力和温度，热风管上设有风压和/或风速和/或温度检测装置。

优选地，所述支撑装置为中空结构，内部通风冷却。为此可在预处理装置外设置有风机，风机引入冷风通入支撑装置的中空内部，对支撑装置进行冷却，以保障支撑装置的结构强度。

进一步地，所述喷吹管道为围绕熔炼炉的环管，环管上连通一支或多支喷枪，例如4支，用于向熔炼炉内喷吹经过预加热的富氧或空气。

本实用新型还涉及了一种冶炼装置，包括：前述的热风系统；预处理装置，对炉料进行干燥、预热和焙烧；熔炼炉，对炉料进行熔融还原。

进一步地，熔炼过程中产生的高温CO炉气返回预处理装置内，在预处理装置内吹入二次气体使CO炉气在预处理装置内完全燃烧，产生的热量实现对炉料的干燥、预热和焙烧。即干燥、预热和焙烧主要是利用熔炼炉产生的炉气的余热，直接加热炉料，熔炼炉不再需要附加其他余热利用系统和设备。

炉料可以是各种金属氧化物，优选铁的氧化物，例如可以使用含铁品位大于55%（质量百分比）的铁精粉，其配加一定的燃料、添加剂形成炉料块，燃料可选择例如焦炭、烟煤、无烟煤。炉料的温度达到500℃以上时，发生自燃，产生大量的热量，用以提高炉料本身的温度和补充预热、干燥所需热量。自燃时间越长，还原反应越充分，环境温度越高（炉料所处的环境），自燃的趋势越强。同时炉料温度达到500℃以上时，一般为500~550℃时发生自燃，开始进入铁的氧化物的还原过程，时间越长，温度越高，还原程度越高。因此本申请的热风系统能很好地应用于熔融还原冶炼工艺。