[发明专利]基于富含有价元素固废协同处置的高炉冶炼系统

说明书

本发明系统公开了基于富含有价元素固废协同处置的高炉冶炼系统，属于冶金装备及节能环保领域。方案包括高炉及其加料系统，从上往下，所述高炉依次分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分，炉缸上部沿炉缸周向均匀设置若干风口，所述加料系统位于高炉顶部中心区域，包含受料斗、料罐、料流阀、气密箱、旋转布料溜槽，在所述高炉炉腰上沿、炉身下部沿炉身周向均匀设置至少一层气体引出口，所述气体引出口总数量不少于高炉风口数量的三分之一。本发明系统结构紧凑、占地面积小、密封性和稳定性好、投资和运行成本低，彻底解决了高炉冶炼时有价元素循环富集的危害，拓展了高炉消纳社会固废功能，高效回收了随炉料带入的有价元素，提高了铁水质量。

技术领域

本发明属于冶金行业的冶炼装备及节能环保领域，涉及到固废综合利用，具体的说是涉及基于富含有价元素固废协同处置的高炉冶炼系统。

背景技术

高炉是钢铁工业的核心设备，是一种横断面为圆形的炼铁竖炉，用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬形成的一个密闭的、连续的逆流反应器。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。高炉本体的主要组成部分如下：

高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。

炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口，对炉料和煤气的上部分布起到控制和调节作用。炉喉高度要允许装一批以上的料，以保证起到控制炉料和煤气流分布的效果。

炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱，并减小炉料下降阻力。

炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过渡。由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径。

炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为3.0-3.6m。炉腹角一般为79-82度，过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于炉料顺行。

炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。

炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而且受到1400-1600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。目前我国大中型高炉大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散热能力。

炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层，因而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积的10-18倍(吨)。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾斜值不大于0.1-0.5％。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以减少热应力的不均匀分布。

炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种因素的影响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。

炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板(钢砖)。