[发明专利]自加热气基竖炉直接还原方法及还原装置

权利要求书

1.一种自加热气基竖炉直接还原方法，包括将一定粒度的铁氧化物从竖炉炉顶加入气基竖炉，还原气从竖炉外进入炉内，在竖炉内，铁氧化物与还原气发生还原反应生成直接还原铁，直接还原铁经过竖炉冷却段后排出炉外，其特征在于竖炉炉身缠绕电磁感应线圈，缠绕电磁感应线圈的炉身部分位于已生成直接还原铁的炉身区域，通过感应线圈对直接还原铁电磁感应加热，还原气从电磁感应线圈以下的炉身气体入口进入竖炉，流经电磁感应加热区，被高温直接还原铁加热，已加热的还原气向上流动，遇铁氧化物后发生反应，生成直接还原铁。

2.根据权利要求1所述的一种自加热气基竖炉直接还原方法，其特征在于还原气来源于下列任一种气体：

(1)原料气；

(2)竖炉自产净化煤气与原料气的混合气体。

3.根据权利要求2所述的一种自加热气基竖炉直接还原方法，其特征在于当还原气来源于原料气时，原料气从电磁感应线圈以下的炉身气体入口进入竖炉，流经炉身感应线圈加热区，被热的直接还原铁加热，竖炉自产净化煤气在气基竖炉外加热后，从电磁感应线圈以上的炉身气体入口进入竖炉，已加热的还原气和竖炉自产净化煤气与铁氧化物逆向运行过程中发生反应，铁氧化物被还原成直接还原铁。

4.根据权利要求1所述的一种自加热气基竖炉直接还原方法，其特征在于竖炉开炉时，沿炉身高度方向，在与感应线圈的位置相同的炉身内的炉料，是一定粒度的铁磁性金属物料，铁磁性金属物料的上端高于等于感应线圈上端，铁磁性金属物料上面是一定粒度的铁氧化物，通过炉身缠绕的感应线圈对铁磁性金属物料的电磁感应加热，为竖炉内的还原反应提供最初热量。

5.根据权利要求1、3或4所述的一种自加热气基竖炉直接还原方法，其特征在于缠绕感应线圈的竖炉炉身内侧设有温度监测装置，温度监测装置与控制感应线圈电源的开关联锁，通过设定监测装置温度范围的上下限数值，控制感应线圈电源的开关。

6.根据权利要求1或3所述的一种自加热气基竖炉直接还原方法，其特征在于电磁感应线圈以上的炉身气体入口位于气基竖炉还原段下部，电磁感应线圈以下的炉身气体入口位于气基竖炉冷却段。

7.一种自加热气基竖炉直接还原装置，包括装料装置、竖炉本体、出料装置，竖炉本体包括预热段、还原段、过渡段及冷却段，其特征在于过渡段为n个并联的腔体，每个腔体一端与还原段下部连通，另一端与冷却段连通，腔体缠绕电磁感应线圈，感应线圈与电源相连，冷却段布置有围绕冷却段炉身均匀分布的气体入口。

8.根据权利要求7所述的一种自加热气基竖炉直接还原装置，其特征在于过渡段的腔体布置采用下列两种方式中的任一种方式：

(1)过渡段的中心位置布置一个中心腔体，其它腔体尺寸和结构相同且按环形均匀地分布在中心腔体的四周；

(2)过渡段只设一个腔体。

9.根据权利要求7或8所述的一种自加热气基竖炉直接还原装置，其特征在于腔体为圆筒状。

10.根据权利要求9所述的一种自加热气基竖炉直接还原装置，其特征在于每个圆筒状腔体与还原段连通处呈喇叭口状。