专利名称：用于熔化氧化铁含碳球团的新型冲天炉系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铸造、铸铁熔炼技术领域，其具体涉及一种用于熔化含 碳球团的新型冲大炉。
技术背景在我国国内铁矿石多为低品位的贫矿，且小铁矿数量大，需要先加工成 铁矿精粉并经烧结成球团之后才能供高炉炼铁使用。而目前的高炉及烧结设 备体积庞大、占地面积大、造价高、能耗高；特别是高炉在生产铸造生铁或 球铁生铁时，生产率会降低，能耗和生产成本进-歩提高。长久以来，我国 铸造行业消耗的大量铁液，是靠购买和使用高炉铸造生铁锭再经冲天炉或电 炉进行一次熔化获得；为此，高炉铁i使通常需要先经过铸锭后，再运到铸造 .乍间(—D》经冲天炉或电炉重新熔化才能用于铸铁件的生产，不仅增加能 耗和成本，还会使铁液在冲天炉二次熔化过程中增硫和W合金元素烧损而降 低硅、锰含量；即使采用i:1前较先进的短流程化铁工艺一--直接将高炉铁液 经过长距离运输到铸造车间(工厂)再经电炉升温、调整成分后用于铸铁件 的生产，也会因铁液运输过程中温度损失较多而使低温铁液大量生成氧化渣 造成合金元素硅、锰损耗加大，以及升温精炼能耗加大。上述几个过程均能 耗高、污染大，fj前国内高炉生铁生产的能耗水平约为770kg标准煤/吨铁液， 铸铁二次熔炼的能耗约为110 200 kg标准煤/吨铁液，二者合计使得高温铸 造铁液生产的综合能耗超过800 900 kg标准煤/吨铁液，使现有国内铸造行 业成为能耗高、污染高、成本高的行业。H前'M内外先进的熔融化铁技术， 虽然能够将利用4:焦煤直接将天然矿、球团矿、烧结矿转化成海绵铁再熔炼成铁液，何是设备复杂、投资高。本项H专利权人自上世纪九十年代以来，对氧化铁含煤免烧球团进行了 试验研究，随后申请/《冲大炉用含铁氧化物球团及其制取工艺》发明专利(ZL94 1 44629.6)，并先后在国内多个铸造企业该技术进行了工业化生产 实验，在不改动l1、业原有冲:Ac炉设备和产品特忭的情况F，共生产了-'万多吨合格铸铁件产品，铸件材质包括r灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等。但问时也发现在使用t二1前的普通冲天炉(例如大型热风水冷冲天炉)直接熔化氧化铁含煤球团牛.产铸造铁液时，尽管也能够降低铸造铁液的牛产成本，但 是，却也存在含碳球团在炉内发生"直接还原"过程中所产生的大量煤气不 能充分得到有效利用，以及出铁的铁液含硫量偏高等不足，亟待加以改进。 实用新型内容本实用新型的H的就在于采用--种新型冲天炉能够将争〔化铁含煤球团直 接化铁，lt.不仅能够充分利用境内低品位的小铁矿资源以及回收利用大咽钢 铁企业的氧化铁废料，还免去r球团烧结、高炉炼铁、铸锭以及铸造^间二 次熔化生铁锭等丄序，还可完全回收含煤球团还原时产生的煤气并加以综合 利用，使得铸造铁液牛产的综合能耗大大降低，并减少了合金元素的烧损，从而明显降低—/铸造成本，还减少了温室气体(x)』勺排放，减轻/环境压力，有利于建立节能型、环境友好型的新型铸造工业，实现我国铸造业的可持续 发展。本实用新型的技术方案为用于直接熔化氧化铁含碳球团的新型冲天炉系统，该冲天炉的炉身下,部设为热风水冷炉壁冲x炉的典型结构，t,-部釆用煤z (发牛炉的密闭结构其炉身下半部分包括有配设的热风箱、设在无炉衬炉壳外部的炉壁喷淋水钤、设在热风箱下部的水冷风i..—I、设在炉身底部 的渣铁分离装靑、以及与热风箱配套设覽的外部热风系统和鼓热风装置，在铁液出口外配设有-具有脱硫和保温作用的回转式脱硫前炉；炉身上半部由 下向上依次包括炉气出口、料位计、设在上部炉身内的加料钟罩、顶部为加 料U，在炉气H',L)外依次连接配设有重力除尘装置、二级除尘及脱硫装置、 煤气储存装置煤7—-〖柜，煤气柜与鼓风装置间连接有回收利用煤气的管道。本实用新型山f冲人炉的顶部结构釆用煤'i发t炉的密W结构，炉顶的炉气rt要含有大量煤气，其来源为含煤球团发牛:"直接还原"反应过程的产物为煤 气)为正压，I—到此鼓风压力略有提高。其通过专用管道系统进行热交换降温 和净化处理后输送到煤气储存装置，能作为厂内部分炉窑和烘烤装置的能源。炉前附设--'脱硫装置，对铁液脱硫处理后的铁液温度仍高于1450 1520°C，可f'《接川于灰铸铁件和可锻铸铁件的浇注，以及球墨铸铁的球化处理等。本实用新^冇益效果为用冲天炉直接熔化铁精粉含碳球团，来生产铸 造铁液，因为冲灭炉只提供热量，不负责提供还原性气氛，焦炭(或其他燃 料)的燃烧比较高，单位重量焦炭的发热值大大提高，因此层焦耗不到高炉的，，卜'i收的球团煤气还nr以用于铸造车间(u )的各种加热炉窑及烘千、烘烤装置；本冲天炉的休积只有相同化铁量高炉的1/4，这样一来，设 备投资和能耗都明显降低，并使铸造业不再依赖高炉生产的铸造生铁，铁液 的成本也低T高炉铸造生铁，并且生产出来的〉1450 152(TC铸造铁液可以 直接用于铸造生产。采用本实用新型能够使用氧化铁含煤球团直接熔化铸造 铁液，其不仅能够充分利用境内低品位的小铁矿资源，为国内普遍分布的低 品位小铁矿寻找到最好的用途，还能够大量回收利用钢铁企业的各种氧化铁 废料，利于发展循环经济；同时，由于在铸造生铁铁液的整个牛产过程中免 去了球团烧结、卨炉炼铁、铸锭以及铸造车间二次熔化生铁锭等工序，还可 完全回收含煤球团在直接还原时产牛的煤气并加以综合利用，使得铸造铁液 生产的综合能耗大大降低(例如低于580 kg标准煤/吨合格铁液)，并减少了合金元素的烧损，从而明显降低了铸造成本，另外也减少了温室气体C02的 排放，从而减轻了环境压力，有利于建立节能型、环境友好型的新型铸造工 业，实现铸造业的可持续发展。
图1为本实用新型结构示意图具体实施方式
如附图所不本实用新型的炉身下半部设为热风水冷炉壁冲天炉的典型结 构，冲天炉的顶部结构采用煤气发生炉的密闭结构。实用新型炉身下半部分包括配设的热风箱3，设在无炉衬的炉壳2外部的炉壁喷淋水管4、设在热风 箱3 F部的水冷封口 1、设在炉身底部的渣铁分离装置15、以及与热风箱3 配套设置的外部热风系统13和鼓风装置12，在铁液出口 16外配设以具有脱 硫和保温作用的回转式脱硫前炉14;炉身—匕半部由下向上依次包括设置的炉 气出口8、料位计7、设在上部炉身内的加料钟罩6、顶部有加料口5，在炉 气出口 8外依次连接配设有重力除尘装置9、 二级除尘及脱硫装置IO、煤气 储存装置煤1柜.U，煤气柜11与鼓风装置12间连接有问收利用煤气的管道。
权利要求1、用于熔化氧化铁含碳球团的新型冲天炉系统，其特征在于该冲天炉的炉身下半部设为热风水冷炉壁冲天炉的典型结构，其上半部采用煤气发生炉的密闭结构；其炉身下半部分包括有配设的热风箱、设在无炉衬炉壳外部的炉壁喷淋水管、设在热风箱下部的水冷风口、设在炉身底部的渣铁分离装置、以及与热风箱配套设置的外部热风系统和鼓热风装置，在铁液出口外配设有一具有脱硫和保温作用的回转式脱硫前炉；炉身上半部由下向上依次包括炉气出口、料位计、设在上部炉身内的加料钟罩、顶部有加料口，在炉气出口外依次连接配设有重力除尘装置、二级除尘及脱硫装置、煤气储存装置煤气柜，煤气柜与鼓风装置间连接有回收利用煤气的管道。
专利摘要本实用新型涉及一种用于熔化含碳球团的新型冲天炉，其炉身下半部设为热风水冷炉壁冲天炉的典型结构，上半部采用煤气发生炉的密闭结构；炉身下半部分包括配设的热风箱、设在无炉衬炉壳外部的炉壁喷淋水管、设在热风箱下部的水冷风口、设在炉身底部的渣铁分离装置、以及与热风箱配套设置的外部热风系统和鼓热风装置，在铁液出口外配设有一回转式脱硫前炉；炉身上半部包括炉气出口、料位计、设在上部炉身内的加料钟罩、顶部加料口，在炉气出口外依次配设有重力除尘装置、二级除尘及脱硫装置、煤气柜，煤气柜与鼓风装置间连接有管道。本实用新型能够免去多道工序，使得铸造铁液生产的综合能耗大大降低，降低铸造成本，减少了温室气体的排放。
文档编号C21C1/00GK201217665SQ20082007644
公开日2009年4月8日 申请日期2008年3月10日 优先权日2008年3月10日
发明者周万山, 王宇新 申请人:周万山;王宇新