专利名称：分层炉气再燃烧还原加热炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用在难选铁矿深度还原工艺中的加热装置，同时该装置也可应用在其它铁矿的直接还原和熔融还原领域。
背景技术：
目前，我国有大量不可选、难选铁矿以及含铁共生矿资源，由于难以分选富集成可以满足炼铁高炉需要的铁精矿，而未能被开发利用。难选矿深度还原工艺是一种能够直接还原难选矿的新技术，其中的技术关键在于深度还原加热炉。该工艺要求矿石必须在还原性气氛下加热，因此燃料不能完全燃烧。目前使用的还原炉有转底炉、环形炉、隧道窑等都使用单面加热的方式，在炉膛内通过控制供风量产生还原性气氛。这种加热方式产生了两个弊端1.炉内还原性气氛直接排放造成大量的可燃性气体浪费同时造成污染。目前常用的做法是另建一座炉子将还原炉排出的还原性炉气进行再次燃烧，用空气回收部分热量用于还原炉助燃。尽管如此，这种外带空气预热炉的还原炉预热的整体热效率很低，投资偏高。2.由于还原炉采用单面加热，被加热的矿粉与煤粉的混合物传热率低，造成件热效率低，底部物体受冷炉底的影响还原效果不好。
发明内容
本发明的目的在于克服现有还原炉热效率低、设备复杂和受热不均的不足。本发明提出一种可控气体双面加热蓄热式燃烧还原炉，采用了如下技术①将通常采用的两台炉子合二为一，把燃烧空间分为上下两层，以承载矿石的托盘为界。上层燃烧室为了保证空间内的还原性气氛，控制上炉膛供氧量使燃料缺氧燃烧；下层燃烧室以上层燃烧室排出的炉气为燃料，对其进行再燃烧。②上下炉膛均采用蓄热式燃烧技术供热，通过蓄热室和换向燃烧的特性实现上炉膛可燃炉气向下炉膛的转移。本发明的有益效果是，既可以保证工艺上还原性气氛的要求，又可实现上炉膛的还原性气氛在下炉膛燃尽，以达到节能减排的目的，同时使得物料加热更为均勻。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1是本发明的原理图。图2是本发明的燃烧装置原理图。图中1.上层燃烧室，2.下层燃烧室，3.上层蓄热室，4.下层蓄热室，5.原料托盘， 6.水冷梁，7.煤气喷嘴，8.沙封装置，9.空气喷嘴，10.烧嘴砖，11.空气鼓风机，12.上层蓄热室换向阀，13.上层燃烧室引风机，14.下层蓄热室换向阀，15.下层燃烧室引风机，16.快切阀，17，空气，18，煤气。
具体实施方式
在图1中，空气从空气鼓风机(11)出来后进入上层蓄热室换向阀(12)，经过换向阀沿图中箭头方向进入上层蓄热室(3)，在上层蓄热室(3)中空气从常温加热到1100°C左右，经空气喷嘴(9)喷入上层燃烧室(1)，与煤气喷嘴(7)喷出的煤气混合进行扩散燃烧。 此时上层燃烧室(1)产生的炉气进入图中右侧的上层蓄热室(3)，经过换热，炉气从1300°C 降低到150°C左右，沿图中箭头方向进入上层蓄热室换向阀(12)，经过上层蓄热室换向阀 (12)的上层燃烧室还原性炉气经上层燃烧室引风机(13)，沿箭头方向作为燃料供给下层燃烧室O)。自空气鼓风机(11)出来的空气进入下层蓄热室换向阀(14)，经过换向阀之后沿图中箭头方向进入下层蓄热室G)，在下层蓄热室(4)中空气从常温加热到1100°C左右， 经空气喷嘴(9)喷入下层燃烧室O)，与上层燃烧室炉气混合进行扩散燃烧。此时下层燃烧室(2)产生的烟气进入图中右侧的下层蓄热室G)，经过换热，烟气从1300°C降低到150°C 左右，沿图中箭头方向进入下层蓄热室换向阀(14)，经过下层蓄热室换向阀(14)由下层燃烧室引风机(15)排出。在图2中，空气(17)进入上层蓄热室(3)，从常温被预热到1100°C左右，经过空气喷嘴(9)喷出；煤气(18)经过快切阀(16)，由烧嘴砖(10)中的煤气喷嘴(7)喷出。空气和煤气被喷出后混合进行扩散燃烧。烧嘴砖(10)在制作过程中预留出空气喷嘴(9)和煤气喷嘴(7)，使得整个燃烧装置更加紧凑。
权利要求
1.一种应用在铁矿深度还原的还原加热装置，其特征是在炉子燃烧室分为上下两层，上层燃烧室保证还原性气氛，下层燃烧室以上层燃烧室排出的炉气为燃料，对其进行再燃烧。
2.根据权利要求1所述的加热炉，其特征是燃烧系统采用蓄热式燃烧技术，将燃烧室上层未燃尽的的可燃气通过蓄热室后，排到下层燃烧室完成二次燃烧。
3.根据权利要求1所述的加热炉，其特征是为更好地保证上层燃烧室的还原性气氛， 将煤气喷嘴布置在料层上方，空气喷口布置在煤气喷嘴上方。
4.下层燃烧方式为蓄热式燃烧。
5.根据权利要求1所述的加热炉，其特征是原料托盘采用碳化硅耐高温制品，下方布置水冷梁支撑。
6.根据权利要求1所述的加热炉，其特征是上、下层燃烧室的密封采用沙封形式。
全文摘要
分层炉气再燃烧深度还原加热炉是一种应用在铁矿直接还原的加热装置。其特征是采用蓄热式燃烧技术和炉气再燃烧相结合的方式，将还原炉分上下两层设置。上层采用敞燃加热方式，控制炉内为还原性气氛，并使之达到还原工艺温度。上层未燃尽的可燃气通过上层蓄热室降温后排到下层燃烧室进行二次燃烧，实现上下双面加热。
文档编号F27B19/02GK102364280SQ20111000328
公开日2012年2月29日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者姚彤辉, 孙中强, 张卫军, 杨强大, 王敏, 靳倩, 韩跃新 申请人:东北大学, 沈阳东北大学冶金技术研究所有限公司, 沈阳东大工业炉有限公司