一种流化还原炉的还原性气体吹入装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种向流化还原炉内供给还原性气体的装置，更具体地涉及在铁水制造设备的流化还原炉中抑制熔融碱金属氯化物的附着的流化还原炉的还原性气体吹入装置。
【背景技术】
[0002]FINEX铁水制造设备主要由用于还原铁矿石的流化还原炉以及内部具有煤炭填充层且熔融被供给的还原铁矿石的熔融炉构成。熔融炉内由于煤炭燃烧产生具有较强还原能力的以一氧化碳CO和氢气H2为主要成分的气体，所以将该气体作为还原性气体供给到流化还原炉。
[0003]该FINEX工艺仅对最初采矿的普通煤和铁矿石进行粒度分离处理后就加以使用，与作为现有炼铁方法的高炉法相比，具有燃料成本低且环境污染少的优点。
[0004]图1是常规FINEX铁水制造设备的示意图，由于熔融炉10的上部为约1000°C以上的高温作业区，所以装入的煤炭通过热分解等产生大量的粉尘。熔融炉10的还原性气体的90%以上在热旋风分离器45中被捕集，之后再次被投入到熔融炉10内，但是没有被捕集到的粉尘流入流化还原炉21、22、23中。流入所述流化还原炉21、22、23的还原性气体中含有粉尘，粉尘包括煤炭热分解残留物和微小颗粒的还原铁及碱金属氯化物等。
[0005]高温还原性气体经过安装在流化还原炉21、22、23上的分散板26流向流化床27 (参照图2)。所述分散板26上以一定间距安装有数百个可供气体通过的喷嘴51，使还原性气体均匀地分散到流化床27中。但是，在含有粉尘的还原性气体通过喷嘴51的过程中，还原性气体中存在的液态或者气态的碱金属氯化物等会腐蚀喷嘴表面使其变得粗糙，从而使异物容易附着在喷嘴表面上。
[0006]此外，由于碱金属氯化物在高温下以液态存在且具有粘性，因此异物容易附着于喷嘴表面。附着在所述喷嘴51表面的异物随着作业的进行会逐渐变大，最坏的情况可以导致喷嘴堵塞。如果喷嘴51发生部分堵塞，则还原性气体的流动集中于部分区域，而没有还原性气体供给的区域会发生还原矿累积的现象，最终形成停滞层。此时，通过安装差压表28来判断分散板26的通道29是否堵塞(参照图2)，所述差压表28用于检测流化还原炉21、22,23的上下侧的压力差。
[0007]如果流化还原炉21、22、23不能边对铁矿石进行流化处理边还原铁矿石，则需要停止流化还原炉21、22、23的作业，并更换附着有异物的喷嘴，具有诸多不便。此外，为了防止碱金属氯化物以液态形式附着在喷嘴上，在将流化还原炉21、22、23的温度维持在低于碱金属氯化物的熔点时，则存在矿石还原率下降的问题。
【发明内容】
[0008]本发明通过抑制导致流化还原炉的分散板的喷嘴堵塞的具有高可粘性的熔融碱金属氯化物附着在喷嘴表面上，使流化还原炉的作业稳定地进行。
[0009]此外，本发明还提供一种流化还原炉的还原性气体吹入装置，其通过升高投入到流化还原炉的还原性气体的温度来提高矿石的还原率，从而降低燃料成本。
[0010]本发明一实施例涉及的流化还原炉的还原性气体吹入装置用于向流化床供给还原性气体，所述流化床形成于具有通道的分散板的上部，所述还原性气体吹入装置包括:凸缘，其安装于所述分散板的上面且具有与所述通道连通的孔；以及喷嘴，其由石墨(graphite)材料制成，其一端与所述凸缘连接，另一端紧密地安装在所述通道上，从而引导还原性气体进入所述流化床。
[0011]此外，所述凸缘与所述喷嘴可以通过螺丝结合，所述喷嘴可以为在还原性气体的流入方向半径逐渐变小的锥体形状。
[0012]所述喷嘴的锥体角度可以小于或等于90度。所述喷嘴的内部可插设有铁芯。
[0013]所述凸缘的下端突出地形成有保护坎，从而使所述凸缘紧密地安装在所述通道上。
[0014]此外，本发明另一实施例涉及的流化还原炉的还原性气体吹入装置用于向流化床供给还原性气体，所述流化床形成于具有通道的分散板的上部，所述还原性气体吹入装置包括:凸缘，其安装于所述分散板的上面且具有与所述通道连通的孔；外部喷嘴，其与所述凸缘一体形成，且具有锥体形状，从而使其与所述通道紧密地结合；以及内部喷嘴，其由石墨(graphite)材料制成，并安装于所述外部喷嘴的内周面上，从而引导还原性气体进入所述流化床。
[0015]根据本发明，可通过抑制还原性气体中含有的熔融碱金属氯化物附着在还原炉的分散板的喷嘴表面，使流化还原炉的作业稳定且持久地进行。
[0016]此外，通过升高还原性气体的温度来提高矿石的还原率，从而可降低燃料成本。
【附图说明】
[0017]图1是具有常规的流化还原炉的铁水制造设备的示意图。
[0018]图2是本发明实施例涉及的流化还原炉的放大图。
[0019]图3和图4是本发明第一实施例涉及的喷嘴的放大图。
[0020]图5是本发明第二实施例涉及的喷嘴的放大图。
[0021]图6是本发明实施例涉及的凸缘的俯视图。
[0022]图7是显示本发明第一实施例涉及的凸缘和喷嘴安装在分散板上的状态的截面图。
【具体实施方式】
[0023]以下参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以使本技术领域的技术人员能够容易实施本发明。本发明可以各种不同形态实现，本发明的保护范围不限于在此说明的实施例。为了清楚地说明本发明，从附图中省去了与说明无关的部分，在通篇说明书中，对于相似部分使用了相似的附图标记。
[0024]首先，图1是具有常规的流化还原炉的铁水制造设备的示意图，图2是本发明实施例涉及的流化还原炉21、22、23中任意一个的放大图。图3至图5是本发明实施例涉及的喷嘴的放大图。
[0025]参照图1，FINEX铁水制造设备包括熔融炉10和多级流化还原炉21、22、23。流化还原炉21、22、23可以由预热炉21、预还原炉22及最终还原炉23的3级构成。最终还原炉23与熔融炉10连接，熔融炉10内部形成有煤炭填充层。
[0026]铁矿石粉沿着第一至第四矿石导管31、32、33、34从预热炉21、预还原炉22、最终还原炉23及熔融炉10依次移动。而且，熔融炉10的还原性气体经过热旋风分离器45之后，沿着第一至第四气体导管41、42、43、44依次通过最终还原炉23、预还原炉22及预热炉21排向制造设备外部。
[0027]此时，所述铁矿石粉通过第一矿石导管31进入预热炉21，而且通过由第三气体导管43供给的还原性气体，在预热炉21内的分散板50的上部形成流化床27并进行预热。然后，铁矿石粉通过第二矿石导管32进入预还原炉22，而且通过由第二气体导管42供给的还原性气体，在预还原炉22内部的分散板50的上部形成流化床27并进行预还原。
[0028]所述预还原的铁矿石粉通过第三矿石导管33进入最终还原炉23，而且通过由第一气体导管41供给的还原性气体，在最终还原炉23内部的分散板50的上部形成流化床27并进行最终还原。所述最终还原的还原矿通过第四矿石导管34进入熔融炉10，而且在煤炭填充层进行熔融并转换成铁水。此时，预热炉21内部的还原性气体通过第四气体导管44排向设备外部。
[0029]参照图2，铁矿石粉流化床27位于由耐火砖构成的所述分散板26的上面。所述分散板26上以一定间距形成有数百个用于吹入还原性气体的喷嘴51，从而使通过气体导管41、42、43流入的还原性气体均匀