專利名稱：用于熔化氧化鐵含碳球團的新型沖天爐系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于鑄造、鑄鐵熔煉技術領域，其具體涉及一種用于熔化含 碳球團的新型沖大爐。
技術背景在我國國內鐵礦石多為低品位的貧礦，且小鐵礦數量大，需要先加工成 鐵礦精粉并經燒結成球團之后才能供高爐煉鐵使用。而目前的高爐及燒結設 備體積龐大、占地面積大、造價高、能耗高；特別是高爐在生產鑄造生鐵或 球鐵生鐵時，生產率會降低，能耗和生產成本進-歩提高。長久以來，我國 鑄造行業消耗的大量鐵液，是靠購買和使用高爐鑄造生鐵錠再經沖天爐或電 爐進行一次熔化獲得；為此，高爐鐵i使通常需要先經過鑄錠后，再運到鑄造 .乍間(—D》經沖天爐或電爐重新熔化才能用于鑄鐵件的生產，不僅增加能 耗和成本，還會使鐵液在沖天爐二次熔化過程中增硫和W合金元素燒損而降 低硅、錳含量；即使采用i:1前較先進的短流程化鐵工藝一--直接將高爐鐵液 經過長距離運輸到鑄造車間(工廠)再經電爐升溫、調整成分后用于鑄鐵件 的生產，也會因鐵液運輸過程中溫度損失較多而使低溫鐵液大量生成氧化渣 造成合金元素硅、錳損耗加大，以及升溫精煉能耗加大。上述幾個過程均能 耗高、污染大，fj前國內高爐生鐵生產的能耗水平約為770kg標準煤/噸鐵液， 鑄鐵二次熔煉的能耗約為110 200 kg標準煤/噸鐵液，二者合計使得高溫鑄 造鐵液生產的綜合能耗超過800 900 kg標準煤/噸鐵液，使現有國內鑄造行 業成為能耗高、污染高、成本高的行業。H前'M內外先進的熔融化鐵技術， 雖然能夠將利用4:焦煤直接將天然礦、球團礦、燒結礦轉化成海綿鐵再熔煉成鐵液，何是設備復雜、投資高。本項H專利權人自上世紀九十年代以來，對氧化鐵含煤免燒球團進行了 試驗研究，隨后申請/《沖大爐用含鐵氧化物球團及其制取工藝》發明專利(ZL94 1 44629.6)，并先后在國內多個鑄造企業該技術進行了工業化生產 實驗，在不改動l1、業原有沖:Ac爐設備和產品特忭的情況F，共生產了-'萬多噸合格鑄鐵件產品，鑄件材質包括r灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵等。但問時也發現在使用t二1前的普通沖天爐(例如大型熱風水冷沖天爐)直接熔化氧化鐵含煤球團牛.產鑄造鐵液時，盡管也能夠降低鑄造鐵液的牛產成本，但 是，卻也存在含碳球團在爐內發生"直接還原"過程中所產生的大量煤氣不 能充分得到有效利用，以及出鐵的鐵液含硫量偏高等不足，亟待加以改進。 實用新型內容本實用新型的H的就在于采用--種新型沖天爐能夠將爭〔化鐵含煤球團直 接化鐵，lt.不僅能夠充分利用境內低品位的小鐵礦資源以及回收利用大咽鋼 鐵企業的氧化鐵廢料，還免去r球團燒結、高爐煉鐵、鑄錠以及鑄造^間二 次熔化生鐵錠等丄序，還可完全回收含煤球團還原時產生的煤氣并加以綜合 利用，使得鑄造鐵液牛產的綜合能耗大大降低，并減少了合金元素的燒損，從而明顯降低—/鑄造成本，還減少了溫室氣體(x)』勺排放，減輕/環境壓力，有利于建立節能型、環境友好型的新型鑄造工業，實現我國鑄造業的可持續 發展。本實用新型的技術方案為用于直接熔化氧化鐵含碳球團的新型沖天爐系統，該沖天爐的爐身下,部設為熱風水冷爐壁沖x爐的典型結構，t,-部釆用煤z (發牛爐的密閉結構其爐身下半部分包括有配設的熱風箱、設在無爐襯爐殼外部的爐壁噴淋水鈐、設在熱風箱下部的水冷風i..—I、設在爐身底部 的渣鐵分離裝靑、以及與熱風箱配套設覽的外部熱風系統和鼓熱風裝置，在鐵液出口外配設有-具有脫硫和保溫作用的回轉式脫硫前爐；爐身上半部由 下向上依次包括爐氣出口、料位計、設在上部爐身內的加料鐘罩、頂部為加 料U，在爐氣H',L)外依次連接配設有重力除塵裝置、二級除塵及脫硫裝置、 煤氣儲存裝置煤7—-〖柜，煤氣柜與鼓風裝置間連接有回收利用煤氣的管道。本實用新型山f沖人爐的頂部結構釆用煤'i發t爐的密W結構，爐頂的爐氣rt要含有大量煤氣，其來源為含煤球團發牛:"直接還原"反應過程的產物為煤 氣)為正壓，I—到此鼓風壓力略有提高。其通過專用管道系統進行熱交換降溫 和凈化處理后輸送到煤氣儲存裝置，能作為廠內部分爐窯和烘烤裝置的能源。爐前附設--'脫硫裝置，對鐵液脫硫處理后的鐵液溫度仍高于1450 1520°C，可f'《接川于灰鑄鐵件和可鍛鑄鐵件的澆注，以及球墨鑄鐵的球化處理等。本實用新^冇益效果為用沖天爐直接熔化鐵精粉含碳球團，來生產鑄 造鐵液，因為沖滅爐只提供熱量，不負責提供還原性氣氛，焦炭(或其他燃 料)的燃燒比較高，單位重量焦炭的發熱值大大提高，因此層焦耗不到高爐的，，卜'i收的球團煤氣還nr以用于鑄造車間(u )的各種加熱爐窯及烘千、烘烤裝置；本沖天爐的休積只有相同化鐵量高爐的1/4，這樣一來，設 備投資和能耗都明顯降低，并使鑄造業不再依賴高爐生產的鑄造生鐵，鐵液 的成本也低T高爐鑄造生鐵，并且生產出來的〉1450 152(TC鑄造鐵液可以 直接用于鑄造生產。采用本實用新型能夠使用氧化鐵含煤球團直接熔化鑄造 鐵液，其不僅能夠充分利用境內低品位的小鐵礦資源，為國內普遍分布的低 品位小鐵礦尋找到最好的用途，還能夠大量回收利用鋼鐵企業的各種氧化鐵 廢料，利于發展循環經濟；同時，由于在鑄造生鐵鐵液的整個牛產過程中免 去了球團燒結、卨爐煉鐵、鑄錠以及鑄造車間二次熔化生鐵錠等工序，還可 完全回收含煤球團在直接還原時產牛的煤氣并加以綜合利用，使得鑄造鐵液 生產的綜合能耗大大降低(例如低于580 kg標準煤/噸合格鐵液)，并減少了合金元素的燒損，從而明顯降低了鑄造成本，另外也減少了溫室氣體C02的 排放，從而減輕了環境壓力，有利于建立節能型、環境友好型的新型鑄造工 業，實現鑄造業的可持續發展。
圖1為本實用新型結構示意圖具體實施方式
如附圖所不本實用新型的爐身下半部設為熱風水冷爐壁沖天爐的典型結 構，沖天爐的頂部結構采用煤氣發生爐的密閉結構。實用新型爐身下半部分包括配設的熱風箱3，設在無爐襯的爐殼2外部的爐壁噴淋水管4、設在熱風 箱3 F部的水冷封口 1、設在爐身底部的渣鐵分離裝置15、以及與熱風箱3 配套設置的外部熱風系統13和鼓風裝置12，在鐵液出口 16外配設以具有脫 硫和保溫作用的回轉式脫硫前爐14;爐身—匕半部由下向上依次包括設置的爐 氣出口8、料位計7、設在上部爐身內的加料鐘罩6、頂部有加料口5，在爐 氣出口 8外依次連接配設有重力除塵裝置9、 二級除塵及脫硫裝置IO、煤氣 儲存裝置煤1柜.U，煤氣柜11與鼓風裝置12間連接有問收利用煤氣的管道。
權利要求1、用于熔化氧化鐵含碳球團的新型沖天爐系統，其特征在于該沖天爐的爐身下半部設為熱風水冷爐壁沖天爐的典型結構，其上半部采用煤氣發生爐的密閉結構；其爐身下半部分包括有配設的熱風箱、設在無爐襯爐殼外部的爐壁噴淋水管、設在熱風箱下部的水冷風口、設在爐身底部的渣鐵分離裝置、以及與熱風箱配套設置的外部熱風系統和鼓熱風裝置，在鐵液出口外配設有一具有脫硫和保溫作用的回轉式脫硫前爐；爐身上半部由下向上依次包括爐氣出口、料位計、設在上部爐身內的加料鐘罩、頂部有加料口，在爐氣出口外依次連接配設有重力除塵裝置、二級除塵及脫硫裝置、煤氣儲存裝置煤氣柜，煤氣柜與鼓風裝置間連接有回收利用煤氣的管道。
專利摘要本實用新型涉及一種用于熔化含碳球團的新型沖天爐，其爐身下半部設為熱風水冷爐壁沖天爐的典型結構，上半部采用煤氣發生爐的密閉結構；爐身下半部分包括配設的熱風箱、設在無爐襯爐殼外部的爐壁噴淋水管、設在熱風箱下部的水冷風口、設在爐身底部的渣鐵分離裝置、以及與熱風箱配套設置的外部熱風系統和鼓熱風裝置，在鐵液出口外配設有一回轉式脫硫前爐；爐身上半部包括爐氣出口、料位計、設在上部爐身內的加料鐘罩、頂部加料口，在爐氣出口外依次配設有重力除塵裝置、二級除塵及脫硫裝置、煤氣柜，煤氣柜與鼓風裝置間連接有管道。本實用新型能夠免去多道工序，使得鑄造鐵液生產的綜合能耗大大降低，降低鑄造成本，減少了溫室氣體的排放。
文檔編號C21C1/00GK201217665SQ20082007644
公開日2009年4月8日 申請日期2008年3月10日 優先權日2008年3月10日
發明者周萬山, 王宇新 申請人:周萬山;王宇新