轉底爐和利用該轉底爐冶煉金屬礦的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工機械領域，具體而言，本發明涉及轉底爐和利用該轉底爐冶煉金屬礦的方法。
【背景技術】
[0002]轉底爐由軋鋼用的環形加熱爐演變而來。它以煤炭和熱風為基礎，不需焦炭和氧氣，具有原料適應性廣、工藝簡單靈活等優點，在處理鋼鐵廠含鋅塵泥、釩鈦磁鐵礦、紅土鎳礦、硫酸渣及其它冶金固廢資源等方面具有很大優勢。其基本工藝流程為:含鐵原料、還原劑和粘結劑按一定配比混合后制成球團，將生球團干燥后通過布料機均勻布在轉底爐爐底，爐底以一定速度旋轉運動，球團在15?60分鐘內依次經歷預熱段、還原段和冷卻段后被還原為金屬化球團或珠鐵。
[0003]轉底爐煉鐵的基本原理是通過位于爐側壁的平焰燒嘴燃燒，火焰的高溫通過輻射傳給料層表面的球團，使含碳球團中的金屬氧化物在高溫下被還原，加熱能源多采用天然氣、裂化氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣和煤制氣等，能源來源十分廣泛。但該工藝存在以下不足:
(I)以輻射傳熱為主，不能有效利用對流傳熱，造成轉底爐能量利用率低，能耗高。(2)火焰熱量靠輻射傳熱只能到達料層表面，部分熱量即使通過料層的空隙輻射也只能到達料層表面的I?2層，為保證還原效果及快速還原，只能在布料層布I?2層球團，嚴重制約了轉底爐的處理規模。(3)由于以輻射傳熱為主，含碳球團迎著火焰的一面溫度較高，還原比較充分，而背著火焰的一面溫度較低，還原度較低，導致球團的整體還原度不均勻，制約了產品質量的提升。(4)轉底爐在燒嘴燃燒過程中，必然會在噴嘴處產生強烈的氣流擾動，導致爐體內粉塵和煙塵量的加大。粉塵量的增大會堵塞燒嘴，影響燒嘴的使用壽命；_同時，在熱量回收利用方面，產生的煙塵和粉塵在換熱器上聚集，減少了換熱器的換熱效率，降低了燃燒氣體預熱溫度，進而影響燃燒溫度。
【發明內容】
[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種轉底爐和利用該轉底爐冶煉金屬礦的方法。
[0005]根據本發明的一個方面，本發明提出一種轉底爐，包括:
[0006]殼體，所述殼體形成環狀爐腔；
[0007]布料爐盤，所述布料爐盤可轉動地位于所述環狀爐腔的下部；
[0008]驅動裝置，所述驅動裝置設置在所述殼體的下方且與所述布料爐盤相連，以便驅動所述布料爐盤轉動；
[0009]多個隔墻，多個所述隔墻由所述殼體的頂壁向下伸出且與所述布料爐盤保持一定距離，多個所述隔墻將所述環狀爐腔分割為依次相鄰的進料腔室，預熱腔室、還原腔室、冷卻腔室和出料腔室，其中，每相鄰的兩個腔室的下部相連通，所述進料腔室具有進料口，所述出料腔室具有出料口；
[0010]加熱裝置，所述加熱裝置位于所述還原腔室內；
[0011]第一抽氣裝置，所述第一抽氣裝置設置在位于所述還原腔室對應的布料爐盤的下方，以便抽出還原腔室內產生的高溫煙氣；以及
[0012]第二抽氣裝置，所述第二抽氣裝置設置在位于所述預熱腔室對應的布料爐盤的下方，以便抽出預熱腔室內的低溫煙氣。
[0013]由此，上述轉底爐具有的第一和第二抽氣裝置可以將還原腔室產生的高溫煙氣和預熱腔室內的低溫煙氣通過物料從布料爐盤的底部抽出，使其在爐內的爐料中產生高溫煙氣對流傳熱，促進還原爐料的還原和預熱，實現轉底爐對輻射、對流以及傳導三種傳熱方式的綜合利用，提高了產品品質。本發明上述實施例的轉底爐提高了轉底爐的熱效率、生產規模、還原效果以及產品品質，降低了轉底爐的能耗與成本。
[0014]另外，根據本發明上述實施例的轉底爐還可以具有如下附加的技術特征:
[0015]在本發明的一些實施例中，所述第一抽氣裝置與所述預熱腔室相連通，以便將抽出的所述高溫煙氣通入所述預熱腔室內。由此可以提高熱能利用率。
[0016]在本發明的一些實施例中，所述加熱裝置為電加熱裝置。由此可有效避免燒嘴燃燒過程中在噴嘴處產生的強烈氣流擾動，保證了轉底爐還原氣氛，提高了轉底爐還原效果，降低了爐體內由于強烈氣流擾動引起的粉塵和煙塵量加大，解決了普通蓄熱式轉底爐燒嘴堵塞和熱量回收利用效果不佳等問題。
[0017]在本發明的一些實施例中，所述布料爐盤上具有多個通孔。在本發明的一些實施例中，所述布料爐盤采用透氣材料制成。由此可以便于第一和第二抽氣裝置將還原腔室和預熱腔室內的煙氣穿過物料層從布料爐盤的底部抽出。
[0018]根據本發明的第二方面，本發明還提出了一種利用前面所述轉底爐冶煉金屬礦的方法，包括:
[0019]將金屬礦與煤和粘結劑進行混合，以便得到混合物料；
[0020]將所述混合物料進行壓球，以便得到含碳球團；
[0021]啟動所述驅動裝置和加熱裝置；
[0022]從所述進料口向所述布料爐盤上進行布料；
[0023]隨著所述驅動裝置帶動所述布料爐盤的轉動，所述布料爐盤上的含碳球團依次經過進料腔室，預熱腔室、還原腔室、冷卻腔室和出料腔室，以便對金屬礦進行冶煉；
[0024]啟動所述第一抽氣裝置，使所述還原腔室產生的高溫煙氣透過含碳球團層和布料爐盤；
[0025]啟動第二抽氣裝置，使所述預熱腔室產生的低溫煙氣透過含碳球團層和布料爐盤。
[0026]另外，根據本發明上述實施例的冶煉金屬的方法還可以具有如下附加的技術特征:
[0027]由此，采用上述方法冶煉金屬礦，可以利用轉底爐具有的第一抽氣裝置將還原腔室產生的高溫煙氣抽出，使其在爐內的爐料中產生高溫煙氣對流傳熱，促進還原爐料的還原，實現轉底爐對輻射、對流以及傳導三種傳熱方式的綜合利用，提高了產品品質。本發明上述實施例的冶煉金屬礦的方法可顯著提高了轉底爐的熱效率、生產規模、還原效果以及產品品質，降低了轉底爐的能耗與成本。
[0028]在本發明的一些實施例中，將所述第一抽氣裝置抽出的所述高溫煙氣通入所述預熱腔室內，以便對所述預熱腔室對應的布料爐盤上的含碳球團進行預熱處理。由此可以提高顯熱利用率，降低能耗。
[0029]在本發明的一些實施例中，將所述第二抽氣裝置抽出的所述低溫煙對所述混合物料和/或布料前的含碳球團進行干燥處理。由此可以實現顯熱的梯級綜合利用。
[0030]在本發明的一些實施例中，所述布料厚度為2-5層。在本發明的一些實施例中，所述布料厚度20-100_。由此可以提高轉底爐的單臺處理量。
[0031]在本發明的一些實施例中，所述還原腔室內的冶煉是在溫度為1150-1300攝氏度下進行30-55分鐘完成的。由此可以進一步節省能耗。
[0032]在本發明的一些實施例中，所述金屬礦為鐵礦、冶金渣、赤泥、粉塵、紅土鎳礦等含鐵原料中的至少一種。由此可以適于各種類型金屬礦的冶煉，提高該方法的適用性。
【附圖說明】
[0033]圖1是根據本發明一個實施例的轉動爐的俯視圖。
[0034]圖2是根據本發明另一個實施例的轉動爐的結構示意圖。
[0035]圖3是根據本發明一個實施例的利用轉動爐冶煉金屬礦的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0036]下面參考圖1-2詳細描述本發明實施例的轉底爐。
[0037]根據本發明具體實施例的轉底爐包括:殼體10、布料爐盤20、驅動裝置30、多個隔墻40、加熱裝置、第一抽氣裝置50和第二抽氣裝置60。其中，殼體10形成環狀爐腔；布料爐盤20可轉動地位于環狀爐腔11的下部；驅動裝置30設置在殼體10的下方且與布料爐盤20相連，以便驅動布料爐盤轉動；多個隔墻40由殼體10的頂壁向下伸出且與布料爐盤20保持一定距離，多個隔墻40將環狀爐腔分割為依次相鄰的進料腔室11，預熱腔室12、還原腔室13、冷卻腔室14和出料腔室15，其中，每相鄰的兩個腔室的下部相連通，進料腔室11具有進料口 111，出料腔室15具有出料口 151 ;加熱裝置(未示出)位于還原腔室-13內；第一抽氣裝置50設置在位于還原腔室13對應的布料爐盤的下方，以便抽出還原腔室13內產生的高溫煙氣；第二抽氣裝置60設置在位于預熱腔室12對應的布料爐盤的下方，以便抽出預熱腔室內的低溫煙氣。
[0038]由此，上述轉底爐具有的第一和第二抽氣裝置可以將還原腔室產生的高溫煙氣和預熱腔室內的低溫煙氣通過物料從布料爐盤的底部抽出，使其在爐內的爐料中產生高溫煙氣對流傳熱，促進還原爐料的還原和預熱，實現轉底爐對輻射、對流以及傳導三種傳熱方式的綜合利用，提高了產品品質。本發明上述實施例的轉底爐提高了轉底爐的熱效率、生產規模、還原效果以及產品品質，降低了轉底爐的能耗與成本。
[0039]根據本發明的具體實施例，多個隔墻40將環狀爐腔分割為依次相鄰的進料腔室11，預熱腔室12、還原腔室13