一種用于冶煉的隧道窯的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種冶金設備，尤其是一種用于冶金爐料塊前處理的隧道窯。
【背景技術】
[0002]目前，傳統的隧道窯對密封要求不嚴，特別在窯車進、出隧道窯的時間階段，隧道窯是全部敞開的，隧道窯加工的產品都要進行冷卻才能出窯，而且設置有極為復雜的風道(或火道)，由此現有隧道窯存在的主要問題是能耗高、成本高，同時現有的隧道窯需要設置冷卻帶，單窯的生產能力低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種用于冶煉的隧道窯，用該設備將爐料坯塊干燥、預熱和焙燒便于后續金屬的熔煉，實現節能減排，同時提高生產效率。
[0004]本發明提供了一種用于冶煉的隧道窯，包括窯體、設置在窯內的軌道、以及設置在軌道上的窯車，其特征在于:該隧道窯沿窯體長度方向包括干燥段、預熱段和焙燒段，所述焙燒段的側壁設有開口，與熔煉爐連通，用于將焙燒的爐料卸入熔煉爐。窯體的形狀為直線型或曲線形，相應的軌道也為直線型或曲線形。
[0005]進一步的是，在隧道窯的干燥段設置有哈風口，該哈風口與引風機相連，引風機進行拉風，使隧道窯內的爐氣從窯尾向窯頭流動，并實現窯內為負壓環境。負壓操作能有效的防止爐氣的跑、冒現象，便于廢氣污染處理、環境友好；負壓操作，安全性好；負壓操作還便于窯體和設備維修。負壓操作即控制窯內壓力低于大氣壓，例如根據情況可將窯內外的壓差控制在10_2000Pa。
[0006]隧道窯的窯頭還設有密封裝置，該密封裝置包括相對平行設置的兩道密封門，實現窯內操作的全程全天候密封，因此更易實現對窯內氣氛的控制。密封段的溫度為常溫。
[0007]隧道窯設置有與動力機構相連的活動車底，作為窯頭密封裝置的組成部分，并用于將窯車推進窯內。動力機構選自液壓頂、步進機等類似裝置。
[0008]焙燒段的側壁設有開口，與熔煉爐連通，用于將焙燒的爐料直接卸入熔煉爐；從而能夠全部利用冶煉爐高溫爐氣的顯熱，熔煉爐不再需要余熱發電和其他余熱利用系統。
[0009]為了使得進入干燥、預熱和焙燒隧道窯的含C0爐氣充分燃燒，在干燥、預熱和焙燒隧道窯的焙燒段設置了二次風噴吹系統。吹入的二次風使熔煉爐的含有一定濃度C0的爐氣在窯內完全燃燒，實現窯內為氧化氣氛。在焙燒過程中，爐內雖然處于氧化氣氛，但是，爐料塊內部卻始終保持強烈的還原氣氛，使得爐料中的金屬氧化物，例如鐵的氧化物價位降低和少量的金屬鐵被還原出來(被固定在爐料塊中)，為熔煉爐的還原冶煉當了先行。理想的還原程度，金屬化率可接近100%，使得爐料的冶煉性能極佳。
[0010]在所述焙燒段的側壁的前述開口的相對位置安裝有高溫卸料裝置，當爐料達到預定位置時，不經冷卻，即通過高溫卸料裝置將其卸入冶煉爐中。
[0011]所述隧道窯的尾部還設有窯車的冷卻段，該冷卻段與焙燒段通過窯尾密封裝置隔斷，而不設坯塊的冷卻段。窯車冷卻可通過自然冷卻或在隧道窯的尾部強制冷卻系統實現冷卻。爐料經干燥、預熱和焙燒后直接入熔煉爐，有效利用了爐料本身的顯熱，不要將爐料冷卻后再入爐，沒有這個過程的熱損失。現有技術一般都需要在燒成后對坯塊進行冷卻，本發明不設冷卻段，能夠大幅減少能耗。
[0012]由于窯頭、窯尾均設置密封裝置，窯道始終處于嚴格的密封狀態，這不同于任何隧道窯。
[0013]根據隧道窯的熱工過程，爐料塊在干燥段的溫度為常溫~80°C，在預熱段的溫度為80-600 0C，在焙燒段的溫度為600~1200°C。
[0014]所述隧道窯內設置有加熱管道，該加熱管道利用窯內的爐氣熱量與通過所述管道通入的氣體進行熱交換，經熱交換后被加熱的氣體用于熔煉爐的噴吹。經熱交換后隧道窯排放的廢氣溫度為30?70°C，系統的熱損失很小，且對環境基本上不產生熱污染。
[0015]所述窯體的窯頭部分為鋼結構，其余部分的墻體為耐火磚砌筑，窯的中間部分和窯車冷卻段的窯頂為陶瓷纖維棉吊頂，焙燒段的窯頂為耐火磚砌筑。在窯體的下部設有砂封溝，窯車上設有與砂封溝匹配的砂封刀。
[0016]窯體長度為50~150米，窯體的寬度為2~12米，窯體的高度為1~7米。
[0017]本發明的隧道窯適用于多種金屬原料的預處理，優選鐵的氧化物。冶煉的鐵的氧化物可以使用含鐵品位大于55% (質量百分比)的鐵精粉，其配加一定的燃料、添加劑形成爐料塊，燃料可選擇例如焦炭、煙煤、無煙煤。爐料的溫度達到500°C以上時發生自燃，產生大量的熱量，用以提高爐料本身的溫度和補充預熱、干燥所需熱量。自燃時間越長，還原反應越充分，環境溫度越高(爐料所處的環境)，自燃的趨勢越強。
[0018]本發明中的干燥、預熱和焙燒步驟，使用隧道窯來完成。窯車裝載爐料塊進入隧道窯，在隧道窯內完成干燥、預熱和焙燒后，將爐料塊卸到熔煉爐。具體來說:
干燥:干燥的目的是去除爐料塊中的重力水，溫度范圍為低于80°C。
[0019]預熱:預熱的目的是提高爐料塊的溫度，并去除物料中的毛細水和結晶水。溫度范圍為80?600°C。通過干燥，爐料塊已經形成表面強度，預熱步驟的操作比較容易。
[0020]焙燒:焙燒的主要目的是更進一步提高爐料塊的溫度，焙燒的溫度范圍為600?1200°C。焙燒過程是爐料塊自燃和爐料塊被炙熱爐氣加熱的過程，隨著溫度越來越高，燃燒的趨勢越來越強；隨著自燃的時間越來越長，燃燒也越來越旺。
[0021]爐料塊的自燃，為本發明中爐料的一次燃燒，一次燃燒產生一定的熱量，同時會有少量的鐵的氧化物被還原。這個還原可能是使鐵的價位降低，或是少量的金屬鐵被還原出來，但是被固化在爐料塊中。
[0022]焙燒是在高溫條件下進行，爐料塊中儲備大量的碳，無論是氧氣還是二氧化碳氣體擴散進入爐料塊，都將發生燃燒和產生一氧化碳還原氣體來還原鐵的氧化物。
[0023]上述在隧道窯中完成的干燥、預熱和焙燒步驟中，爐料塊之間不產生相對運動，幾乎不產生粉塵，從而減少了廢氣(排出的爐氣)處理的負荷，環境友好。預熱、焙燒可采用爐料塊自燃進行加熱。炙熱的爐料塊被卸入熔煉爐，大大地減少了熔煉爐的熱負荷，使熔煉爐的熔煉變得輕松，從而提高了熔煉爐的產能。
[0024]本發明在爐料制備步驟之后，依次進行干燥、預熱和焙燒步驟，這是非常重要和很好的熱工過程。干燥、預熱和焙燒主要是利用熔