【技术实现步骤摘要】
一种贫铁矿粉水煤气法生产铁粉设备及控制方法
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[0001]本专利技术涉及一种贫铁矿粉水煤气法生产铁粉设备及控制方法。
技术介绍
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[0002]3D打印零部件需要大量的铁粉。电炉炼钢需要大量的铁粉。
[0003]褐铁矿属于富铁矿，四氧化三铁含量高达80％，把褐铁矿石磨成粉末，然后用电磁铁把四氧化三铁吸出来、完成选矿。赤铁矿属于贫铁矿，氧化铁含量在30％～50％，把赤铁矿石加热到450℃、氧化铁变成四氧化三铁，把含有四氧化三铁的铁矿石磨成粉末，然后用电磁铁把四氧化三铁吸出来、完成选矿。赤铁矿属于贫铁矿，价格低廉，但选矿的成本太高。所以很多钢铁厂不愿意用贫铁矿炼铁。
技术实现思路
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[0004]贫铁矿粉水煤气还原法生产铁粉的设备。贫铁矿粉水煤气还原法生产铁粉的设备结构如下：回转窑从外到内依次是倾斜外壳、外回转管、内回转管和回转锥，倾斜外壳前端较高安装在第一个支撑架上，倾斜外壳后端较低安装在第三个支撑架上。外回转管前段和后段是生铁管，外回转管中段是泡沫铁管；或者外回管前段和后段是钢管，外回转管中段是双层带许多小孔的钢管夹碳素纤维布管，外回转管前段短后段长。外回转管前端外表面有环形轨道，对应的倾斜外壳位置装有一组相隔一百二十度角的三个滚轮，一组相隔一百二十度角的三个滚轮与外回转管前端外表面的环形轨道接触。外回转管前端与内回转管前端之间装有一个环形钢板，内回转管前端装有一个环形密封钢板，内回转管前段和后段是生铁管，内回转管中段是泡沫铁管；或者内回转管前段和后段钢管，内回转管中段是双层带许多小孔的钢管夹碳素...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种贫铁矿粉水煤气还原法生产铁粉设备，贫铁矿粉水煤气还原法生产铁粉的设备结构如下：回转窑从外到内依次是倾斜外壳(1)、外回转管(2)、内回转管(4)和回转锥(6)，外壳(1)前端较高安装在第一个支撑架(21)上，倾斜外壳(1)后端较低安装在第三个支撑架(21)上；外回转管(2)前段和后段是生铁管，外回转管(2)中段是泡沫铁管；或者外回管(2)前段和后段是钢管，外回转管(2)中段是双层带许多小孔的钢管夹碳素纤维布管，外回转管(2)前段短后段长，外回转管(2)前端外表面有环形轨道，对应的倾斜外壳(1)位置装有一组相隔一百二十度角的三个滚轮，一组相隔一百二十度角的三个滚轮与外回转管(2)前端外表面的环形轨道接触；外回转管(2)前端与内回转管(4)前端之间装有一个环形钢板，内回转管(4)前端装有一个环形密封钢板，内回转管(4)前段和后段是生铁管，内回转管(4)中段是泡沫铁管；或者内回转管(4)前段和后段是钢管，内回转管(4)中段是双层带许多小孔的钢管夹碳素纤维布管，外回转管(2)后端与内回转管(4)后端之间也装有一个环形钢板；内回转管(4)后端与空心转轴(7)前段之间装有环形钢丝网，在环形钢丝网外面内回转管(4)后端与空心转轴(7)前段之间装有数根钢辐条，空心转轴(7)是生铁管或者是钢管，空心转轴(7)前端与回转锥(6)后端固定连接，回转锥(6)是泡沫铁或者是双层带许多小孔的钢板制成；外壳(1)前端装有旋转布料器，旋转布料器由布料圆桶(10)、布料圆板(11)、布料圆板(11)边缘的布料齿轮、布料电机(12)、布料电机(12)的输出齿轮和外弯头组成，布料圆桶(10)底部的数个圆孔与下面的布料圆板(11)上的数个圆孔相适配，布料电机(12)的输出齿轮与布料圆(11)边缘的布料齿轮啮合，弯头上端与布料圆板(11)活动连接，弯头的下端通过陶瓷纤维毛毡密封圈与内回转管(4)前端的环形密钢封板活动连接，弯头固定在外壳(1)前端；外回转管(2)前端环形轨道后面有环形缺口，外回转管(2)前端环形轨道后面的环形缺口通过数十根钢筋固定连接，然后外回转管(2)前端环形轨道后面的环形缺口由倒写的
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Ω
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形钢密封圈包裹，倒写的
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形钢密封圈通过钢筋固定在外壳(1)上；旋转布料器之后倾斜外壳(1)前段上方装有铁矿粉漏斗(13)，铁矿粉漏斗(13)的漏斗管下面装有铁矿粉电动旋转泵(14)，铁矿粉电动旋转泵(14)下面的管道穿过倾斜外壳(1)顶部再与倒写的
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形钢密封圈对接；外回转管(2)后端有环形缺口，外回转管(2)后端的环形缺口通过数十根钢筋固定连接，然后外回转管(2)后端的环形缺口由
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Ω
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形钢密封圈包裹，
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形钢密封圈通过钢筋固定在倾斜外壳(1)上；倾斜外壳(1)中段底部装有海绵铁管(22)，海绵铁管(22)上端与
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Ω
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形钢密封圈对接，海绵铁管(22)是长方形管，海绵铁管(22)与海绵铁刷碎冷却器(23)入口对接，海绵铁刷碎冷却器(23)出口接到到磨粉机(24)入口，磨粉机(24)出口在倾斜的不锈钢震动水流槽(25)后端上方，不锈钢震动水流槽(25)中段底部装有电动震动器，不锈钢震动水流槽(25)前段底部是不锈钢钢丝网，不锈钢钢丝网下面有污水池，污水池上方有污水泵，污水泵的入水管伸入污水池的污水中，污水泵的出水孔在不锈钢震动水流槽(25)后端；电磁铁磁选铁粉装置(26)的结构如下：潮湿铁粉皮带输送槽(27)设置在不锈钢震动水流槽(25)旁边，不锈钢震动水流槽(25)与潮湿铁粉皮带输送槽(27)外侧各设有门框支架，门框支架顶部之间设条数对平行齿条，每一对平行齿条上设有一台齿轮小车，小车电机带动两个动力齿轮转动，齿轮小车还有两个活动齿轮，齿轮小车齿轮小车上装有的螺旋给进电机的输出齿轮与两个螺母齿轮啮合，两根螺丝向上拧入两个螺母齿轮的螺孔中，螺旋给进电机的输出齿轮和两个螺母齿轮夹在两块夹板中间，两根螺丝下端固定有一个电磁铁；潮湿铁粉皮带输送槽(27)前端接到回转式烘干机(28)上端入口；倾斜外壳(1)末端装
有灰渣管，灰渣管里装有上灰渣电动旋转碟阀(29)、灰渣冷却器(30)和下灰渣电动旋转碟阀(31)，上灰渣电动旋转碟阀(29)和下灰渣电动旋转碟阀(31)的阀门板为长方形板；外回转管(2)后段装有锥形齿圈(20)，锥形齿圈(20)与齿轮减速电机(18)转轴上装有的锥形齿轮(19)啮合，齿轮减速电机(18)固定在第二个支撑架(21)上，空心转轴(7)后端通过轴承安装在第四个支撑架(21)上；铁矿粉电动旋转泵(14)之后的外壳(1)前段顶部装有烟气管，烟气管内装有温度传感器，烟气管上依次装有锅炉(15)、吸烟风机16)和烟气脱硫器(17)；从净水池(32)接出的水管接到清水泵(33)入口，从清水泵(33)接出的水管接到电动调节水阀(34)的入口，从电动调节水阀(34)接出的水管接到锅炉(15)的水加热管入口，从锅炉(15)水加热管接出的水蒸汽管接到水蒸汽单向阀(35)入口，从水蒸汽单向阀(35)接出的水蒸汽管接到水蒸汽储汽罐(36)顶部，水蒸汽储汽罐(36)顶部装有水蒸汽压力继电器，从水蒸汽储汽罐(36)顶部接出来的水蒸汽管接到电动调节汽阀(37)入口，从电动调节汽阀(37)接出的水蒸汽管接到助燃气管(9)上，助燃气管(9)前端通过有机硅橡胶密封圈与空心转轴(7)后端活动连接；烟气脱硫器(17)由石灰水池、海绵、钢筋网和毛细管组成，钢筋网把海绵压在石灰水池水面，烟气管划分为数十根毛细管穿过海绵；从空气压缩机(38)接出的气管接到压缩空气单向阀(39)入口，从压缩空气单向阀(39)接出的气管接到压缩空气储汽罐(40)顶部，压缩空气储汽罐(40)顶部装有压缩空气压力继电器，从压缩空气储汽罐(40)顶部接出来的气管接到电动调节气阀(41)入口，从电动调节气阀(41)接出的气管接到助燃气管(9)上；外壳(1)后端装有液化石油气点火器和柴油喷嘴；其特征在于：所述外回转管(2)与所述内回转管(4)之间之间装有数十条倾斜铁矿粉加热管(3)，数十条倾斜铁矿粉加热管(3)前端穿过所述外回转管(2)的前端与所述内回转管(4)前端之间装有的环形钢板上的数十个孔，数十条倾斜铁矿粉加热管(3)后端穿过所述外回转管(2)后端与所述内回转管(4)后端之间装有的环形钢板上的数十个孔，倾斜铁矿粉加热管(3)前后端都用密钢丝网封装；所述内回转管(4)与所述回转锥(6)、所述空心转轴(7)之间装有数十条倾斜煤粉加热管(5)，数十条倾斜煤粉加热管(5)前端穿过所述内回转管((4)前端的环形钢密封板上的数十个孔，数十条倾斜煤粉加热管(5)后端穿过所述内回转管(4)后端与所述空心转轴(7)前段之间装有的环形钢丝网上的数十个小孔，倾斜煤粉加热管(5)的前后端都用密钢丝网封装；所述外回转管(2)后面装有异重性循环流化床燃烧炉(8)，异重性循环流化床燃烧炉(8)结构如下：异重性循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管前端与所述外回转管(2)后端固定连接，异重性循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管后端外表面有环形轨道，对应的所述倾斜外壳(1)位置装有一组相隔一百二十度角的三个滚轮，一组相隔一百二十度角的三个滚轮分别异重性循环流化床燃烧炉(8)的与泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管后端外表面的环形轨道接触，异重性循环流化床燃烧炉(8)的下方和后方的所述外壳(1)上各装有一组吹风嘴，异重性循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管内有数道钢制环形锯齿挡板，钢制环形锯齿挡板之间有数十条钢制纵向挡板，异重性循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管与所述外回转管(2)连接处的所述外壳(1)位置装有环形挡风板；从鼓风机(42)接出的风管接到所述海绵铁刷碎冷却器(23)入风口，从所述海绵铁刷碎冷却器(23)出风口接出的风管接到所述灰渣冷却器(30)的入风口，从所述灰渣冷却器(30)的出风口接出的风钢接到电动调节风阀(43)的入风口，从电动调节风阀(43)的出风口接出
的两个分支风管分别接到异重型循环流化床炉(8)下方的吹风嘴入口和异重型循环流化床炉(8)后方的吹风嘴入口；所述海绵铁刷碎冷却器(23)结构如下：长方形的所述海绵铁管(22)与所述海绵铁刷碎冷却器(23)长方形管对接，所述海绵铁刷碎冷却器(23)长方形管前面板和后面板上都装有粗疏钢丝网夹细密钢丝网窗，所述海绵铁刷碎冷却器(23)长方形管后面板后面装有碳素纤维编织布袋，数对钢丝刷轮的转轴穿过所述海绵铁刷碎冷却器(23)长方形管左面板和右面板上的数个轴孔，穿过所述海绵铁刷碎冷却器(23)长方形管右面板上的数个轴孔的数对钢丝刷轮的转轴是装有数对钢丝刷齿轮，每一对钢丝刷齿轮相互啮合，每一对钢丝刷齿轮通过各自的中间齿轮与下一对钢丝刷齿轮啮合，最下端的一对钢丝刷齿轮的其中一个钢丝刷齿轮与钢丝刷电机的输出齿轮啮合；所述灰渣冷却器(30)的结构如下：竖直安装的所述灰渣冷却器(30)长方形钢管前面板上有数条竖直孔，竖直安装的所述灰渣冷却器(30)长方形钢管前后板上有数条竖直孔与竖直安装的所述灰渣冷却器(30)长方形钢管前面板上的数条竖直孔对应，竖直安装的所述灰渣冷却器(30)长方形钢管前后板上的竖直孔与竖直安装的所述灰渣冷却器(30)长方形钢管前面板上的对应的竖直孔之间装有竖直扁钢管。2.根据权利要求1所述一种贫铁矿粉水煤气还原法生产铁粉设备的控制方法，其特征在于：由于固体颗粒依靠重力向下移动，启动布料电机(12)，布料电机(12)的输出齿轮带动布料齿轮转动，从而使布料圆板(11)转动，当布料圆桶(10)底部的数个圆孔与下面的布料圆板(11)上的数个圆孔对齐时，布料圆桶(10)里的煤粉穿过对齐的布料圆桶(10)底部的数个圆孔和布料圆板(11)的数个圆孔漏到弯头里，然后进入内回转管(4)与回转锥(6)、空心转轴(7)之间的空隙里；齿轮减速电机(18)通电转动，齿轮减速电机(18)转轴上装有的锥形齿轮(19)带动外回转管(2)后段装有的锥形齿圈(20)转动，外回转铁管(2)后段装有的锥形齿圈(20)转动带动外回转管(2)、异重性循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁管或者双层带许多小孔的钢管、内回转管(4)、回转锥(6)和空心转轴(7)转动；由于固体颗粒依靠重力和转动时产生的震动能够缓慢地向下移动，使内外回转管(4)与回转锥(6)、空心转轴(7)之间的空隙里充满了煤粉；部分煤粉穿过内回转管(4)后端与空心转轴(7)前端之间装有的环形钢丝网，落到外回转管(2)后面的异重型循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管上面；把铁矿粉放入倾斜外壳(1)前段上方的铁矿粉漏斗(13)里，漏斗管下面装有的铁矿粉电动旋转泵(14)通电转动，铁矿粉漏斗(13)里的铁矿粉输送到外回转管(2)前端与内回转管(4)前端之间的空隙里，由于固体颗粒依靠重力和转动时产生的震动能够缓慢地向下移动，外回转管(2)与内回转管(4)之间的空隙里的铁矿粉缓慢地向后移动；柴油从倾斜外壳(1)后端的柴油管喷出喷到异重型循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管上面的煤粉上，倾斜外壳(1)后端装有的液化石油气点火器点火，石油液化气点火器产生的火焰将异重型循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管上面喷有柴油的煤粉点燃；鼓风机(42)吹出的风依次穿过海绵铁刷碎冷却器(23)和灰渣冷却器(30)竖直扁钢管，再经过电动调节风阀(43)后分别从异重型循环流化床燃烧炉(8)下方的吹风嘴和异重型循环流化床燃烧炉(8)后方的吹风嘴吹出，支持异重型循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管上面喷有柴油的煤粉燃烧；异重型循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管上面喷有柴油的煤粉燃烧产生一千摄氏度的热气体穿过数十条倾斜铁矿粉加热管(3)，加热外回转管
(2)与内回转管(4)之间的铁矿粉，把外回转管(2)与内回转管(4)之间后半部分装有的铁矿粉加热到七百摄氏度；异重型循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管上面喷有柴油的煤粉燃烧产生一千摄氏度的热气体穿过数十条倾斜煤粉加热管(5)，加热内回转管(4)与泡沫回转锥(6)、空心转轴(7)之间装有的煤粉，把内回转管(4)后段与回转锥(6)、空心转轴(7)之间装有的煤粉加热到七百摄氏度、变成赤红色的煤粉，然后停止喷射柴油和液化石油气；在倾斜外壳(1)前段上方高温烟气穿过烟气管上锅炉(15)的热通道后被吸烟风机(16)吸出，然后通过脱硫器(17)脱除二氧化硫后排向空中；启动清水泵(33)，清水泵(33)从净水池(32)抽出水后经过电动调节水阀(34)进入锅炉(15)的水加热管，锅炉(15)产生的水蒸汽经过水蒸汽单向阀(35)进入水蒸汽储汽罐(36)，电脑控制仪根据水蒸汽储汽罐(36)上装有的水蒸汽压力传感器传的数据来控制电动调节水阀(35)，从水蒸汽储汽罐(36)出来的水蒸气经过电动调节汽阀(37)进入助燃气管(9)；空气压缩机(38)产生的压缩空气经过单向阀(39)进入压缩空气储汽罐(40)，电脑控制仪根据压缩空气储汽罐(40)上装有的压缩空气压力传感器传的数据来控制空气压缩机(38)，从压缩空气储汽罐(40)出来的压缩空气经过电动调节器阀(41)进入助燃气管(9)，水蒸汽与压缩空气的混合气体从助燃气管(9)进入空心转轴(7)，被异重型循环流化床燃烧炉(8)的泡沫铁回转管或者双层带许多小孔的钢管上面喷有柴油的煤粉燃烧产生一千摄氏度的热气体加热到七百摄氏度，水蒸汽与压缩空气的混合气体从空心转轴(7)进入回转锥(6)，然后穿过回转锥(6)，由于热气体是向上移动的，七百摄氏度的水蒸汽与压缩空气的混合气体与内回转管(4)中段与回转锥(6)之间顶部七百摄氏度的赤红色的煤粉发生化学反应，水蒸汽与七百摄氏度的煤粉发生吸热化学反应生成氢气和一氧化碳，压缩空气中的氧气与七百摄氏度的赤热煤粉发生放热的闷烧化学反应生成一氧化碳，由于内回转管(4)和回转锥(6)是转动的，七百摄氏度的水蒸汽与压缩空气的混合气体能够与内回转管(4)中段与回转锥(6)之间装有的所有顶部七百摄氏度的赤红色的煤粉发生化学反应；由于热气体是向上移动的，氢气和一氧化碳穿过内回转管(4)顶部后，氢气和一氧化碳与外回转管(2)和内回转管(4)之间顶部装有的七百摄氏度赤热的铁矿粉发生放热化学反应生成海绵铁、水蒸汽和二氧化碳；由于内回转管(4)和外回转管(2)是转动的，氢气和一氧化碳穿过内回转管(4)后，氢气和一氧化碳能够与外回转管(2)和内回转管(4)之间装有的所有七百摄氏度赤热的铁矿粉发生放热化学反应生成海绵铁、水蒸汽和二氧化碳；水蒸汽和二氧化碳气体穿过把外回转管(2)顶部到达倾斜外壳(1)顶部与外回转管(2)之间的空间，然后与从倾斜铁矿粉加热管(3)和倾斜煤粉加热管(5)出来的高温烟气在外壳(1)前段顶部汇合在一起穿过烟气管上锅炉(15)的热通道后被吸烟风机(16)吸出，然后通过脱硫器(17)脱除二氧化硫后排向空中；外回转管(2)后端与内回转管(4)后端之间的海绵铁向下穿过海绵铁管(22)进入海绵铁刷碎冷却器(23)，启动钢丝刷电机，钢丝刷电机的输出齿轮带动最下端的一对钢丝刷齿轮的其中一个钢丝刷齿轮转动，该钢丝刷齿轮直接带动或者通过中间齿轮带动其他钢丝刷齿轮向内转动，将进入海绵铁刷碎冷却器(23)的海绵铁向下刷碎，鼓风机(42)吹出的风穿过海绵铁刷碎冷却器(23)长方形管前面板上装有的粗疏钢丝网夹细密钢丝网窗进入海绵铁刷碎冷却器(23)，冷却海绵铁刷碎冷却器(23)内刷碎的海绵铁，然后穿过海绵铁刷碎冷却器(23)长方形管后面板上装有的粗疏钢丝网夹细密钢丝网窗进入海绵铁刷碎冷却器(23)的碳素纤维编织布袋，除去空气中的尘埃；从海绵铁刷碎冷却器(23)的碳素纤维编织布袋出
来纯净的风进入灰渣冷却器(30)的竖直扁钢管，从灰渣冷却器(30)出来的风进入电动调节风阀(43)，从电动调节风阀(43)出来的风进入两个分支风管后进入异重型循环流化床炉(8)下方的吹风嘴和异重型循环流化床炉(8)后方的吹风嘴；从海绵铁刷碎冷却器(23)出来的颗粒进入磨粉机(24)被磨成粉末，从磨粉机(24)含有铁粉的粉末落入倾斜的不锈钢震动水流槽(25)后端，污水泵从污水池抽取污水，从污水泵出来的污水流入不锈钢震动水流槽(25)，然后顺着水流倾斜的不锈钢震动水流槽(25)向下滑动，某一台电磁铁磁选铁粉装置(26)的小车电机正转动带动车轮小车向不锈钢震动水流槽(25)移动，车轮小车撞到不锈钢震动水流槽(25)上方的行程开关后，小车电机停止正转动；螺旋给进电机的输出齿轮反转动带动两个螺母齿轮正转动，两根螺丝带动电磁铁磁向下移动，电磁铁上的行程开关的触杆触碰到不锈钢震动水流槽(25)时，螺...
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