【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热工设备领域，尤其是涉及到一种用于金属铁还原的新型气基竖炉。
技术介绍
1、在金属铁还原生产过程中目前常用的方法是隧道窑法和回转窑法。隧道窑法因技术含量低，适合于小规模生产，投资小，符合小型企业投资需要，虽然在我国得到了迅速的发展，但隧道窑法单机产能小，能耗高，污染严重，产品质量差（主要表现为tfe低，sio2含量高），从国民经济发展节能减排、保护环境的基本原则出发，隧道窑生产炼钢用直接还原铁不可能成为我国直接还原发展的方向。解决隧道窑能耗、环保问题是隧道窑法生存和发展的重大课题。而回转窑法对原燃料的要求苛刻，单位产能投资高，运行费用高，生产运行的稳定难度大，难以实现自动化生产，规模难以扩大，难以成为我国dri发展的主体工艺。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服现有技术存在的上述问题而为市场提供的一种结构合理、运行稳定、节能减排、外形美观、节省用地、高产优质的用于金属铁还原的新型气基竖炉。
2、本专利技术的技术方案是：它包括基座、支架、主承重梁、炉体、料罐、加热装置、排废装置、装料装置、卸料装置和冷却装置等等，所述炉体是由金属框架、炉墙和炉底构成，通过主承重梁固定安装在支架上。所述料罐置于竖直炉体的炉膛内，并在料罐四周窑墙内设置若干个烟道，每个烟道均设置闸板阀，其余全部用莫来石砌筑堵塞，料罐底部中间位置为横穿中部的锥形体，两侧为出料圆孔，顶部设置进料口，在料罐底部炉体外设环形供气管，通过支管与料罐相通。所述加热装置是经天然气旁路系统处理之后，通
3、进一步的，所述炉体的炉墙和炉底是由jm-26莫来石砖、高铝棉毯、硅酸铝棉毯、普通棉毯、钢板由内向外砌筑而成。
4、进一步的，所述料罐呈圆筒状，料罐底部中间位置为纵贯整个底部的“人”字形结构，两侧为半圆状漏斗结构，在料罐上半部分对应侧上下错位设置了下料挡料板。
5、进一步的，所述气动变频阀门的叶轮呈螺旋状。
6、进一步的，所述热风箱（8）是由里层和外层组成，中间是隔热挡板，底部与料罐隔开，形成一个密闭的空间，防止热能流失。
7、进一步的，在竖炉外围钢构与外胆之间设计了3层平台结构，平台底部为12#槽钢，平台上铺3mm花纹板；第一层平台结构用于操作调节烧嘴、加入氢气、测温测压、调节烟道闸板阀等；第二层平台结构用于收集烟气、废气、测温测压，控制变频气动阀门进料速度；第三层平台结构为进料平台，与斗提机相连，方便斗提机物料进入炉顶装料料仓（7）。
8、进一步的，在炉体（5）右侧右下角，设计了折叠式楼梯，楼梯倾角63°。
9、进一步的，在炉体右侧右上角，设计了斗提机支架和料斗。
10、本专利技术的有益效果是：（1）由于进料和出料均采用了独特的气动变频阀门，通过变频调速，可调节球团矿入炉和出料时间。根据球团矿的还原效果，最终确定最佳进出料时间。同时，由于变频气动装置的叶轮呈螺旋状，球团矿从叶轮上部进入，翻转一周后，物料被叶轮带到下面，自动坠落到料罐中进行还原。由于球团矿源源不断的进入，加上叶轮的阻挡作用，料罐中的热量很难穿透料层和叶轮，防止了料罐的热量流失。底部设置两道变频气动装置的作用是，通过均匀的搅动，球团矿容易落下。同时，由于叶轮的阻挡作用，外面的空气很难进入里面，出料裤衩和卸料料仓形成“无氧区”，避免了球团矿的二次氧化。
11、（2）在料罐中采用了独特的下料挡料板结构，能够有效防止球团坠落破碎、粉化，防止球团摔破并粉化，保证产品质量，利于还原。由于球团矿经变频气动装置的搅拌作用，从上面的螺旋搅动，翻转至下面，垂直向料罐中坠落。由于物料自重和坠落高度等原因，球团矿下坠后，易破碎，易粉化。为了延缓球团矿下降速度，根据物料落点和堆积点之间的有效距离，均匀设置挡料板。每一层挡料板为上下错位，方便物料下落。同时，当第一层挡料板为东西向时，第二层挡料板为南北向，以下依次类推，这样做的好处是，方便热气流从挡料板之间间隙向上流动。物料经挡料板多次循环转折，最终堆集到料罐底部，能有效保证球团矿的完整性。
12、（3）由于在装料料仓和料罐之间采用了独特的热风箱结构，该热风箱由里层和外层组成，中间是隔热挡板，底部与料罐隔开，形成一个密闭的空间，防止热能流失。该热风箱的热能来自于料罐中的部分余热，能有效对装料料仓中的球团矿进行预加热。
13、（4）由于采用了侧壁交错和底面同时加热的独特加热方式，烧嘴不但在料罐两侧上下错位布置均匀加热，而且在料罐底部设置独特的加热装置，保证料罐中的球团矿四周和底部温度受热均衡，待球团矿温度达到特定的温度之后，从料罐四周注入氢气，氢气和炽热的球团矿发生物理化学反应，球团矿中的铁被析出，形成金属铁。
14、（5）由于采用了独特的料罐结构，料罐是还原竖炉的主体，呈圆筒状，料罐底部中间位置为纵贯整个底部的“人”字形结构，两侧为半圆状漏斗结构，即料罐底部没有一个角落是平的，使料罐中的物料下落过程中不堆集，易通过。
15、（6）由于采用了独特的裤衩结构，有利于物料自料罐顺利排出至卸料料仓。料罐与卸料料仓之间，设置了独具特色的裤衩结构，料罐中还原好的球团矿顺着两侧出料管下落，再集中进入卸料料仓，外观呈“y”字形，宛如一个倒立的裤衩。
16、（7）由于采用了水冷和气冷双重冷却装置，使物料能够在短时间内快速冷却。在裤衩四周设置水箱，冷水从一侧进入水箱，然后从另一侧流出，即“高进低出”。冷水经水箱的置换后，变成热水流出，既冷却了裤衩里的高温球团矿，又能供洗澡和供暖用，是一种热能综合利用的有效措施。在卸料料仓四周设置环形氮气注入装置，向卸料料仓中注入一定量的氮气，让球团矿冷却。
17、下面结合附图对本专利技术作进一步描述。
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1.一种用于金属铁还原的新型气基竖炉，它包括基座（1）、支架（2）、主承重梁（3）、炉体（5）、料罐（6）、加热装置、排废装置、装料装置、卸料装置和冷却装置，其特征在于：所述炉体（5）是由金属框架（4）、炉墙和炉底构成，通过主承重梁（3）固定安装在支架（2）上；所述料罐（6）置于竖直炉体（5）的炉膛内，并在料罐（6）四周窑墙内设置4~8个烟道（16），每个烟道均设置闸板阀（15），其余全部用莫来石砌筑堵塞，料罐（6）底部中间位置为横穿中部的锥形体，两侧为出料圆孔，顶部设置进料口，在料罐（6）底部炉体外设环形供气管（13），通过支管与料罐（6）相通；所述加热装置是经天然气旁路系统处理之后，通过烧嘴对炉膛内进行加热，即在炉体（5）高温段对应两侧上下分别交错设置高位烧嘴（10）和低位烧嘴（12），并在炉底设置了底位烧嘴（11），在炉体两侧分别设置了低温预热段测温计（17）、高温焙烧段测温计（14）和低温预热段测压计（18）、高温焙烧段测压计（34）；所述排废装置是由废气环形收集管（19）和烟气收集管（20）构成，废气环形收集管（19）设置在炉体上部通过支管与料罐（6）相通，烟气收集管（
2.根据权利要求1所述的用于金属铁还原的新型气基竖炉，其特征在于：所述炉体（5）的炉墙和炉底是由JM-26莫来石砖、高铝棉毯、硅酸铝棉毯、普通棉毯、钢板由内向外砌筑而成。
3.根据权利要求1或2所述的用于金属铁还原的新型气基竖炉，其特征在于：所述料罐（6）呈圆筒状，料罐底部中间位置为纵贯整个底部的“人”字形结构，两侧为半圆状漏斗结构，在料罐（6）上半部分对应侧上下错位设置了下料挡料板（24）。
4.根据权利要求3所述的用于金属铁还原的新型气基竖炉，其特征在于：所述气动变频阀门的叶轮呈螺旋状。
5.根据权利要求4所述的用于金属铁还原的新型气基竖炉，其特征在于：所述热风箱（8）是由里层和外层组成，中间是隔热挡板，底部与料罐隔开，形成一个密闭的空间，防止热能流失。
6.根据权利要求5所述的用于金属铁还原的新型气基竖炉，其特征在于：在竖炉外围钢构与外胆之间设计了3层平台结构，平台底部为12#槽钢，平台上铺3mm花纹板；第一层平台结构用于操作调节烧嘴、加入氢气、测温测压、调节烟道闸板阀等；第二层平台结构用于收集烟气、废气、测温测压，控制变频气动阀门进料速度；第三层平台结构为进料平台，与斗提机相连，方便斗提机物料进入炉顶装料料仓（7）。
7.根据权利要求6所述的用于金属铁还原的新型气基竖炉，其特征在于：在炉体（5）右侧右下角，设计了折叠式楼梯，楼梯倾角63°。
8.根据权利要求7所述的用于金属铁还原的新型气基竖炉，其特征在于：在炉体右侧右上角，设计了斗提机支架和料斗。
...【技术特征摘要】
1.一种用于金属铁还原的新型气基竖炉，它包括基座（1）、支架（2）、主承重梁（3）、炉体（5）、料罐（6）、加热装置、排废装置、装料装置、卸料装置和冷却装置，其特征在于：所述炉体（5）是由金属框架（4）、炉墙和炉底构成，通过主承重梁（3）固定安装在支架（2）上；所述料罐（6）置于竖直炉体（5）的炉膛内，并在料罐（6）四周窑墙内设置4~8个烟道（16），每个烟道均设置闸板阀（15），其余全部用莫来石砌筑堵塞，料罐（6）底部中间位置为横穿中部的锥形体，两侧为出料圆孔，顶部设置进料口，在料罐（6）底部炉体外设环形供气管（13），通过支管与料罐（6）相通；所述加热装置是经天然气旁路系统处理之后，通过烧嘴对炉膛内进行加热，即在炉体（5）高温段对应两侧上下分别交错设置高位烧嘴（10）和低位烧嘴（12），并在炉底设置了底位烧嘴（11），在炉体两侧分别设置了低温预热段测温计（17）、高温焙烧段测温计（14）和低温预热段测压计（18）、高温焙烧段测压计（34）；所述排废装置是由废气环形收集管（19）和烟气收集管（20）构成，废气环形收集管（19）设置在炉体上部通过支管与料罐（6）相通，烟气收集管（20）设置在炉体（5）上部，通过除尘器（21）除尘处理后，由设置了翻板阀（22）的烟囱管（23）排出；所述装料装置是由设置在料罐（6）上方的装料料仓（7）、热风箱（8）和第一气动变频阀门（9）构成，装料料仓（7）通过第一气动变频阀门（9）与料罐（6）进料口法兰相连，热风箱（8）设置于炉体（5）顶部与装料料仓（7）之间；所述卸料装置是由卸料料仓（27）、两只气动变频阀门、卸料阀门（30）、出料管（33）、裤衩形衔接漏斗（25）构成，出料管（33）上部与料罐（6）底部两侧设置的出料圆孔相连，下方通过裤衩形衔接漏斗（25）与第二气动变频阀门（26）相连，卸料料仓（27）入料口与第二气动变频阀门（26）相连，出料口通过第三气动变频阀门（29...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈正东，孙熙杰，陈泽林，
申请(专利权)人：黄冈市中基窑炉有限公司，
类型：发明
国别省市：
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