一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法

摘要

本发明公开一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法，其包含以下过程：以富氧燃气为燃料，将其与空气通过烧嘴燃烧直接对燃气冲天炉内的炉料进行加热，熔化成的铁液流经下方堆积的陶瓷球之间的间隙，铁液与陶瓷球接触过程中过热，并且铁液中的氧化成分被还原，经陶瓷球过热及还原后的铁液流入前炉，温度为1500℃‑1550℃。本发明以富氧燃气为燃料，采取烧嘴直接对炉体中的炉料进行加热熔化，熔化后的铁液通过陶瓷球过热，可高效地熔化炉料，而且用于过热及还原铁液的陶瓷球直接堆积在炉底，不需要水冷炉栅支撑，因而可使铁液温度持久保持在1500℃‑1550℃，并可消除水冷炉栅带来的安全隐患。

权利要求

1.一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法，其特征在于采用燃气冲天炉，该燃气冲天炉包括竖向设置的炉体，在炉体的底部设置有多个陶瓷球，在陶瓷球的上方装有炉料，在炉体上对应炉料的位置处设置有第一排烧嘴，第一排烧嘴分别连接第一富氧燃气进气管与第一热风进气管；在炉体上对应放置陶瓷球的位置处设置有第二排烧嘴，第二排烧嘴分别连接第二富氧燃气进气管与第二热风进气管；在炉体的上部设置有换热器，换热器呈套置在炉体壁外侧的环形腔体结构，其进气口连接送风管，在送风管上设置有送风风机，其出气口连接出风管，出风管通过风箱分别与第一热风进气管、第二热风进气管连接；在第一富氧燃气进气管、第一热风进气管、第二富氧燃气进气管与第二热风进气管上均设置有控制阀门；在炉体的顶部设置有上料口，上料口位于换热器的上方，在炉体一侧设置有料斗，在料斗与上料口之间设置有爬梯；在炉体的上方设置有引风管，引风管的一端通过变径段连接炉体的烟气出口，引风管的另一端连接布袋除尘器；在炉体的一侧设置有前炉，炉体的底端通过倾斜设置的铁液输送管道与前炉连通；在前炉的一侧设置有浇包；在炉体的下方设置有支架，在炉体的炉底底面设置有滚轮；该方法包含以下过程：以富氧燃气为燃料，将其与空气通过第一排烧嘴燃烧直接对燃气冲天炉内的炉料进行加热，熔化成的铁液流经下方堆积的陶瓷球之间的间隙，铁液与陶瓷球接触过程中过热，并且铁液中的氧化成分被还原，经陶瓷球过热还原后的铁液流入前炉，温度为1500℃-1550℃；该方法还包含对陶瓷球进行预热的过程，上述过程在对炉料进行加热前进行，具体是通过第二排烧嘴燃烧对陶瓷球进行预热。

2.根据权利要求1所述的一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法，其特征在于：所述富氧燃气是将燃气与氧气混合制成的，所述燃气为天然气和/或液化石油气，富氧燃气中的氧气所占体积分数为15％-20％。

3.根据权利要求1或2所述的一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法，其特征在于：将富氧燃气在450kPa-500kPa的压力下高速喷射燃烧。

4.根据权利要求1所述的一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法，其特征在于：所述空气在进入烧嘴前通过换热器与炉料加热生成的烟气进行热交换。

说明书

一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及熔炼技术领域，具体地说是涉及一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法。

背景技术

[0002] 熔化铸铁块生成铁液多在冲天炉内进行。传统冲天炉使用焦炭作为燃料，在炉内铸铁块与焦炭直接接触，并从风口鼓风助燃，使铸铁块连续熔化。但由于使用焦炭会对环境造成恶劣影响，并存在生产效率低下、增碳增硫、燃烧不充分等问题，已不符合社会发展方向。因此，目前许多厂家多采用其他熔炼方式来替代传统的冲天炉，如燃气冲天炉以天然气、液化气为燃料，具有洁净、环保的优点。现有燃气冲天炉熔化铸铁块多采用以下方式：通过天然气、液化气燃烧产生热气流，使陶瓷球过热，以确保其上的炉料柱被充分预热，炉料被熔化成铁液，铁液通过陶瓷球与陶瓷球接触继续被增热。上述燃气冲天炉由于其选用燃料及熔化铸铁块方式的限制，所制备铁液的温度并不能满足要求(均低于1400℃)，后续还需通过电炉等设备升温。有些厂家虽对燃料进行改进，如选用燃气与氧气混合燃烧的方法，虽可使铁液温度升高至1400℃以上，但由于其结构方式的限制，如需通过陶瓷球传热，及后续还需通过支撑陶瓷球的水冷炉栅(必然会降温)，因此铁液温度仅能在一段时间内满足要求，开炉时间久后铁液温度又会降至1400℃以下。

发明内容

[0003] 基于上述技术问题，本发明提供一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法。

[0004] 本发明所采用的技术解决方案是：

[0005] 一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法，其包含以下过程：

[0006] 以富氧燃气为燃料，将其与空气通过烧嘴燃烧直接对燃气冲天炉内的炉料进行加热，熔化成的铁液流经下方堆积的陶瓷球之间的间隙，铁液与陶瓷球接触过程中过热，并且铁液中的氧化成分被还原，经陶瓷球过热还原后的铁液流入前炉，温度为1500℃-1550℃。

[0007] 优选的，上述方法还包含对陶瓷球进行预热的过程，上述过程在对炉料进行加热前进行，具体是通过另外若干个烧嘴燃烧对陶瓷球进行预热。

[0008] 优选的，所述富氧燃气是将燃气与氧气混合制成的，所述燃气为天然气和/或液化石油气，富氧燃气中的氧气所占体积分数为15％-20％。

[0009] 优选的，将富氧燃气在450kPa-500kPa的压力下高速喷射燃烧。

[0010] 优选的，所述空气在进入烧嘴前通过换热器与炉料加热生成的烟气进行热交换。

[0011] 本发明的有益技术效果是：

[0012] (1)本发明以富氧燃气为燃料，采取烧嘴直接对炉体中的炉料进行加热熔化，熔化后的铁液通过陶瓷球过热还原，可高效地熔化炉料，而且陶瓷球直接堆积在炉底，不需要水冷炉栅支撑，因而可使铁液温度持久保持在1500℃-1550℃，并可消除水冷炉栅带来的安全隐患。

[0013] (2)本发明控制富氧燃气中的氧气所占体积分数为15％-20％，并使富氧燃气在450kPa-500kPa的压力下高速喷射燃烧，可进一步提高炉料的熔化效率，提升铁液温度。

[0014] (3)本发明采用另外若干个烧嘴对炉体底部的陶瓷球预热，防止开炉初始阶段铁液达不到所需温度，避免出现铁液浪费。

[0015] (4)本发明通过换热器将炉体中的高温烟气与燃烧所需空气进行热交换，充分利用能源，避免能量浪费。

附图说明

[0016] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

[0017] 图1为本发明所用燃气冲天炉的结构示意图。

[0018] 图中：1-炉体，2-陶瓷球，3-炉料，4-第一排烧嘴，5-第一富氧燃气进气管，6-第一热风进气管，7-第二排烧嘴，8-第二富氧燃气进气管，9-第二热风进气管，10-换热器，11-送风管，12-送风风机，13-出风管，14-风箱，15-上料口，16-料斗，17-爬梯，18-引风管，19-变径段，20-前炉，21-铁液输送管道，22-浇包，23-支架，24-滚轮。

具体实施方式

[0019] 本发明提供一种熔化铸铁块制备高温铁液的方法，其包含以下过程：

[0020] 以富氧燃气为燃料，将其与空气通过烧嘴燃烧直接对燃气冲天炉内的炉料进行加热，熔化成的铁液流经下方堆积的陶瓷球之间的间隙，铁液与陶瓷球接触过程中过热，铁液中的氧化成分被还原，经陶瓷球过热还原后的铁液流入前炉，温度为1500℃-1550℃。上述陶瓷球可从市场上购买得到，其一方面具有高硬度可用以支撑炉料，另一方面可将熔化后的铁液过热，并具有一定的还原能力可将铁液中的氧化成分还原。上述富氧燃气是将燃气与氧气混合制成的，所述燃气为天然气和/或液化石油气，富氧燃气中的氧气所占体积分数为15％-20％。将富氧燃气在450kPa-500kPa的压力下高速喷射燃烧。

[0021] 作为上述方法的进一步优选，上述过程还包含对陶瓷球进行预热的过程，上述预热过程在对炉料进行加热前进行，具体是通过另外若干个烧嘴燃烧直接对陶瓷球进行预热，以防止开炉初始阶段铁液达不到所需温度，避免出现铁液浪费。

[0022] 更进一步的，所述空气在进入烧嘴前通过换热器与炉料加热生成的高温烟气进行热交换。该方式一方面可降低烟气的温度，方便后续除尘处理，另一方面可提升进入烧嘴的空气温度，充分利用能源，避免能量浪费。

[0023] 下面对上述方法所基于的燃气冲天炉结构进行说明：

[0024] 如图1所示，燃气冲天炉包括竖向设置的炉体1，在炉体1的底部设置有若干个陶瓷球2，在陶瓷球2的上方装有炉料3，在炉体1上对应炉料3的位置处设置有第一排烧嘴4，第一排烧嘴4分别连接第一富氧燃气进气管5与第一热风进气管6。在炉体1上对应放置陶瓷球2的位置处设置有第二排烧嘴7，第二排烧嘴7分别连接第二富氧燃气进气管8与第二热风进气管9。在炉体1的上部设置有换热器10，换热器10呈套置在炉体壁外侧的环形腔体结构，其进气口连接送风管11，在送风管11上设置有送风风机12，其出气口连接出风管13，出风管13通过风箱14分别与上述第一热风进气管6、第二热风进气管9连接。在第一富氧燃气进气管5、第一热风进气管6、第二富氧燃气进气管8与第二热风进气管9上均设置有控制阀门。在炉体1的顶部设置有上料口15，上料口15位于换热器10的上方，在炉体1一侧设置有料斗16，在料斗16与上料口15之间设置有爬梯17。在炉体1的上方设置有引风管18，引风管18的一端通过变径段19连接炉体1的烟气出口，引风管18的另一端连接布袋除尘器。在炉体1的一侧设置有前炉20，炉体1的底端通过倾斜设置的铁液输送管道21与前炉20连通。在前炉20的一侧设置有浇包22。在炉体1的下方设置有支架23，在炉体1的炉底底面设置有滚轮24，滚轮24可方便炉底在支架上进行位置移动，便于检修维护。

[0025] 上述燃气冲天炉的工作过程大致如下：

[0026] 开炉前，先在炉体1的底部堆积若干个陶瓷球2并至所需高度，然后向炉体1中装入炉料3，料斗16中的炉料经爬梯17输送至上料口15处，并经上料口15装入炉体1中。装料完成后开炉。在开炉起始阶段先开通第二富氧燃气进气管8与第二热风进气管9上的控制阀门，通过第二排烧嘴7给陶瓷球2预热，使其达到所需温度。然后开通第一富氧燃气进气管5与第一热风进气管6上的控制阀门，通过第一烧嘴4给炉料加热，适时关闭第二富氧燃气进气管8与第二热风进气管9上的控制阀门。炉体1中的炉料经第一排烧嘴4加热熔化成铁液，并经陶瓷球2之间的缝隙流至炉体1的底端，铁液在经过陶瓷球2时过热，其中的氧化成分被还原，而后铁液经铁液输送管道21输送至前炉20内，之后流入浇包22。炉料熔化过程中产生的烟气经换热器10换热降温后，依次经变径段19、引风管18输送至布袋除尘器中，经除尘后排出。来自送风管11的空气经换热器10换热升温后输送至第一热风进气管6与第二热风进气管9，作为第一排烧嘴4与第二排烧嘴7燃烧时的用料。

[0027] 上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

[0028] 需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。