专利摘要

本发明涉及金属熔炼技术领域，具体涉及基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备及其工艺。本发明提供的一种基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备和工艺，熔炼设备包括在炉身的外侧设有使炉料中的磁性金属悬浮的悬浮装置，悬浮装置包括与控制箱内的中心处理器彼此进行控制信号传输的若干个电磁装置，电磁装置包括设置在壳体内连接的电磁线圈，电磁线圈与E型铁心固定连接且在其下侧设有防护板，电磁线圈上的导线设置在导线防护箱内且与中心处理器连接，壳体的顶面设有顶盖。本发明还原效率高，能够节约成本且节能和环保，其比普通高炉炼铁的效率高5％至10％。

权利要求

1.一种基于煤制气还原磁性金属的熔炼设备，包括彼此连接且传递控制信号的控制箱(1)、熔炼炉及炉料上料装置、以及煤气提质炉(9)，所述熔炼炉包括由上到下顺序设置的炉身(6)、炉腹(3)和炉缸(11)，所述炉身(6)的顶部设有炉钟罩(7)，所述炉身(6)上部设有的煤气提质管(8)与煤气提质炉(9)的下部通过管道密闭连接，所述炉身(6)下部设有的上部煤气提质喷嘴(4)与煤气提质炉(9)的下部通过管道密闭连接，所述炉腹(3)设有出渣口和煤气喷嘴(2)以及在其下部设有的煤气提质喷嘴(10)与煤气提质炉(9)的上部连接，所述炉缸(11)设有与氧气源和煤粉源连接的氧气和煤粉喷嘴(12)，其特征在于，所述炉身(6)的外侧设有使炉料中的磁性金属悬浮的悬浮装置(5)，所述悬浮装置(5)包括与控制箱(1)内的中心处理器(108)彼此进行控制信号传输的若干个电磁装置，每个所述电磁装置包括设置在壳体(58)内连接的电磁线圈(55)，所述电磁线圈(55)与E型铁心(54)固定连接且在其下侧设有防护板(57)，所述电磁线圈(55)上的导线(56)设置在导线防护箱(51)内且与中心处理器(108)连接，所述壳体(58)的顶面设有顶盖(52)。

2.根据权利要求1所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备，其特征在于，所述顶盖(52)内设有固定连接的电机(59)，所述电机(59)的输出轴上设有第一齿轮(510)，所述第一齿轮(510)与电磁线圈(55)外侧防护罩上的第二齿轮(511)啮合，所述第二齿轮(511)通过底座(512)固定连接防护罩上的，所述防护罩上设有能够摆动的连接体(53)，所述连接体(53)为固定连接在壳体(58)上的转轴。

3.根据权利要求1所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备，其特征在于，所述悬浮装置(5)环形设置在炉身(6)上，所述悬浮装置(5)内彼此相邻的电磁装置设有向炉身(6)的中心线方向倾斜的第一夹角和第二夹角。

4.根据权利要求3所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备，其特征在于，所述第一夹角第二夹角相差的角度范围为5°～15°。

5.根据权利要求4所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备熔炼工艺，其特征在于，所述第一夹角大于第二夹角的角度为5°、8°、12°或15°。

6.根据权利要求1所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备，其特征在于，所述控制箱(1)上的操作台(101)、显示屏(102)和管线接口板(103)与基板(104)上的中心处理器(108)连接，所述基板(104)上设有信号输出端口(112)和信号输入端口(105)，所述中心处理器(108)分别与基板(104)上的温度控制器(106)、电机转向控制器(107)、磁性调整器(109)、上料控制器(110)、循环冷却控制器(111)、警报器(113)、电控器(114)和炉温控制器(115)电连接。

7.一种使用权利要求1至6所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备的熔炼工艺，其特征在于，所述熔炼工艺包括以下步骤：

步骤1)按下控制箱(1)上的电控按钮打开炉钟罩(7)，再按下炉料上料装置的控制按钮，将合适比例的颗粒状铁矿石和炉料混合物送入炉身(6)，关闭炉钟罩(7)；

步骤2)开通循环冷却设备后，使用操作台(101)的按钮通过中心处理器(108)上的控制器(111)对通过悬浮装置(5)中的磁性调整器(109)进行磁力大小进行调整，磁力使炉料中的颗粒状铁矿石处于半悬浮状态或悬浮状态，增加了炉料和铁矿石之间的间隙，提高还原效率；

步骤3)点火后，开通与氧气和煤粉喷嘴(12)连接的送氧装置和输送煤气装置，送入煤气、氧气和煤粉；

步骤4)使炉身(6)内温度达到摄氏1000-1300℃，进行铁矿石的充分还原；

步骤5)氧气喷嘴和煤粉喷嘴同时打开工作；

步骤6)打开出铁口，放出经过还原的铁水。

8.根据权利要求7所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备的熔炼工艺，其特征在于，所述步骤2)中通过中心处理器(108)上的控制器(111)对通过悬浮装置(5)中的磁性调整器(109)进行铁矿石的磁力大小进行调整，所述铁矿石的磁强度的调整范围在1500～4000高斯。

9.根据权利要求8所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备的熔炼工艺，其特征在于，所述铁矿石的磁强度调整范围在2000～3000高斯。

10.根据权利要求9所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备的熔炼工艺，其特征在于，所述铁矿石的磁力强度为2500、2800或3000高斯。

说明书

技术领域

本属于金属熔炼技术领域，具体涉及一种基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备及其熔炼工艺。

背景技术

目前世界上90％的生铁是由传统高炉炼铁工艺生产的，在传统高炉炼铁工艺中，主要燃料以焦炭和煤粉为主，从炉顶装入含铁炉料和焦炭，同时从炉腹风口喷入热空气和煤粉。传统的高炉炼铁工艺需要使用大量焦炭，而炼焦不但需要大量焦煤，而且炼焦过程产生大量有毒有害物质，对环境污染严重；传统高炉鼓风带入大量高温惰性气体，使得炉身煤气中CO所占比例不足40％，铁矿石在炉身发生间接还原的反应程度较低，因此大量FeO进入高炉炉腹，并在高温区与焦炭发生直接还原，造成焦炭大量消耗传统高炉采用热风炉加热空气过程中氮气消耗了大量热量，造成热风炉能耗较大，并造成环境污染。针对传统高炉的一系列问题提出一种氧气鼓风+炉顶煤气循环的全氧高炉炼铁工艺，该工艺采用氧气鼓风，炉顶煤气脱除CO₂后，预热到900-1300℃，再循环回高炉利用，该工艺可以克服上述传统高炉的缺点，但是炉顶煤气脱除CO₂成本较大，脱除CO₂后的煤气富含CO，预热过程成本较高，并且循环返回高炉后造成外供煤气量减少，对整个钢铁企业的煤气平衡产生不利影响。

中国专利CN 104131122 A公开了一种基于喷吹高温煤气的炼铁工艺，增加了煤气化装置，代替部分炉顶循环高温煤气，可以减少炉顶煤气脱除CO₂及预热的成本，增加外供煤气量，既拥有单一喷吹煤粉和循环煤气氧气高炉的优点，又弥补了其一些不足，实现高炉生产过程中降焦增煤，改善炼铁工艺能源结构，稳定钢铁企业煤气平衡。

上述专利虽然采用煤气化装置产生高温煤气代替部分循环煤气，改变了传统炼铁的原燃料结构，降低炼铁生产成本。与传统的高炉炼铁相比，该技术方案虽然具有高生产率、高喷煤量、低焦比、煤气热值较高等优越性。

但是，该专利还存在炉身发生间接还原的反应程度较低的缺陷，同时存在还原效率不高的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供了一种基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备及熔炼工艺，通过在炉身上设置电磁装置，对炉料中的铁矿石产生吸力，炉料、焦炭和铁矿石按层放入炉中，炉中每层铁矿石受到磁力向的吸力也是向上，会使每层的铁矿石受到大小不同大小的吸力，增加了炉料之间的间隙和铁矿石之间的间隙，其中的氧气和煤气能顺利从间隙穿过进行充分燃烧，提高燃烧率，达到提高煤制气还原铁矿石效率的目的。

为实现上述发明目的，本发明提供的一种基于煤制气还原磁性金属的熔炼设备，包括彼此连接且传递控制信号的控制箱、熔炼炉及炉料上料装置、以及煤气提质炉，所述熔炼炉包括由上到下顺序设置的炉身、炉腹和炉缸，所述炉身的顶部设有炉钟罩，所述炉身上部设有的煤气提质管与煤气提质炉的下部通过管道密闭连接，所述炉身下部设有的上部煤气提质喷嘴与煤气提质炉的下部通过管道密闭连接，所述炉腹的底部设有出渣口和煤气喷嘴以及在其下部设有的煤气提质喷嘴与煤气提质炉的上部连接，所述炉缸设有与氧气源和煤粉源连接的氧气和煤粉喷嘴，所述炉身的外侧设有使炉料中的磁性金属悬浮的悬浮装置，所述悬浮装置包括与控制箱内的中心处理器彼此进行控制信号传输的若干个电磁装置，每个所述电磁装置包括设置在壳体内连接的电磁线圈，所述电磁线圈与E型铁心固定连接且在其下侧设有防护板，所述电磁线圈上的导线设置在导线防护箱内且与中心处理器连接，所述壳体的顶面设有顶盖。

优选的技术方案，所述顶盖内设有固定连接的电机，所述电机的输出轴上设有第一齿轮，所述第一齿轮与电磁线圈外侧防护罩上的第二齿轮啮合，所述第二齿轮通过底座固定连接防护罩上的，所述防护罩上设有能够摆动的连接体，所述连接体为固定连接在壳体上的转轴。

优选的技术方案，所述悬浮装置环形设置在炉身上，所述悬浮装置内彼此相邻的电磁装置设有向炉身的中心线方向倾斜的第一夹角和第二夹角。

优选的技术方案，所述第一夹角第二夹角相差的角度范围为5°～15°。

优选的技术方案，所述第一夹角大于第二夹角的角度为5°、8°、12°或15°。

优选的技术方案，所述控制箱上的操作台、显示屏和管线接口板与基板上的中心处理器连接，所述基板上设有信号输出端口和信号输入端口，所述中心处理器分别与基板上的温度控制器、电机转向控制器、磁性调整器、上料控制器、循环冷却控制器、警报器、电控器和炉温控制器电连接。

本发明还提供了一种基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备的熔炼工艺，其特征在于，所述熔炼工艺包括以下步骤：

步骤1)按下控制箱上的电控按钮打开炉钟罩，再按下炉料上料装置的控制按钮，将合适比例的颗粒状铁矿石和炉料混合物送入炉身，关闭炉钟罩；

步骤2)开通循环冷却设备后，使用操作台的按钮通过中心处理器上的控制器对通过悬浮装置中的磁性调整器进行磁力大小进行调整，磁力使炉料中的颗粒状铁矿石处于半悬浮状态或悬浮状态，增加了炉料和铁矿石之间的间隙，提高还原率；

步骤3)点火后，开通送氧装置和煤气的煤气喷嘴，送入煤气和氧气；

步骤4)使炉身内温度达到1000-1300℃，进行铁矿石的充分还原；

步骤5)氧气喷嘴和煤粉喷嘴同时打开工作；

步骤6)打开出铁口，放出经过还原的铁水。

优选的技术方案，所述步骤2)中通过中心处理器上的控制器对通过悬浮装置中的磁性调整器进行铁矿石的磁力大小进行调整，所述铁矿石的磁强度的调整范围在1500～4000高斯。

优选的技术方案，所述铁矿石的磁强度调整范围在2000～3000高斯。

优选的技术方案，所述铁矿石的磁力强度为2500、2800或3000高斯。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明的还原效率高，比普通高炉炼铁的效率高5％至10％。

2、本发明能够节约成本，节能和环保。

附图说明

图1是本发明所述基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备的实施例1的结构图；

图2是图1中控制操作台中控制芯片电路图；

图3是图1中实施例1悬浮装置的内部结构图；

图4是图1中实施例2悬浮装置的内部结构图。

附图标记

图中：1—控制箱；101—操作台；102—显示屏；103—管线接口板；104—基板；105—信号输入端口；106—温度控制器；107—电机转向控制器；108—中心处理器；109—磁性调整器；110—上料控制器；111—循环冷却控制器；112—信号输初端口；113—警报器；114—电控器；115—炉温控制器；2—出渣口和煤气喷嘴；3—炉腹；4—上部煤气提质喷嘴；5—悬浮装置；51—导线防护箱；52—顶盖；53—连接体；54—E型铁心；55—电磁线圈；56—导线；57—防护板；58—壳体；59—电机；510—第一齿轮；511—第二齿轮；512—底座；6—炉身；7—炉钟罩；8—煤气提质管；9—煤气提质炉；10—下部煤气提质喷嘴，11—炉缸；12—氧气和煤粉喷嘴。

具体实施方式

下文参照附图对本的具体实施例进行详细说明。

实施例1

如图1-3所示，本发明提供了一种基于煤制气还原磁性金属的熔炼设备，包括彼此连接且传递控制信号的控制箱1、熔炼炉及炉料上料装置、以及煤气提质炉9所述熔炼炉包括由上到下顺序设置的炉身6、炉腹3和炉缸11，炉身6的顶部设有炉钟罩7，炉身6上部设有的煤气提质管8与煤气提质炉9的下部通过管道密闭连接，炉身6下部设有的上部煤气提质喷嘴4与煤气提质炉9的下部通过管道密闭连接，能将煤制气顺利输送到炉身6内燃烧进行铁的还原反应。其中，炉腹3的底部设有出渣口和煤气喷嘴2，以及在其下部设有的煤气提质喷嘴10与煤气提质炉9的上部连接，煤气喷嘴2与外接的煤气源连。其中，所述炉缸11设有与氧气源和煤粉源连接的氧气和煤粉喷嘴12，炉缸11中少量焦炭煤粉和喷入氧气，在下部熔化铁水，否则在下部就是固态海绵铁。如图2所示，其中，控制箱1上的操作台101、显示屏102和管线接口板103与基板104上的中心处理器108连接，基板104上设有信号输出端口112和信号输入端口105，所述中心处理器108分别与基板104上的温度控制器106、电机转向控制器107、磁性调整器109、上料控制器110、循环冷却控制器111、警报器113、电控器114和炉温控制器115电连接，能够实现的对矿石熔炼的控制和调整。

其中，熔炼炉的具体结构，包括由上到下顺序设置的炉身6、炉腹3和炉缸11，所述炉身6的顶部设有炉钟罩7，所述炉身6上部设有的煤气提质管8与煤气提质炉9的下部通过管道密闭连接，所述炉身6下部设有的上部煤气提质喷嘴4与煤气提质炉9的下部通过管道密闭连接，所述炉腹3的底部设有出渣口和煤气喷嘴2以及在其下部设有的煤气提质喷嘴10与煤气提质炉9的上部连接，所述炉身6的外侧设有使炉料中的磁性金属悬浮的悬浮装置5，所述悬浮装置5包括与控制箱1内的中心处理器108彼此进行控制信号传输的若干个电磁装置，磁性调整器109对每个所述电磁装置包括设置在壳体58内连接的电磁线圈55的磁场强调进行调整，电磁线圈55与E型铁心54固定连接且在其下侧设有防护板57，所述电磁线圈55上的导线56设置在导线防护箱51内且与中心处理器108连接，壳体58的顶面设有顶盖52。

其中，优选的另一结构，所述悬浮装置5环形设置在炉身6上，所述悬浮装置5内彼此相邻的电磁装置设有向炉身6的中心线方向倾斜的第一夹角和第二夹角，使铁矿石受到不同方向向上的的磁力。优选的方案，第一夹角第二夹角相差的角度范围为5°～15°。本实施例中，所述第一夹角大于第二夹角的角度为5°、8°、12°或15°几种结构设置，形成对铁矿石形成不同方向的磁力，使铁矿石之间的间隙发生变化，增加煤气对铁矿石的还原效率。

本发明还提供了一种使用基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备的熔炼工艺，所述熔炼工艺包括以下步骤：

步骤1)按下控制箱1上的电控按钮打开炉钟罩7，再按下炉料上料装置的控制按钮，将合适比例的颗粒状铁矿石和炉料混合物送入炉身6，关闭炉钟罩7；

步骤2)开通循环冷却设备后，使用操作台101的按钮通过中心处理器108上的控制器111对通过悬浮装置5中的磁性调整器109进行磁力大小进行调整，磁力使炉料中的颗粒状铁矿石处于半悬浮状态或悬浮状态，增加了炉料和铁矿石之间的间隙；其中，还通过中心处理器108上的控制器111对通过悬浮装置5中的磁性调整器109进行铁矿石的磁力大小进行调整，铁矿石的磁强度的调整范围在1500～4000高斯。本实施例中优选的方案，所述铁矿石的磁强度调整范围在2000～3000高斯，铁矿石的磁力强度数值优选为2500、2800或3000高斯；

步骤3)点火后，开通与氧气和煤粉喷嘴连接的送氧装置和煤气的煤气喷嘴，送入煤气、氧气和煤粉；

步骤4)使炉身6内炉料温度达到1000-1300℃范围，充分还原的温度优选1070℃、1100℃、1170℃或1270℃；

步骤5)氧气喷嘴和煤粉喷嘴12同时打开工作；

步骤6)打开出铁口，放出经过还原的铁水。

实施例2

如图4所示，本实施例在实施例1的基础上进行了进一步改进，区别在于：本实施例提供的一种基于煤制气还原磁性金属的熔炼设备，其中顶盖52内还设有固定连接的电机59，所述电机59的输出轴上设有第一齿轮510，所述第一齿轮510与电磁线圈55外侧防护罩上的第二齿轮511啮合，所述第二齿轮511通过底座512固定连接防护罩上的，所述防护罩上设有能够摆动的连接体53，所述连接体53为固定连接在壳体58上的转轴，当需要调整磁力大小和角度时，使用控制箱1上的控制按钮，使电机59的电机轴转动，带动第二齿轮511转到从而带动防护罩转动，起到调整磁力方向的作用。

上面结合附图对本优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本构思的前提下做出各种变化。

一种基于煤制气还原含磁性金属的熔炼设备及其熔炼工艺专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。