阅读说明：本技术 一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉 (Oxygen-enriched side-blown converter for recovering iron from metal waste through enhanced reduction ) 是由 孙佳震 祁栋 杜红兵 盛海燕 杨勇 于 2021-11-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉,属于熔池熔炼炉技术领域。它包括炉身,所述炉身内部通过铜水套分隔成水平并列的氧化段和还原段,炉身底部设有电热前床；所述氧化段底部高于还原段底部,炉身底部形成台阶状熔池；所述氧化段和还原段之间的铜水套上设有贯穿的溢流孔；所述还原段底部通过设置的流出口与电热前床连通。通过铜水套在炉身内部形成水平并列的氧化段和还原段,在同一个炉子中同时存在氧化气氛和还原气氛；在氧化段,完成原料辅料的分解和熔化；在还原段可造强还原气氛,能够进一步强化对铁废料中铁的还原回收；电热前床能够维持熔体温度,有效处理底部金属因结炉而导致死炉的问题。(The invention discloses an oxygen-enriched side-blown converter for recovering iron from metal waste through enhanced reduction, and belongs to the technical field of molten pool smelting furnaces. The furnace comprises a furnace body, wherein the interior of the furnace body is divided into an oxidation section and a reduction section which are horizontally parallel by a copper water jacket, and an electric heating front bed is arranged at the bottom of the furnace body; the bottom of the oxidation section is higher than that of the reduction section, and a step-shaped molten pool is formed at the bottom of the furnace body; a through overflow hole is formed in the copper water jacket between the oxidation section and the reduction section; the bottom of the reduction section is communicated with the electric heating forebed through an outflow port. Forming an oxidation section and a reduction section which are horizontally parallel by sleeving molten copper in the furnace body, wherein the oxidation atmosphere and the reduction atmosphere exist in the same furnace; in the oxidation section, the decomposition and melting of the raw materials and auxiliary materials are completed; strong reducing atmosphere can be created in the reduction section, and the reduction recovery of iron in the iron waste can be further enhanced; the electric heating fore bed can maintain the temperature of the melt, and effectively solves the problem that the bottom metal is dead due to furnace accretion.)

一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉

技术领域

本发明涉及一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉，属于熔池熔炼炉技术领域。

背景技术

富氧侧吹熔池熔炼炉，简称富氧侧吹炉，主要由炉缸、炉身、炉顶及钢架等组成。其中，炉缸由耐水材料砌筑而成，炉缸以上为炉身，炉缸内部作为熔池，炉身一般由铜水套组成，钢架用于提供支撑作用。在炉身侧面的一层铜水套上开有数个一次风口，用于向熔体渣层鼓入富氧空气；在炉身侧面二层铜水套上开有数个二次风口，用于向炉内鼓入一定量的空气，使烟气中的可燃成分燃烧充分；三层铜水套以上及炉顶一般由钢水套组成，炉顶钢水套没有加料口。

将原料和燃料按比例混合均匀，并通过输送装置从炉顶的加料口加入，进入炉内的物料经高温后落入熔池，开设在炉身侧面的一次风口将富氧压缩空气引入熔体渣层，在富氧压缩空气的搅拌作用下，物料熔体在炉内剧烈翻滚，能迅速完成熔炼及氧化造渣过程，生成的炉渣和熔体，经炉渣放出口虹吸排出。

目前的富氧侧吹炉存在以下缺陷：(1)富氧侧吹炉无法同时在炉子中形成氧化气氛和还原气氛，只能分次的形成，降低了生产效率，且还原环境为弱还原气氛，无法形成强还原气氛；(2)底部金属的结炉而导致死炉问题较为严重。

因此，设计一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉，它能够同时具备氧化、还原气氛，提高生产效率，而且炉池底部金属不易结炉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉，它解决了目前富氧侧吹炉存在金属回收生产效率低，易结炉的问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉，它包括炉身，所述炉身内部通过铜水套分隔成水平并列的氧化段和还原段，炉身底部设有电热前床；

所述氧化段顶部设有氧化段加料口，还原段顶部设有还原段加料口；

所述氧化段底部高于还原段底部，炉身底部形成台阶状熔池；

所述氧化段和还原段之间的铜水套上设有贯穿的溢流孔；

所述氧化段侧面设有多个氧化段一次风口，还原段侧面设有多个还原段一次风口，其中，氧化段一次风口和还原段一次风口均低于溢流孔；

所述还原段底部通过设置的流出口与电热前床连通，电热前床为静置沉降段，电热前床底部设有生铁排出口，电热前床端部设有炉渣放出口，炉渣放出口高度低于溢流孔。

作为优选实例，所述氧化段侧面设有氧化段二次风口，氧化段二次风口高于溢流孔。

作为优选实例，所述氧化段、还原段侧壁均由铜水套构成。

在炉身内部设置水平并列的氧化段和还原段，氧化段底部高于还原段底部，炉身底部形成台阶状熔池，炉身底部设有电热前床，物料顺次从氧化段、还原段进入电热前床。

氧化段，富氧空气从氧化段一次风口鼓入氧化段熔池，裹带加入的炉料，起到搅拌作用，使熔体鼓泡、膨胀，在氧化段熔池风口区进行熔炼反应，完成原料辅料的分解和熔化，熔融状态的物料从上一阶的氧化段熔池经过铜水套上的溢流孔溢流进入下一阶的还原段熔池。

还原段，氮气载送着粉煤从还原段一次风口鼓入还原段熔池，裹带加入的熔融状态的物料和从上部还原段加料口加入的还原煤，起到搅拌还原作用，在高温作用下金属氧化物在碳和一氧化碳作用下，进一步被还原为金属，此处金属相与渣相混合在一起，经过还原段流出口流入电热前床。

电热前床，通过电热前床内置的电极加热，维持电热前床炉体内熔体温度，使得金属相与渣相有时间静置分离，产出的生铁从炉底的生铁排出口排出，炉渣则从炉渣放出口虹吸排出；电热前床还设有安全口，停炉时可从炉渣放出口放出炉内全部炉渣，从安全口排出全部熔体。

本发明的有益效果是：

(1)通过铜水套在炉身内部形成水平并列的氧化段和还原段，在同一个炉子中同时存在氧化气氛和还原气氛，加料口分为氧化段加料口和还原段加料口，使得氧化段和还原段从加料口就开始区分；

(2)在氧化段使熔体鼓泡、膨胀，在熔池风口区进行熔炼反应，完成原料辅料的分解和熔化；

(3)在还原段用氮气作为载煤风输送粉煤，造强还原气氛，起到搅拌还原作用，在高温作用下金属氧化物在碳和一氧化碳作用下，进一步被还原为金属，能够进一步强化对铁废料中铁的还原回收；

(4)电热前床能够维持熔体温度，使得金属相与渣相有时间静置分离，可以通过电热前床补充加热，有效处理底部金属因结炉而导致死炉的问题。

附图说明

图1为本发明内部的侧视结构示意图；

图2为本发明内部的俯视结构示意图。

图中：炉身1，铜水套2，溢流孔201，氧化段3，氧化段加料口301，氧化段一次风口302，氧化段二次风口303，还原段4，还原段加料口401，还原段一次风口402，流出口403，电热前床5，生铁排出口501，炉渣放出口502，电极503，料位线6，金属相与渣相分层线7。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1、图2所示，一种从金属废料中强化还原回收铁的富氧侧吹炉，它包括炉身1，炉身1内部通过铜水套2分隔成水平并列的氧化段3和还原段4，炉身1底部设有电热前床5；

氧化段3顶部设有氧化段加料口301，还原段4顶部设有还原段加料口401；

氧化段3底部高于还原段4底部，炉身1底部形成台阶状熔池；

氧化段3和还原段4之间的铜水套2上设有贯穿的溢流孔201；

氧化段3侧面设有多个氧化段一次风口302，还原段4侧面设有多个还原段一次风口402，其中，氧化段一次风口302和还原段一次风口402均低于溢流孔201；氧化段一次风口302位于氧化段3内溶体的中部，还原段一次风口402位于还原段4内溶体的中部。

还原段4底部通过设置的流出口403与电热前床5连通，电热前床5为静置沉降段，电热前床5底部设有生铁排出口501，电热前床5端部设有炉渣放出口502，炉渣放出口502高度低于溢流孔201。

氧化段3、还原段4侧壁均由铜水套2构成。

实施例2

氧化段3侧面设有氧化段二次风口303，氧化段二次风口303高于溢流孔201。其他结构与实施例1相同。

当富氧侧吹炉处于工作状态时，料位线6稍高于溢流孔201高度，氧化段3熔融状态的物料从溢流孔201溢流进入还原段4，还原段4的金属相与渣相一起经过还原段4流出口403流入电热前床5，在电热前床5内静置分层，形成金属相与渣相分层线7。

在炉身1侧面铜水套2上开有多个氧化段二次风口303，用于向炉内鼓入一定量的空气，使烟气中的可燃成分燃烧充分。

工作原理：

在炉身1内部设置水平并列的氧化段3和还原段4，氧化段3底部高于还原段4底部，炉身1底部形成台阶状熔池，炉身1底部设有电热前床5，物料顺次从氧化段3、还原段4进入电热前床5。通过铜水套2在炉身1内部形成水平并列的氧化段3和还原段4，在同一个炉子中同时存在氧化气氛和还原气氛，加料口分为氧化段加料口301和还原段加料口401，氧化段加料口301正常加原料辅料，还原段加料口401加入还原煤，使得氧化段3和还原段4从加料口就开始区分，并且还原段4可用氮气作为载煤风输送粉煤，造强还原气氛；

氧化段3，富氧空气从氧化段一次风口302鼓入氧化段3熔池，裹带加入的炉料，起到搅拌作用，使熔体鼓泡、膨胀，在氧化段3熔池风口区进行熔炼反应，完成原料及相应辅料的分解和熔化，熔融状态的物料从上一阶的氧化段3熔池经过铜水套2上的溢流孔201溢流进入下一阶的还原段4熔池。

还原段4，氮气载送着粉煤从还原段一次风口402鼓入还原段4熔池，裹带加入的熔融状态的物料和从上部还原段加料口401加入的还原煤，起到搅拌还原作用，在高温作用下金属氧化物在碳和一氧化碳作用下，进一步被还原为金属，此处金属相与渣相混合在一起，经过还原段4流出口403流入电热前床5。在还原段4用氮气作为载煤风输送粉煤，造强还原气氛，起到搅拌还原作用，在高温作用下金属氧化物在碳和一氧化碳作用下，进一步被还原为金属，能够进一步强化对铁废料中铁的还原回收。

电热前床5，通过电热前床5内置的电极503加热，维持电热前床5炉体内熔体温度，使得金属相与渣相有时间静置分离，产出的生铁从炉底的生铁排出口501排出，炉渣则从炉渣放出口502虹吸排出；电热前床5还设有安全口，停炉时可从炉渣放出口502放出炉内全部炉渣，从安全口排出全部熔体。电热前床5能够维持熔体温度，使得金属相与渣相有时间静置分离，可以通过电热前床5补充加热，有效处理底部金属因结炉而导致死炉的问题；可以对高硅浮选尾矿(作为原料)进行无害化、减量化、资源回收化处理，高硅浮选尾渣是，对黄金湿法冶炼提取贵金属后，产生的黄金直接氰化尾渣，采用浮选工艺获得硫铁精矿产品后剩余的尾渣。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。