一種用于冶煉的隧道窯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種冶金設(shè)備，尤其是一種用于冶金爐料塊前處理的隧道窯。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)的隧道窯對密封要求不嚴，特別在窯車進、出隧道窯的時間階段，隧道窯是全部敞開的，隧道窯加工的產(chǎn)品都要進行冷卻才能出窯，而且設(shè)置有極為復(fù)雜的風道(或火道)，由此現(xiàn)有隧道窯存在的主要問題是能耗高、成本高，同時現(xiàn)有的隧道窯需要設(shè)置冷卻帶，單窯的生產(chǎn)能力低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種用于冶煉的隧道窯，用該設(shè)備將爐料坯塊干燥、預(yù)熱和焙燒便于后續(xù)金屬的熔煉，實現(xiàn)節(jié)能減排，同時提高生產(chǎn)效率。
[0004]本實用新型提供了一種用于冶煉的隧道窯，包括窯體、設(shè)置在窯內(nèi)的軌道、以及設(shè)置在軌道上的窯車，其特征在于:該隧道窯沿窯體長度方向包括干燥段、預(yù)熱段和焙燒段，所述焙燒段的側(cè)壁設(shè)有開口，與熔煉爐連通，用于將焙燒的爐料卸入熔煉爐。窯體的形狀為直線型或曲線形，相應(yīng)的軌道也為直線型或曲線形。
[0005]進一步的是，在隧道窯的干燥段設(shè)置有哈風口，該哈風口與引風機相連，引風機進行拉風，使隧道窯內(nèi)的爐氣從窯尾向窯頭流動，并實現(xiàn)窯內(nèi)為負壓環(huán)境。負壓操作能有效的防止爐氣的跑、冒現(xiàn)象，便于廢氣污染處理、環(huán)境友好;負壓操作，安全性好；負壓操作還便于窯體和設(shè)備維修。負壓操作即控制窯內(nèi)壓力低于大氣壓，例如根據(jù)情況可將窯內(nèi)外的壓差控制在10_2000Pa。
[0006]所述隧道窯的窯頭還設(shè)有密封裝置，該密封裝置包括相對平行設(shè)置的兩道密封門，實現(xiàn)窯內(nèi)操作的全程全天候密封，因此更易實現(xiàn)對窯內(nèi)氣氛的控制。密封段的溫度為常溫O
[0007]隧道窯設(shè)置有與動力機構(gòu)相連的活動車底，作為窯頭密封裝置的組成部分，并用于將窯車推進窯內(nèi)。動力機構(gòu)選自液壓頂、步進機等類似裝置。
[0008]焙燒段的側(cè)壁設(shè)有開口，與熔煉爐連通，用于將焙燒的爐料直接卸入熔煉爐;從而能夠全部利用冶煉爐高溫爐氣的顯熱，熔煉爐不再需要余熱發(fā)電和其他余熱利用系統(tǒng)。
[0009]為了使得進入干燥、預(yù)熱和焙燒隧道窯的含CO爐氣充分燃燒，在干燥、預(yù)熱和焙燒隧道窯的焙燒段設(shè)置了二次風噴吹系統(tǒng)。吹入的二次風使熔煉爐的含有一定濃度CO的爐氣在窯內(nèi)完全燃燒，實現(xiàn)窯內(nèi)為氧化氣氛。在焙燒過程中，爐內(nèi)雖然處于氧化氣氛，但是，爐料塊內(nèi)部卻始終保持強烈的還原氣氛，使得爐料中的金屬氧化物，例如鐵的氧化物價位降低和少量的金屬鐵被還原出來(被固定在爐料塊中)，為熔煉爐的還原冶煉當了先行。理想的還原程度，金屬化率可接近100%，使得爐料的冶煉性能極佳。
[0010]在所述焙燒段的側(cè)壁的前述開口的相對位置安裝有高溫卸料裝置，當爐料達到預(yù)定位置時，不經(jīng)冷卻，即通過高溫卸料裝置將其卸入冶煉爐中。
[0011]所述隧道窯的尾部還設(shè)有窯車的冷卻段，該冷卻段與焙燒段通過窯尾密封裝置隔斷，而不設(shè)坯塊的冷卻段。窯車冷卻可通過自然冷卻或在隧道窯的尾部強制冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)冷卻。爐料經(jīng)干燥、預(yù)熱和焙燒后直接入熔煉爐，有效利用了爐料本身的顯熱，不要將爐料冷卻后再入爐，沒有這個過程的熱損失。現(xiàn)有技術(shù)一般都需要在燒成后對坯塊進行冷卻，本實用新型不設(shè)冷卻段，能夠大幅減少能耗。
[0012]由于窯頭、窯尾均設(shè)置密封裝置，窯道始終處于嚴格的密封狀態(tài)，這不同于任何隧道窯。
[0013]根據(jù)隧道窯的熱工過程，爐料塊在干燥段的溫度為常溫?80°C，在預(yù)熱段的溫度為80?600°C，在焙燒段的溫度為600?1200°C。
[0014]所述隧道窯內(nèi)設(shè)置有加熱管道，該加熱管道利用窯內(nèi)的爐氣熱量與通過所述管道通入的氣體進行熱交換，經(jīng)熱交換后被加熱的氣體用于熔煉爐的噴吹。經(jīng)熱交換后隧道窯排放的廢氣溫度為30?70°C，系統(tǒng)的熱損失很小，且對環(huán)境基本上不產(chǎn)生熱污染。
[0015]所述窯體的窯頭部分為鋼結(jié)構(gòu)，其余部分的墻體為耐火磚砌筑，窯的中間部分和窯車冷卻段的窯頂為陶瓷纖維棉吊頂，焙燒段的窯頂為耐火磚砌筑。在窯體的下部設(shè)有砂封溝，窯車上設(shè)有與砂封溝匹配的砂封刀。
[0016]窯體長度為50?150米，窯體的寬度為2?12米，窯體的高度為I?7米。
[0017]本實用新型的隧道窯適用于多種金屬原料的預(yù)處理，優(yōu)選鐵的氧化物。冶煉的鐵的氧化物可以使用含鐵品位大于55%(質(zhì)量百分比)的鐵精粉，其配加一定的燃料、添加劑形成爐料塊，燃料可選擇例如焦炭、煙煤、無煙煤。爐料的溫度達到500°C以上時發(fā)生自燃，產(chǎn)生大量的熱量，用以提高爐料本身的溫度和補充預(yù)熱、干燥所需熱量。自燃時間越長，還原反應(yīng)越充分，環(huán)境溫度越高(爐料所處的環(huán)境)，自燃的趨勢越強。
[0018]本實用新型中的干燥、預(yù)熱和焙燒步驟，使用隧道窯來完成。窯車裝載爐料塊進入隧道窯，在隧道窯內(nèi)完成干燥、預(yù)熱和焙燒后，將爐料塊卸到熔煉爐。具體來說:
[0019]干燥:干燥的目的是去除爐料塊中的重力水，溫度范圍為低于80°C。
[0020]預(yù)熱:預(yù)熱的目的是提高爐料塊的溫度，并去除物料中的毛細水和結(jié)晶水。溫度范圍為80?600°C。通過干燥，爐料塊已經(jīng)形成表面強度，預(yù)熱步驟的操作比較容易。
[0021]焙燒:焙燒的主要目的是更進一步提高爐料塊的溫度，焙燒的溫度范圍為600?1200°C。焙燒過程是爐料塊自燃和爐料塊被炙熱爐氣加熱的過程，隨著溫度越來越高，燃燒的趨勢越來越強;隨著自燃的時間越來越長，燃燒也越來越旺。
[0022]爐料塊的自燃，為本實用新型中爐料的一次燃燒，一次燃燒產(chǎn)生一定的熱量，同時會有少量的鐵的氧化物被還原。這個還原可能是使鐵的價位降低，或是少量的金屬鐵被還原出來，但是被固化在爐料塊中。
[0023]焙燒是在高溫條件下進行，爐料塊中儲備大量的碳，無論是氧氣還是二氧化碳氣體擴散進入爐料塊，都將發(fā)生燃燒和產(chǎn)生一氧化碳還原氣體來還原鐵的氧化物。
[0024]上述在隧道窯中完成的干燥、預(yù)熱和焙燒步驟中，爐料塊之間不產(chǎn)生相對運動，幾乎不產(chǎn)生粉塵，從而減少了廢氣(排出的爐氣)處理的負荷，環(huán)境友好。預(yù)熱、焙燒可采用爐料塊自燃進行加熱。炙熱的爐料塊被卸入熔煉爐，大大地減少了熔煉爐的熱負荷，使熔煉爐的熔煉變得輕松，從而提高了熔煉爐的產(chǎn)能。
[0025]本實用新型在爐料制備步驟之后，依次進行干燥、預(yù)熱和焙燒步驟，這是非常重要和很好的熱工過程。干燥、預(yù)熱和焙燒主要是利用熔煉爐