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1、(10)申请公布号 CN 102382921 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102382921 A *CN102382921A* (21)申请号 201110309525.X (22)申请日 2011.10.13 C21B 13/08(2006.01) (71)申请人 周广砥 地址 112401 辽宁省朝阳市建平县青峰镇政 府工业站 (72)发明人 周广砥 (74)专利代理机构 沈阳杰克知识产权代理有限 公司 21207 代理人 郑贤明 (54) 发明名称 节能环保还原转炉 (57) 摘要 本发明涉及一种节能环保还原转炉， 它包括 炉体、 还原装置、 冷却装置、 气体发生。
2、装置、 气体加 热装置和支架， 炉体包括风机和风道， 所述炉体、 还原装置和冷却装置在同一轴线上垂直上下排 列， 电动机带动旋转台使炉体旋转， 电动机和 电动机分别带动还原盘和冷却盘旋转， 使还原 和冷却速度快、 效率高， 采用砂封、 液封及耐火保 温层减少热量散失， 大大的节约了能源。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102382937 A1/1 页 2 1. 一种节能环保还原转炉， 它包括炉体 （10） 、 还原装置 （20） 、 冷却装置 （40） 、 气体发生 装置 （61） 、。
3、 气体加热装置 （62） 和支架 （70） ， 炉体 （10） 包括风机 （18） 和风道 （19） ， 其特征在 于 ： 所述炉体 （10） 、 还原装置 （20） 和冷却装置 （40） 在同一轴线上垂直上下排列 ； 炉体 （10） 安装在旋转台 （15） 上， 电动机 （51） 驱动旋转台 （15） 旋转， 在旋转台 （15） 下方的风道 （19） 上设有密封环 （16） ； 所述还原装置 （20） 为 ： 还原盘 （27） 的上方设有铁罩 （21） ， 铁罩 （21） 与支架 （70） 固定连接， 还原盘 （27） 的边缘设有砂封 （25） ， 砂封 （25） 与还原盘 （27） 固定连。
4、接， 在还原盘 （27） 的下方设有滚珠 （23） ， 滚珠 （23） 下方的对应位置设有滚 轮 （24） ， 电动机 （52） 驱动滚轮 （24） 滚动， 滚轮 （24） 带动还原盘 （27） 旋转 ； 所述冷 却装置 （40） 为 ： 冷却盘 （48） 的上方设有铁罩 （41） ， 铁罩 （41） 和支架 （70） 固定连接， 冷 却盘 （48） 的边缘设有液封 （45） ， 液封 （45） 与冷却盘 （48） 固定连接， 在冷却盘 （48） 的下方 设有滚珠 （43） 和喷淋装置 （47） ， 滚珠 （43） 下方的对应位置设有滚轮 （44） ， 电动机 （52） 驱动滚轮 （24） 滚。
5、动， 滚轮 （24） 带动冷却盘 （48） 旋转 ； 炉体 （10） 的出料口通过管 道 （17） 和还原装置 （20） 相通， 还原装置 （20） 通过密封导管 （28） 和冷却装置 （40） 相通， 冷 却装置 （40） 的出料口接有出料管 （34） ， 气体发生装置 （61） 和气体加热装置 （62） 连接， 气体 加热装置 （62） 通过保温管 （63） 和还原装置 （20） 相通。 2. 如权利要求 1 所述的节能环保还原转炉， 其特征在于 ： 所述还原盘 （27） 的上面和铁 罩 （21） 的内侧附有耐火保温层 （22） ， 在还原盘 （27） 和铁罩 （21） 构成的空腔内且靠近。
6、 出料口的一侧设有隔板 （26） ， 隔板 （26） 固定在铁罩 （21） 内侧的耐火保温层 （22） 上 ； 在冷却盘 （48） 和铁罩 （41） 构成的空腔内且靠近出料口的一侧设有隔板 （46） ， 隔板 （46） 固定在铁罩 （41） 上。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的节能环保还原转炉， 其特征在于 ： 在所述还原装置 （20） 和 冷却装置 （40） 的密封导管 （28） 上和冷却装置 （40） 的出料管 （34） 上设有控制装置 （30） ， 控制装置 （30） 包括 PLC 控制器 （37） 和两套相同的液压系统， 密封导管 （28） 和出料管 （34） 上分别设有一套液压。
7、系统， 密封导管 （28） 上的液压系统的结构为 ： PLC 控制器 （37） 和液压 缸 （32、 33） 通过导线连接 ； 在密封导管 （28） 上设有两个液压缸 （32、 33） ， 在两个液压缸 （32、 33） 的端部分别设有上堵塞 （35） 和下堵塞 （36） ， 上堵塞 （35） 和下堵塞 （36） 与液压缸 （32、 33） 通过转轴活动连接 ； 在密封导管 （28） 内设有触球 （31） ， 触球 （31） 通过导线与 PLC 控制 器 （37） 连接。 4. 如权利要求 1 所述的节能环保还原转炉， 其特征在于 ： 所述气体发生装置 （61） 为煤 气发生炉。 5. 如权利。
8、要求 1 所述的节能环保还原转炉， 其特征在于 ： 在所述炉体 （10） 的出口处设 有砂封 （14） ， 砂封 （14） 与炉体 （10） 固定连接。 6. 如权利要求 1 所述的节能环保还原转炉， 其特征在于 ： 在所述的炉体 （10） 出口处设 有一挡板 （12） ， 挡板 （12） 固定在支架 （70） 上。 权 利 要 求 书 CN 102382921 A CN 102382937 A1/3 页 3 节能环保还原转炉 技术领域 0001 本发明创造涉及一种还原海绵铁的生产设备， 特别涉及一种节能环保还原转炉。 背景技术 0002 目前， 海绵铁的生产设备都存在还原时间长， 还原不充分。
9、， 对原燃料要求苛刻等问 题。传统的隧道窑是单方向进， 单方向出， 前面有预热段， 中间有加热还原段， 尾部有冷却 段 ； 冷却段的热量白白浪费掉， 浪费了大量能源， 冷却速度慢， 生产效率低。 而且在海绵铁加 热和还原过程中， 因为海绵铁体积膨胀变化， 导致生产阻滞， 生产产量大大降低 ； 采用燃煤 加热， 不仅还原时间长， 而且耗煤量大， 通常还原 1 吨海绵铁， 需要 1.5 吨的燃煤， 一个周期 大约需要 48 小时左右， 因而导致生产成本高， 生产效率低， 现有的生产海绵铁的设备且都 存在还原后产生的尾气里有一氧化碳气体排入大气中， 不能充分利用， 污染了环境， 浪费了 能源。 发明。
10、内容 0003 本发明创造的目的是提供一种节能环保还原转炉， 它还原时间短， 还原充分， 生产 效率高， 节约能源， 对环境污染小。 0004 本发明创造的技术方案 ： 一种节能环保还原转炉， 它包括炉体、 还原装置、 冷却装 置、 气体发生装置、 气体加热装置和支架， 炉体包括风机和风道， 其特征在于 ： 所述炉体、 还 原装置和冷却装置在同一轴线上垂直上下排列 ； 炉体安装在旋转台上， 电动机驱动旋转 台旋转， 在旋转台下方的风道上设有密封环 ； 所述还原装置为 ： 还原盘的上方设有铁罩， 铁罩与支架固定连接， 还原盘的边缘设有砂封， 砂封与还原盘固定连接， 在还原盘的 下方设有滚珠， 滚。
11、珠下方的对应位置设有滚轮， 电动机驱动滚轮滚动， 滚轮带 动还原盘旋转 ； 所述冷却装置为 ： 冷却盘的上方设有铁罩， 铁罩和支架固定连接， 冷却 盘的边缘设有液封， 液封与冷却盘固定连接， 在冷却盘的下方设有滚珠和喷淋装置， 滚珠 下方的对应位置设有滚轮， 电动机驱动滚轮滚动， 滚轮带动冷却盘旋转 ； 炉体的 出料口通过管道和还原装置相通， 还原装置通过密封导管和冷却装置相通， 冷却装置的出 料口接有出料管， 气体发生装置和气体加热装置连接， 气体加热装置通过保温管和还原装 置相通。 0005 所述还原盘的上面和铁罩的内侧附有耐火保温层， 在还原盘和铁罩构成的空 腔内且靠近出料口的一侧设有隔。
12、板， 隔板固定在铁罩内侧的耐火保温层上 ； 在冷却 盘和铁罩构成的空腔内且靠近出料口的一侧设有隔板， 隔板固定在铁罩上。 0006 在所述还原装置和冷却装置的密封导管上和冷却装置的出料管上设有控制装置， 控制装置包括 PLC 控制器和两套相同的液压系统， 密封导管和出料管上分别设有一套液压 系统， 密封导管上的液压系统的结构为 ： PLC 控制器和液压缸通过导线连接 ； 在密封导管上 设有两个液压缸， 在两个液压缸的端部分别设有上堵塞和下堵塞， 上堵塞和下堵塞与液压 缸通过转轴活动连接 ； 在密封导管内设有触球， 触球通过导线与 PLC 控制器连接。 说 明 书 CN 102382921 A 。
13、CN 102382937 A2/3 页 4 0007 所述气体发生装置为煤气发生炉。 0008 在所述炉体的出口处设有砂封， 砂封与炉体固定连接。 0009 在所述的炉体出口处设有一挡板， 挡板固定在支架上。 0010 本发明创造的有益效果 ： 节能环保还原转炉采用炉体、 还原装置和冷却装置在同 一轴线上垂直上下排列， 节省资源， 占用空间小 ； 采用电动机分别带动炉体、 还原盘和冷却 盘旋转， 使还原和冷却速度快、 生产效率高 ； 采用砂封、 液封及耐火保温层减少热量散失， 大 大的节约了能源 ； 在出料口处分别设有挡板和隔板。 增加出料速率 ； 采用PLC控制器和液压 控制系统密闭效果更好。
14、， 防止还原气体和炉体内还原后产生的尾气流窜， 影响还原效果 ； 气 体发生装置中的煤气发生炉代替了传统的气体装置， 采用碳和水作为原料在高温高压下， 不仅产生一氧化碳， 而且还产生氢气， 氢气对于海绵铁同样具有还原作用， 其还原后的产物 水对环境没有任何污染， 因为还原气体浓度高， 还原效率也随之大大提高。 附图说明 0011 图 1 为本发明创造的结构示意图。 0012 10-炉体 ： 11-进料口 ； 12-挡板 ； 13-加热炉 ； 14-砂封 ； 15-旋转台 ； 16-密封环 ； 17- 管道 ； 18- 风机 ； 19- 风道 ； 20- 还原装置 ： 21- 铁罩 ； 22- 。
15、耐火保温层 ； 23- 滚珠 ； 24- 滚轮 ； 25- 砂封 ； 26- 隔板 ； 27- 还原盘 ； 28- 密封导管 ； 30- 控制装置 ： 31- 触球 ； 32- 液压缸 ； 33- 液压缸 ； 34- 出料管 ； 35- 上堵塞 ； 36- 下 堵塞 ； 37-PLC 控制器 ； 40- 冷却装置 ： 41- 铁罩 ； 42- 耐火保温层 ； 43- 滚珠 ； 44- 滚轮 ； 45- 液封 ； 46- 隔板 ； 47- 喷淋装置 ； 48- 冷却盘 ； 51- 电动机 ； 52- 电动机 ； 53- 电动机 ； 61- 气体发生装置 ； 62- 气体加热装置 ； 63- 保温。
16、管 ； 70- 支架。 具体实施方式 0013 一种节能环保还原转炉， 它包括炉体 （10） 、 还原装置 （20） 、 冷却装置 （40） 、 气体发 生装置 （61） 、 气体加热装置 （62） 和支架 （70） ， 炉体 （10） 包括风机 （18） 和风道 （19） ， 所述炉 体 （10） 、 还原装置 （20） 和冷却装置 （40） 在同一轴线上垂直上下排列 ； 炉体 （10） 安装在旋转 台 （15） 上， 电动机 （51） 驱动旋转台 （15） 旋转， 在旋转台 （15） 下方的风道 （19） 上设有密 封环 （16） ； 所述还原装置 （20） 为 ： 还原盘 （27） 的上。
17、方设有铁罩 （21） ， 铁罩 （21） 与支架 （70） 固定连接， 还原盘 （27） 的边缘设有砂封 （25） ， 砂封 （25） 与还原盘 （27） 固定连接， 在还原盘 （27） 的下方设有滚珠 （23） ， 滚珠 （23） 下方的对应位置设有滚轮 （24） ， 电动 机 （52） 驱动滚轮 （24） 滚动， 滚轮 （24） 带动还原盘 （27） 旋转 ； 所述冷却装置 （40） 为 ： 冷却盘 （48） 的上方设有铁罩 （41） ， 铁罩 （41） 和支架 （70） 固定连接， 冷却盘 （48） 的边 缘设有液封 （45） ， 液封 （45） 与冷却盘 （48） 固定连接， 在冷却盘。
18、 （48） 的下方设有滚珠 （43） 和喷淋装置 （47） ， 滚珠 （43） 下方的对应位置设有滚轮 （44） ， 电动机 （52） 驱动滚轮 （24） 滚动， 滚轮 （24） 带动冷却盘 （48） 旋转 ； 炉体 （10） 的出料口通过管道 （17） 和还原装 说 明 书 CN 102382921 A CN 102382937 A3/3 页 5 置 （20） 相通， 还原装置 （20） 通过密封导管 （28） 和冷却装置 （40） 相通， 冷却装置 （40） 的出 料口接有出料管 （34） ， 气体发生装置 （61） 和气体加热装置 （62） 连接， 气体加热装置 （62） 通 过保温管 。
19、（63） 和还原装置 （20） 相通。 0014 所述还原盘 （27）的上面和铁罩 （21）的内侧附有耐火保温层 （22） ， 在还原盘 （27） 和铁罩 （21） 构成的空腔内且靠近出料口的一侧设有隔板 （26） ， 隔板 （26） 固定 在铁罩 （21） 内侧的耐火保温层 （22） 上 ； 在冷却盘 （48） 和铁罩 （41） 构成的空腔内且靠 近出料口的一侧设有隔板 （46） ， 隔板 （46） 固定在铁罩 （41） 上。 0015 在所述还原装置 （20） 和冷却装置 （40） 的密封导管 （28） 上和冷却装置 （40） 的出料 管 （34） 上设有控制装置 （30） ， 控制装置 。
20、（30） 包括 PLC 控制器 （37） 和两套相同的液压系统， 密封导管 （28） 和出料管 （34） 上分别设有一套液压系统， 密封导管 （28） 上的液压系统的结 构为 ： PLC 控制器 （37） 和液压缸 （32、 33） 通过导线连接 ； 在密封导管 （28） 上设有两个液压 缸 （32、 33） ， 在两个液压缸 （32、 33） 的端部分别设有上堵塞 （35） 和下堵塞 （36） ， 上堵塞 （35） 和下堵塞 （36） 与液压缸 （32、 33） 通过转轴活动连接 ； 在密封导管 （28） 内设有触球 （31） ， 触 球 （31） 通过导线与 PLC 控制器 （37） 连接。
21、。 0016 所述气体发生装置 （61） 为煤气发生炉。 0017 在所述炉体 （10） 的出口处设有砂封 （14） ， 砂封 （14） 与炉体 （10） 固定连接。 0018 在所述的炉体 （10） 出口处设有一挡板 （12） ， 挡板 （12） 固定在支架 （70） 上。 0019 滚珠呈环状均匀的排布在还原盘和冷却盘的下方， 滚珠下方的对应位置可设有多 个滚轮， 不仅对还原盘和冷却盘起支撑作用， 而且可以增加动力驱使还原盘和冷却盘的转 动速率。 0020 工作原理 ： 电动机 （51） 驱动炉体 （10） 旋转， 炉体外侧连接砂封的铁板固定不 动 ； 电动机 （52） 和电动机 （53）。
22、 分别带动滚轮 （24、 44） 旋转， 滚轮 （24、 44） 进而带动滚 珠 （23、 43） 使还原盘 （27） 和冷却盘 （48） 分别旋转， 而铁罩 （21、 41） 与支架 （70） 固定连接。 海绵铁经过进料口 （11） 落入到炉体内， 被加热炉 （13） 加热。随着炉体 （10） 的旋转， 挡板 （12） 将海绵铁刮入到管道 （17） ， 海绵铁经过管道 （17） 流入到由铁罩 （21） 、 砂封 （25） 和 还原盘 （27） 构成的密闭腔内。同时被加热的一氧化碳和氢气充入到密闭腔内， 这时海绵铁 与一氧化碳和氢气发生氧化还原反应， 还原铁， 产生二氧化碳气体和水， 由一氧化。
23、碳 氢气、 二氧化碳和水蒸气组成的混和气体在上升过程中， 一氧化碳和氢气继续与海绵铁发生氧化 还原反应， 还原铁， 混和气体进入加热室时， 海绵铁在下降过程中被加热， 上升到炉顶的尾 气二氧化碳和水蒸气等混合气体经上排气口排入风道。随着还原盘 （27） 的旋转， 被还原的 海绵铁经离心分散到还原盘 （27） 的边缘， 随后被隔板 （26） 刮入到密封导管 （28） 内。当 海绵铁碰到触球 （31） 时， PLC 控制器 （37） 控制液压缸 （32） ， 使上堵塞 （35） 封闭管口， 同时 PLC 控制器 （37） 控制液压缸 （33） ， 使下堵塞 （36） 打开管口， 海绵铁往下流动 ；。
24、 当海 绵铁脱离触球 （31） 时， PLC 控制器 （37） 控制液压缸 （32） ， 使上堵塞 （35） 打开管口， 同 时 PLC 控制器 （37） 控制液压缸 （33） ， 使下堵塞 （36） 封闭管口， 海绵铁停止往下流动。随 着海绵铁流入到由铁罩 （21） 、 砂封 （25） 和冷却盘 （48） 构成的密闭腔内后， 打开喷淋装 置 （47） 进行冷却， 被冷却的海绵铁经离心分散到冷却盘 （48） 的边缘， 随后被隔板 （46） 刮入 到出料管 （34） 内， 被充分还原的海绵铁经出料管 （34） 流出。出料管 （34） 和密封导管 （28） 上液压系统的控制方式相同。 说 明 书 CN 102382921 A CN 102382937 A1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102382921 A 。