本实用新型涉及熔融还原工艺用还原剂输送设备技术领域，具体涉及一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置。
背景技术：
hismelt熔融还原技术是世界上唯一种完全不使用焦炭、烧结及球团工艺的冶金技术，hismelt熔融还原工艺还原剂制备系统制备出粒度在3mm及以下的还原剂，通过还原剂喷吹系统直接将还原剂喷入熔融还原炉内，熔融还原冶炼过程为高温还原反应，熔池温度需要保持1400℃左右，还原剂作为熔融还原炉热量来源，并将铁氧化物进行还原。
一座设计年产量80万吨的熔融还原炉，设计还原剂配比600-800kg/tfe，年喷吹量48-64万吨，每小时喷吹量为60-73吨，需要一套可靠的喷吹系统来满足熔融还原炉对还原剂喷吹的需求。如果还原剂喷吹装置出现设备故障或喷吹不稳定，将不能保证还原剂均匀、连续、稳定的喷入炉内，导致炉内失去热量来源，高温熔池冷却，炉内铁水将会凝固，最终会导致停炉，造成巨大的经济损失。
中国国家知识产权局公开了一个申请号为201220415654.7的专利，该方案包括并列排布的多个喷吹罐、设置在每个喷吹罐底部的流化罐、与每个喷吹罐出口相连的喷吹支管、设置在每个喷吹支管上的喷煤阀、喷吹总管、与每个喷吹罐相连的充压管路、充压阀、与每个喷吹罐相连的稳压管路、设稳压阀、补气管路、补气调节阀、煤粉流量调节阀、及煤粉流量计。该喷吹总管竖直设置。该粉流量调节阀和煤粉流量计自下而上设置在喷吹总管上。补气管路连接于喷吹总管的底端，补气调节阀设置在喷吹总管上，且设在多个喷吹支管与喷吹总管连接处的下方。该喷吹系统既可实现煤粉均匀稳定喷吹以及喷吹量精确控制，也可满足煤粉浓相输送技术，达到低气体消耗、较少的管路磨损的效果。
该套装置虽然可以实现高炉系统中进行使用，但是若应用于熔融还原工艺中使用，则直接的暴露出了该技术的问题,表现在以下方面：
第一，现有高炉冶炼过程中，煤粉喷吹量较少只有100-200kg/tfe，而熔融还原冶炼过程需要还原剂配比600-800kg/tfe，远无法满足熔融还原工艺需要；
第二，该装置主要是计量螺旋和煤粉喷射装置的设计，通过调节气量的大小来控制控制喷吹量，但是易出现喷吹流量的波动变化，造成堵塞喷吹管道；以及无法实现均匀、连续、稳定的向熔融还原炉内输送还原剂，且操作不便。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，用以解决传统技术中的高炉喷吹系统喷吹量小，满足不了熔融还原工艺使用；易出现喷吹流量的波动变化，造成堵塞喷吹管道；以及无法实现均匀、连续、稳定的向熔融还原炉内输送还原剂的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，包括由上部直筒段和下部锥筒段组成的喷吹罐以及氮气供应管道；所述直筒段的顶部安装有圆顶阀，所述锥筒段的出料口连接有旋转给料器，所述氮气供应管道包括并联设置的第一支路及第二支路，所述第一支路包括连接于所述直筒段顶部的氮气冲压管道和连接于旋转给料器侧部的氮气喷吹管道，所述第二支路包括连接于所述锥筒段上的氮气流化管道和连接于所述旋转给料器上的氮气吹扫管道。
作为一种优化的方案，所述氮气流化管道设有若干条，且均布与所述锥筒段的周壁上，且每条所述氮气流化管道均设有单向止回阀。
作为一种优化的方案，所述氮气吹扫管道还设有两条分别与所述旋转给料器上的侧部和底部相连接的支路，且每个支路上均设有所述单向止回阀。
作为一种优化的方案，所述直筒段的侧部插装有第一料位开关，所述锥筒段的侧部插装有第二料位开关。
作为一种优化的方案，所述第一支路上沿进气方向依次设有气动切断阀、流量计、气动调节阀以及第一压力变送器，所述第一支路的出口端分别连接所述氮气冲压管道和所述氮气喷吹管道。
作为一种优化的方案，所述第二支路上沿进气方向依次设有气动切断阀和金属气源软管，所述第二支路的出口端分别连接所述氮气流化管道和所述氮气吹扫管道。
作为一种优化的方案，所述直筒段的顶部还设有放散法兰接口以及与所述氮气冲压管道相连接的充压法兰接口。
作为一种优化的方案，所述直筒段的侧部还设有人孔，及均布于所述直筒段周壁上的称重传感器。
作为一种优化的方案，所述旋转给料器的底部还设有还原剂出口，所述还原剂出口连接还原剂喷吹管线。
作为一种优化的方案，所述圆顶阀的进料口连接有还原剂下料管道。
作为一种优化的方案，所述圆顶阀为充气式密封圆顶阀结构，包括阀体内球形阀顶和密封装置。
作为一种优化的方案，所述圆顶阀上还连接有喷淋水管道，所述喷淋水管道上连接有手动球阀。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
有效控制还原剂喷吹流量波动变化，最大程度的避免还原剂输送管线堵塞事故的发生，实现均匀、连续、稳定的向熔融还原炉内输送还原剂；
并根据熔融还原炉的反应炉况及时调整还原剂喷吹量，实现熔融还原炉的反应炉况的控制和快速调整；
系统运行稳定，提高工作过程中的稳定性；部件少，工序简便，且故障率低；结构简单，使用寿命长；操作控制简便，易于大规模制造与安装，应用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1-直筒段；2-锥筒段；3-下料管道；4-圆顶阀；5-密封装置；6-手动球阀；7-放散法兰接口；8-充压法兰接口；9-人孔；10-第一料位开关；11-称重传感器；12-氮气供应管道；13-氮气流化管道；14-单向止回阀；15-旋转给料器；16-还原剂出口；17-氮气充压管道；18-氮气喷吹管道；19-氮气吹扫管道；20-第一压力变送器；21-第一气动切断阀；22-流量计；23-气动调节阀；24-第二压力变送器；25-第二气动切断阀；26-金属气源软管；27-第二料位开关。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，熔融还原工艺还原剂复合输送装置，包括由上部直筒段1和下部锥筒段2组成的喷吹罐以及氮气供应管道12；直筒段1的顶部安装有圆顶阀4，锥筒段2的出料口连接有旋转给料器15，氮气供应管道12包括并联设置的第一支路及第二支路，第一支路包括连接于直筒段1顶部的氮气冲压管道17和连接于旋转给料器15侧部的氮气喷吹管道18，第二支路包括连接于锥筒段2上的氮气流化管道13和连接于旋转给料器15上的氮气吹扫管道19。
氮气流化管道13设有若干条，且均布与锥筒段2的周壁上，且每条氮气流化管道13均设有单向止回阀14。
氮气吹扫管道19还设有两条分别与旋转给料器15上的侧部和底部相连接的支路，且每个支路上均设有单向止回阀14。
直筒段1的侧部插装有第一料位开关10，锥筒段2的侧部插装有第二料位开关27。
第一支路上沿进气方向依次设有第一气动切断阀21、流量计22、气动调节阀23以及第二压力变送器24，第一支路的出口端分别连接氮气冲压管道17和氮气喷吹管道18。
第二支路上沿进气方向依次设有第二气动切断阀25和金属气源软管26，第二支路的出口端分别连接氮气流化管道13和氮气吹扫管道19。
直筒段1的顶部还设有放散法兰接口7以及与氮气冲压管道17相连接的充压法兰接口8。
直筒段1的侧部还设有人孔9，及均布于直筒段1周壁上的称重传感器11。
旋转给料器15的底部还设有还原剂出口16，还原剂出口16连接还原剂喷吹管线。
圆顶阀4的进料口连接有还原剂下料管道3。
圆顶阀4为充气式密封圆顶阀4结构，包括阀体内球形阀顶和密封装置5。
圆顶阀4上还连接有喷淋水管道，喷淋水管道上连接有手动球阀6。
整套还原剂喷吹罐对还原剂的填充及喷吹控制由dcs控制系统远程自动实现。
该装置主要包括直筒段1、下部锥筒段2及底部出口连接的旋转给料器15、以及氮气供应管道分配等。
直筒段1为圆柱体结构，底部直径设计尺寸为2-6m，设计垂直高度为1.5-5m，有效容积为5-10m3，装置外壳材质选择不锈钢，厚度为：20-80mm，表面采用40mm岩棉保温,岩棉用不锈钢薄片对岩棉进行固定。
装置顶部安装圆顶阀并配套喷淋水管道、放散法兰接口7、充压法兰接口8，装置直筒段侧壁中上部装有第一料位开关10、压力变送器20，中部安装有人孔9，人孔9为法兰口，下部装有称重系统。
顶部安装圆顶阀连接还原剂下料管道3和喷吹罐装置顶部，下料管道3上部连接还原剂存储装置。圆顶阀尺寸为dn300，采用独特的充气式密封圆顶阀结构，包括阀体内球形阀顶和密封装置5，球形阀顶由配套执行机构控制在阀体内部90°范围内旋转，控制阀门的打开和关闭。密封装置5连接氮气充压和泄压回路，由两位三通电磁阀控制密封装置5的充压和泄压。当执行机构控制阀门打开时，还原剂存储罐装置内的还原剂可在重力作用下由下料管道3进入喷吹罐装置内部，当圆顶阀门关闭时，两位三通电磁阀控制打开密封装置5充压回路，使圆顶阀密封。圆顶阀在喷吹系统环境下提供可靠的执行驱动和装置密封。
圆顶阀配套喷淋水管道安装有手动球阀6，正常使用时保持打开状态，是用来对圆顶阀进行降温冷却，提高圆顶阀密封装置5的使用寿命。
放散法兰接口7通过放散管道连接还原剂存储装置，放散法兰接口7为不锈钢材质，连接放散管道，其作用是平衡还原剂存储装置和喷吹罐装置内的气体压力，保证还原剂在重力作用下落料的连续正常。放散管道上装有平衡圆顶阀，控制放散管道的正常通断。
充压法兰接口8通过装置充压氮气管道17连接氮气供应总管道12和装置氮气喷吹管道18。充压法兰接口8为不锈钢材质，连接充压管道，可起到的作用是既能平衡旋转给料器15两侧包括直筒段1内部和给料器下部的压力，又能对喷吹罐装置内部进行氮气充压，保证旋转给料器15的正常连续喂料。
第一料位开关10位于直筒段侧壁中上部位置，设计其插深为100-500mm，固定连接接口尺寸为dn25,防护等级为ip65。第一料位开关10检测还原剂在喷吹装置内的料位情况，当料位开关探头检测到喷吹装置还原剂高料位时，输出高料位信号，联锁控制停止向喷吹装置内填充还原剂。
压力变送器量程为0-10bar，输出4-20ma模拟量电流信号，用于检测还原剂喷吹罐装置内部压力。
人孔9法兰为钢材质，可通过人孔9进入到喷吹罐装置主体内部进行检修维护。
称重系统包括4套称重传感器11，称重传感器11安装在直筒段1下部，沿喷吹罐装置的中轴线均匀分布。称重传感器11量程为0-8t，可实时在线检测还原剂填充量和下料量，并将重量反馈信号远传至dcs控制系统内部，通过逻辑运算指导旋转给料器15的给料量调整。
喷吹罐装置下部锥筒段2为倒三角漏斗形，设计高度为1.5-8m，母线锥度为35-85°，设计有限容积为2-10m3。外壳材质选择不锈钢，厚度为：20-80mm，表面采用岩棉保温,岩棉用不锈钢薄片对岩棉进行固定。锥筒段中部安装有氮气流化回路，下部侧壁安装第二料位开关27，底部通过法兰直接连接旋转给料器15,旋转给料器15侧壁连接装置氮气喷吹管道18，旋转给料器15底部连接吹扫氮气管道19，旋转给料器15底部还原剂出口16通过法兰盘连接还原剂喷吹管线。
氮气流化回路连接旋转给料器吹扫氮气管道19及氮气流化回路管道，气流化回路分配8路相同的氮气流化管道13，8路氮气流化管道13沿喷吹罐装置中轴线均匀分布，每路氮气流化管道13上都安装单向止回阀14，可有效防止还原剂进入流化管道，堵塞氮气流化管道。
第二料位开关27位于喷吹罐装置锥筒段下部侧壁位置，设计其插深为100-500mm，有效检测长度为10-200mm，固定连接接口尺寸为dn25,防护等级为ip65。第二料位开关27检测还原剂在喷吹罐装置内的底部料位情况，当料位开关探头检测到喷吹罐装置还原剂低料位时，输出低料位信号，联锁控制开始向喷吹罐装置内填充还原剂。
旋转给料器15位于装置最底部，直接连接到锥筒段底部法兰。采用立式轴向旋转给料方式，给料机连接驱动电机，采用变频控制。旋转给料机上带有沿其中轴线均匀分布且完全相同的旋转给料口，旋转给料口由还原剂喷吹罐装置下部锥筒段2填充还原剂，给料口绕着给料机旋转移动到还原剂喷吹管线一侧，当旋转到输送管线时，氮气喷吹管道的氮气将给料口中的还原剂吹扫到喷吹管线内，由于旋转给料口连续填充还原剂，旋转给料器15提供了一个可靠的给料速度。旋转给料器15通过使用给料校准因数和改变旋转速度控制给料速度。给料校准因数是每转一圈，系统还原剂给料量，单位是千克/转，通过还原剂喷吹罐装置称重系统和测量旋转给料器15的转数，调整给料校准因数。为了实现还原剂喷吹速度和调整校准因数，需要改变控制给料速度以确定的还原剂给料量。
装置氮气喷吹管道18连接旋转给料器15侧壁，管径为4"nb，材质为不锈钢，可向还原剂喷吹管线内提供喷吹氮气。
吹扫氮气管道分成三条吹扫氮气支路，其中一条连接氮气流化管道13，另外两个分别对旋转给料器15的侧部和底部提供氮气，进行吹扫、流化，并使旋转给料器15两侧压力均衡，保证旋转给料器15连续正常落料，材质为不锈钢，其中在下部和下部两条吹扫氮气支路上分别装有单向止回阀14，可有效防止还原剂进入吹扫氮气支路，进而堵塞吹扫氮气管道。
氮气供应管道分配是氮气供应总管道12分成两条氮气支路，其中第一支路上安装气动切断阀21、流量计22、气动调节阀23、压力变送器24，材质为不锈钢，分别连接氮气充压管道17和氮气喷吹管道18。
第二支路上安装有气动切断阀25，分别连接装置下部锥筒段2氮气流化回路和旋转给料器15氮气吹扫管道19，靠近装置位置氮气支路以金属气源软管26相连。
氮气供应总管道12材质为不锈钢，氮气供应压力为10bar。
气动调节阀23自动反馈控制阀门开度，开度范围为0-100％，输出4-20ma电流信号。
流量计22采用差压式压力变送器，检测相应管道氮气输送流量，检测量程为0-500nm3/min，输出4-20ma电流信号。
压力变送器检测相应管道氮气压力，量程为0-10bar，输出4-20ma电流信号。
涉及到的其他结构属于日常所常见的，属于本领域技术人员所公知的，因此在此不多赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
1.一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：包括由上部直筒段(1)和下部锥筒段(2)组成的喷吹罐以及氮气供应管道(12)；所述直筒段(1)的顶部安装有圆顶阀(4)，所述锥筒段(2)的出料口连接有旋转给料器(15)，所述氮气供应管道(12)包括并联设置的第一支路及第二支路，所述第一支路包括连接于所述直筒段(1)顶部的氮气冲压管道(17)和连接于旋转给料器(15)侧部的氮气喷吹管道(18)，所述第二支路包括连接于所述锥筒段(2)上的氮气流化管道(13)和连接于所述旋转给料器(15)上的氮气吹扫管道(19)。
2.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述氮气流化管道(13)设有若干条，且均布于所述锥筒段(2)的周壁上，且每条所述氮气流化管道(13)均设有单向止回阀(14)。
3.根据权利要求2所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述氮气吹扫管道(19)还设有两条分别与所述旋转给料器(15)上的侧部和底部相连接的支路，且每个支路上均设有所述单向止回阀(14)。
4.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述直筒段(1)的侧部插装有第一料位开关(10)，所述锥筒段(2)的侧部插装有第二料位开关(27)。
5.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述第一支路上沿进气方向依次设有第一气动切断阀(21)、流量计(22)、气动调节阀(23)以及第一压力变送器(20)，所述第一支路的出口端分别连接所述氮气冲压管道(17)和所述氮气喷吹管道(18)。
6.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述第二支路上沿进气方向依次设有第二气动切断阀(25)和金属气源软管(26)，所述第二支路的出口端分别连接所述氮气流化管道(13)和所述氮气吹扫管道(19)。
7.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述直筒段(1)的顶部还设有放散法兰接口(7)以及与所述氮气冲压管道(17)相连接的充压法兰接口(8)。
8.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述直筒段(1)的侧部还设有人孔(9)，及均布于所述直筒段(1)周壁上的称重传感器(11)。
9.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述旋转给料器(15)的底部还设有还原剂出口(16)，所述还原剂出口(16)连接有还原剂喷吹管线。
10.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂复合输送装置，其特征在于：所述圆顶阀(4)上还连接有喷淋水管道，所述喷淋水管道上连接有手动球阀(6)。
技术总结