一种电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置的制作方法

本技术涉及金属制备绿色工艺，特别提供了一种电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置。

背景技术：

1、高炉-转炉-连铸是目前占主导地位的钢铁生产流程。高炉生产的金属铁占世界总产量的95％以上。这一碳热还原过程可以高效率的生产金属铁，但同时产生了大量的二氧化碳气体，整个钢铁生产过程中的二氧化碳排放占到全球总排放量的8％，其被认为是造成温室效应的主要来源。

2、目前国内外生产海绵铁的工艺主要有气基还原法和煤基还原法二种，气基法具有还原速度块，产品质量好等优点，但气基法生产海绵铁工艺的主导条件要有丰富的天然气，在天然气匮乏的地区不能采用，且本身的价格和转化成本较高，而我国的天然气储备量还比较少，因此，该工艺尚不适合我国海绵铁的生产。煤基法是用煤为还原剂直接对氧化铁进行还原，目前煤基法比较成熟的直接还原工艺主要有回转窑法、隧道窑法、转底炉法和竖炉法。但目前这些方法内外设施较多，一次性投资较大，维护费用高，对原料的要求苛刻，操作控制困难，热效率低，影响经济效益，制约了海绵铁的发展。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，利用风电、光伏等不稳定电能，电解出高纯度铁水，再经对辊离心机甩成海绵铁粉，可作为金属燃料、除氧剂等，这种方法优化、精简了大量设备，提高了生产效率，且无温室气体排放。

2、本实用新型是这样实现的，提供一种电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，包括电解槽和对辊离心机，电解槽上端设有可打开的盖板，盖板上端设有下料器，在盖板上贯穿连接阳极钢棒，阳极钢棒的下端连接阳极炭块，盖板的内壁中部吊接打壳锤头，电解槽的槽底设有底部炭块，电解槽的侧壁下端贯穿连接阴极钢棒，阴极钢棒位于电解槽内部的一端与底部炭块连接，电解槽通过气体收集管道与氧气净化存储系统连接、通过铁水输送组件与对辊离心机连接。

3、优选的，在所述电解槽的内侧壁设有绝缘层，槽底设有保温耐火层。

4、进一步优选，还包括原料外部收集系统、配料系统和回用料渣系统，原料外部收集系统和回用料渣系统均与配料系统连接，配料系统与所述电解槽的下料器通过电解物料管道连接。

5、进一步优选，设有所述风电/光伏供电系统与所述阳极钢棒和所述阴极钢棒连接。

6、进一步优选，所述电解槽与所述对辊离心机之间，设有钢包。

7、进一步优选，所述对辊离心机的出口通过海绵铁粉管道与储存仓库连接。

8、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

9、1、物料种类：本系统原料来源为一部分外部收集，大部分来源于大系统本身燃料铁粉燃烧后产物氧化铁，铁粉作为能源载体循环利用，零损耗。

10、2、能源转化：本系统利用风电、光伏等不稳定电能，将电能用于电解氧化铁，即将不稳定能源就地消耗，减去能源运输成本，将能源最大化利用。

11、3、铁粉纯度：本装置电解出铁粉纯度达到99.9％以上，除作为燃料金属和除氧剂以外，仍可以用于更加严格的场合，比如航空航天等。

12、4、能耗分析：传统高炉炼铁工艺吨铁消耗能量是5154kwh，电解熔融化铁的能耗3400～4800kwh，且随着核能、风力、水力等新能源逐渐替代煤电，电解熔融氧化铁的流程的成本优势将逐渐显现。

13、5、制粉工艺：通过离心的方式将铁水制成海绵铁粉。

14、6、绿色环保：本装置生产过程中零碳排放，且电解过程中阳极产品为氧气，可作为资源再利用。

技术特征：

1.一种电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，其特征在于，包括电解槽(6)和对辊离心机(8)，电解槽(6)上端设有可打开的盖板(6-7)，盖板(6-7)上端设有下料器(6-1)，在盖板(6-7)上贯穿连接阳极钢棒(6-2)，阳极钢棒(6-2)的下端连接阳极炭块(6-3)，盖板(6-7)的内壁中部吊接打壳锤头(6-9)，电解槽(6)的槽底设有底部炭块(6-5)，电解槽(6)的侧壁下端贯穿连接阴极钢棒(6-4)，阴极钢棒(6-4)位于电解槽(6)内部的一端与底部炭块(6-5)连接，电解槽(6)通过气体收集管道与氧气净化存储系统(11)连接、通过铁水输送组件与对辊离心机(8)连接。

2.根据权利要求1所述的电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，其特征在于，在所述电解槽(6)的内侧壁设有绝缘层(6-6)，槽底设有保温耐火层(6-8)。

3.根据权利要求1所述的电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，其特征在于，还包括原料外部收集系统(1)、配料系统(4)和回用料渣系统(5)，原料外部收集系统(1)和回用料渣系统(5)均与配料系统(4)连接，配料系统(4)与所述电解槽(6)的下料器(6-1)通过电解物料管道(3)连接。

4.根据权利要求1所述的电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，其特征在于，设有风电/光伏供电系统(2)与所述阳极钢棒(6-2)和所述阴极钢棒(6-4)连接。

5.根据权利要求1所述的电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，其特征在于，所述电解槽(6)与所述对辊离心机(8)之间，设有钢包(7)。

6.根据权利要求1所述的电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，其特征在于，所述对辊离心机(8)的出口通过海绵铁粉管道(9)与储存仓库(10)连接。

技术总结本技术涉及金属制备绿色工艺技术领域，特别提供了一种电解熔融氧化铁制取高纯度海绵铁的装置，包括电解槽和对辊离心机，电解槽上端设有盖板，盖板上端设有下料器，在盖板上贯穿连接阳极钢棒，阳极钢棒的下端连接阳极炭块，盖板的内壁中部吊接打壳锤头，电解槽的槽底设有底部炭块，电解槽的侧壁下端贯穿连接阴极钢棒，阴极钢棒位于电解槽内部的一端与底部炭块连接，电解槽通过气体收集管道与氧气净化存储系统连接、通过铁水输送组件与对辊离心机连接。本技术利用风电、光伏等不稳定电能，电解出高纯度铁水，再经对辊离心机甩成海绵铁粉，可作为金属燃料、除氧剂等，这种方法优化、精简了大量设备，提高了生产效率，且无温室气体排放。技术研发人员：郭蓉,于雷,王雅,黄屾,陶健受保护的技术使用者：中源美城（辽宁）科技发展有限公司技术研发日：20230928技术公布日：2024/5/9