本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙工藝制球生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)底爐是一個(gè)底部可以轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形高溫窯爐，燒嘴布于爐膛上部，燃料經(jīng)燒嘴燃燒后產(chǎn)生熱量，通過(guò)輻射傳熱的方式將熱量傳遞至爐底物料。目前，轉(zhuǎn)底爐主要用來(lái)還原某一種含鐵資源，如鋼鐵廠(chǎng)粉塵、釩鈦礦、紅土鎳礦、鉻鐵礦、含鐵冶金渣等單一原料，轉(zhuǎn)底爐具體工藝流程為：將某一種含鐵原料配入一定的還原煤，再加入適量的其他添加劑及水分，充分混勻后將混合料制成含碳球團(tuán)，球團(tuán)經(jīng)烘干處理后通過(guò)轉(zhuǎn)底爐布料系統(tǒng)均勻地布于轉(zhuǎn)底爐爐底上，爐底載著球團(tuán)依次經(jīng)過(guò)預(yù)熱段及還原段，在1000℃-1300℃的高溫下完成還原后，再經(jīng)由出料機(jī)排出爐料，在還原過(guò)程中，燃料燃燒產(chǎn)生從熱量主要是通過(guò)輻射傳熱的方式從上而下傳遞給爐料的，這種傳熱方式就決定了，對(duì)于爐內(nèi)某一種物料的含碳球團(tuán)來(lái)說(shuō)，球團(tuán)的布料厚度不能太厚，否則會(huì)造成導(dǎo)致球團(tuán)還原不均勻，由上層到下層的球團(tuán)還原效果逐漸變差的情況，最終影響產(chǎn)品指標(biāo)?？梢哉f(shuō)，只能選擇薄料層布料是轉(zhuǎn)底爐與生俱來(lái)的一大弊端，這也大大限制了轉(zhuǎn)底爐的產(chǎn)能。另一方面，在不銹鋼冶煉過(guò)程中，作為不銹鋼主要成分的鉻和鎳是分別以鉻鐵合金、鎳鐵合金（或純鎳）的狀態(tài)加入的（即鉻是以鉻鐵合金的狀態(tài)加入，鎳是以鎳鐵合金的狀態(tài)加入），目前還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)一種材料既能為不銹鋼提供鉻源，又能為不銹鋼提供鎳源；另外，傳統(tǒng)不銹鋼冶煉中，鉻鐵合金是最終由電爐熔煉而成，鎳鐵合金最終由電爐或高爐熔煉而成，而電爐法要消費(fèi)昂貴的電能，能耗高、成本高，高爐法則由于高能耗高污染問(wèn)題面臨淘汰的局面，如何設(shè)計(jì)一種可低能耗、低成本地生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的工藝成為本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種雙工藝制球生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的系統(tǒng)和方法，以鉻鐵礦和紅土鎳礦的混合球團(tuán)做原料，根據(jù)原料獨(dú)有的特性，采用雙層布料系統(tǒng)和雙工藝制球方式，嚴(yán)格控制兩種原料球團(tuán)的粒度和直徑，提高了轉(zhuǎn)底爐的熱能利用率和產(chǎn)能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題之一，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提出了一種雙工藝制球生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的系統(tǒng)，其特征在于，包括：破碎篩分裝置、第一混料裝置、壓球裝置、第一烘干裝置；磨礦裝置、第二混料裝置、造球裝置、第二烘干裝置、轉(zhuǎn)底爐和熔煉裝置，其中，依次相連的破碎篩分裝置、第一混料裝置、壓球裝置和第一烘干裝置，將紅土鎳礦破碎篩分、混合、壓制成球后干燥，得到紅土鎳礦干燥球團(tuán)；依次相連的磨礦裝置、第二混料裝置、造球裝置和第二烘干裝置，將鉻鐵礦料磨細(xì)、混合、造球后干燥，得到鉻鐵礦干燥球團(tuán)；具有雙層布料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)底爐分別與所述第一烘干裝置和第二烘干裝置相連，將所述紅土鎳礦干燥球團(tuán)和鉻鐵礦干燥球團(tuán)分層布置在所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)；所述熔煉裝置與所述轉(zhuǎn)底爐相連，對(duì)轉(zhuǎn)底爐的出料球團(tuán)混合物進(jìn)行熔煉，得到鉻鎳鐵復(fù)合合金。

進(jìn)一步的，所述破碎篩分裝置包括：破碎入口、破碎出口，用于將紅土鎳礦進(jìn)行破碎、篩分處理，得到合適粒度的紅土鎳礦；所述第一混料裝置包括：紅土鎳礦入口、第一還原劑入口、第一添加劑入口、第一水入口和紅土鎳礦混合物料出口，所述紅土鎳礦入口和所述破碎出口相連，用于將紅土鎳礦、第一還原劑、第一添加劑和水進(jìn)行混合，得到紅土鎳礦混合物料。

進(jìn)一步的，所述壓球裝置包括：紅土鎳礦混合物料入口和紅土鎳礦含水球團(tuán)出口，所述紅土鎳礦混合物料入口與所述混合紅土鎳礦混合物料出口相連，用于將紅土鎳礦混合物料進(jìn)行壓球處理，得到紅土鎳礦含水球團(tuán)；所述第一烘干裝置包括：紅土鎳礦含水球團(tuán)入口和紅土鎳礦干燥球團(tuán)出口，所述紅土鎳礦含水球團(tuán)入口與所述紅土鎳礦含水球團(tuán)出口相連，用于將紅土鎳礦含水球團(tuán)烘干，得到紅土鎳礦干燥球團(tuán)。

進(jìn)一步的，所述壓球裝置的球窩形狀為橢圓形，球窩長(zhǎng)度20-50mm,寬度15-35mm，深度5-13mm。

進(jìn)一步的，所述磨礦裝置包括：磨礦入口和磨礦出口，用于將鉻鐵礦進(jìn)行磨細(xì)處理，得到細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦原料；所述第二混料裝置包括：鉻鐵礦入口、第二還原劑入口、第二添加劑入口、第二水入口和鉻鐵礦混合物料出口，所述鉻鐵礦入口與所述磨礦出口相連，用于將鉻鐵礦、第二還原劑、第二添加劑和水進(jìn)行混合，得到鉻鐵礦混合物料。

進(jìn)一步的，所述造球裝置包括：鉻鐵礦混合物料入口和鉻鐵礦含水球團(tuán)出口，所述鉻鐵礦混合物料入口與所述混合鉻鐵礦混合物料出口相連，用于將鉻鐵礦混合物料進(jìn)行圓盤(pán)造球，得到規(guī)則的圓球狀的鉻鐵礦含水球團(tuán)，使得球團(tuán)之間留有空隙，便于傳熱；所述第二烘干裝置包括：鉻鐵礦含水球團(tuán)入口和鉻鐵礦干燥球團(tuán)出口，所述鉻鐵礦含水球團(tuán)入口與所述鉻鐵礦含水球團(tuán)出口相連，用于將鉻鐵礦含水球團(tuán)烘干，得到鉻鐵礦干燥球團(tuán)。

進(jìn)一步的，所述具有雙層布料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)底爐包括：轉(zhuǎn)底爐爐腔、環(huán)形爐底和煙氣出口，其中，所述環(huán)形爐底可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于所述轉(zhuǎn)底爐爐腔下部，所述轉(zhuǎn)底爐爐腔其周向依次分為進(jìn)料區(qū)，還原區(qū)和出料區(qū)，位于所述進(jìn)料區(qū)設(shè)有第一布料裝置和第二布料裝置，所述第一布料裝置與紅土鎳礦干燥球團(tuán)出口相連，所述第二布料裝置與鉻鐵礦干燥球團(tuán)出口相連，所述出料區(qū)設(shè)有轉(zhuǎn)底爐出料裝置，用于將還原后的出料球團(tuán)混合物轉(zhuǎn)送出轉(zhuǎn)底爐，其中，所述第一布料裝置將紅土鎳礦干燥球團(tuán)鋪在下層，所述第二布料裝置將鉻鐵礦干燥球團(tuán)鋪在上層。

進(jìn)一步的，所述熔煉裝置包括：熱態(tài)球團(tuán)入口、鉻鎳鐵復(fù)合合金出口和爐渣出口，所述熱態(tài)球團(tuán)入口和所述轉(zhuǎn)底爐出料裝置相連，用于將出料球團(tuán)混合物進(jìn)行高溫熔煉，得到鉻鎳鐵復(fù)合合金和爐渣。

在本發(fā)明的另一方面，提出了一種利用前面所述的雙工藝制球生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將紅土鎳礦加入破碎篩分裝置進(jìn)行破碎處理，得到顆粒狀紅土鎳礦；

（2）將顆粒狀紅土鎳礦、第一還原劑、第一添加劑和水加入第一混料裝置進(jìn)行配料和混合，得到紅土鎳礦混合物料；

（3）將紅土鎳礦混合物料加入壓球裝置進(jìn)行壓球處理，得到紅土鎳礦含水球團(tuán)；

（4）將紅土鎳礦含水球團(tuán)加入第一烘干裝置進(jìn)行烘干，得到紅土鎳礦干燥球團(tuán)；

（5）將鉻鐵礦加入磨礦裝置進(jìn)行磨細(xì)處理，得到細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦；

（6）將細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦、第二還原劑、第二添加劑和水加入第二混料裝置進(jìn)行配料和混合，得到鉻鐵礦混合物料；

（7）將鉻鐵礦混合物料加入造球裝置進(jìn)行圓盤(pán)造球，得到規(guī)則的圓球狀的鉻鐵礦含水球團(tuán)，使得球團(tuán)之間留有空隙，便于傳熱；

（8）將鉻鐵礦含水球團(tuán)加入第二烘干裝置進(jìn)行烘干，得到鉻鐵礦干燥球團(tuán)；

（9）將紅土鎳礦干燥球團(tuán)由第一布料裝置布入所述轉(zhuǎn)底爐，將鉻鐵礦干燥球團(tuán)由第二布料裝置布入所述轉(zhuǎn)底爐，所述鉻鐵礦干燥球團(tuán)在上層，所述紅土鎳礦干燥球團(tuán)在下層，經(jīng)轉(zhuǎn)底爐還原后得到出料球團(tuán)混合物；

（10）將出料球團(tuán)混合物送入熔煉裝置進(jìn)行高溫熔煉，得到鉻鎳鐵復(fù)合合金。

進(jìn)一步的，所述步驟1中，得到的顆粒狀紅土鎳礦的粒度為-3mm以下，其中1mm以上占總重量的30%以上；所述步驟3中，得到的紅土鎳礦含水球團(tuán)為橢圓形球團(tuán)，球團(tuán)長(zhǎng)×寬×厚分別為20-50mm×15-35mm×10-26mm；所述步驟5中，得到的細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦的粒度為-100目，且占總重量的50%以上；所述步驟7中，圓盤(pán)造球得到的鉻鐵礦含水球團(tuán)的直徑為8-25mm；所述轉(zhuǎn)底爐還原溫度范圍是1350-1500℃；所述第一還原劑和第二還原劑為煤、蘭炭、炭黑中的一種或幾種。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1）根據(jù)不同含鐵資源（紅土鎳礦和鉻鐵礦）需要不同的還原溫度這一特性，采用雙層布料系統(tǒng)和雙工藝制球方式，嚴(yán)格控制兩種原料球團(tuán)的粒度和直徑，實(shí)現(xiàn)了熱能在不同料層間的梯級(jí)利用，提高能源利用率；

2）紅土鎳礦進(jìn)行破碎處理，粒度控制在-3mm以下，其中1mm以上占總重量的30%以上，該粒度條件下可實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦的高效還原（紅土鎳礦易還原），同時(shí)與后續(xù)選擇壓球這一成球工藝相互應(yīng)，不需浪費(fèi)能耗將粒度進(jìn)一步磨細(xì)；

3）鉻鐵礦進(jìn)行磨細(xì)處理，粒度為-100目，且占總重量的50%以上，該粒度的選擇與后續(xù)造球這一成球工藝相呼應(yīng)，易于造球，又能增大鉻鐵礦與還原劑的接觸面積，有利用鉻鐵礦還原反應(yīng)的進(jìn)行；

4）本發(fā)明選取了圓盤(pán)造球的方式處理鉻鐵礦，使球團(tuán)形狀呈較規(guī)則的圓球狀（而不是橢圓形或其他形狀），且球團(tuán)直徑在8-25mm之間，球團(tuán)粒徑適中，且大小比較均勻，無(wú)過(guò)小及過(guò)大球團(tuán)，如此，一方面，呈圓球狀的鉻鐵礦球團(tuán)與球團(tuán)之間會(huì)留有一定的空隙，且不會(huì)被直徑過(guò)小的球團(tuán)將空隙填滿(mǎn)，利用傳熱。另一方面，不含有直徑過(guò)大的球團(tuán)，否則會(huì)由于球團(tuán)直徑過(guò)大而導(dǎo)致球團(tuán)圓心部位的物料還原不充分；本發(fā)明優(yōu)選的級(jí)配設(shè)置和料層設(shè)計(jì)有利于熱量從上層鉻鐵礦球團(tuán)向下層紅土鎳礦球團(tuán)傳遞，使熱能被最大限度的梯級(jí)利用，能源利用率高；

5）在轉(zhuǎn)底爐處理過(guò)程中，本發(fā)明可同時(shí)對(duì)兩種不同種類(lèi)的含鐵資源進(jìn)行還原，突破了原料單一性的限制；

6）克服了轉(zhuǎn)底爐與生俱來(lái)的只能選擇薄料層布料這一弊端，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)底爐厚料層布料，大大提高了轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)能；

7）相對(duì)于傳統(tǒng)不銹鋼冶煉中，鎳源、鉻源分別由鎳鐵合金、鉻鐵合金提供，而本發(fā)明最終得到鉻鎳鐵復(fù)合合金這一新型材料，一種材料即可同時(shí)滿(mǎn)足下游不銹鋼冶煉對(duì)鎳源、鉻源的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，破碎篩分裝置1，破碎入口101，破碎出口102，第一混料裝置2，紅土鎳礦入口201，第一還原劑入口202，第一添加劑入口203，第一水入口204，紅土鎳礦混合物料出口205，壓球裝置3，紅土鎳礦混合物料入口301，紅土鎳礦含水球團(tuán)出口302，第一烘干裝置4，紅土鎳礦含水球團(tuán)入口401，紅土鎳礦干燥球團(tuán)出口402，磨礦裝置5，磨礦入口501，磨礦出口502，第二混料裝置6，鉻鐵礦入口601，第二還原劑入口602，第二添加劑入口603，第二水入口604，鉻鐵礦混合物料出口605，造球裝置7，鉻鐵礦混合物料入口701，鉻鐵礦含水球團(tuán)出口702，第二烘干裝置8，鉻鐵礦含水球團(tuán)入口801，鉻鐵礦干燥球團(tuán)出口802，轉(zhuǎn)底爐9，熔煉裝置10，熱態(tài)球團(tuán)入口1001，鉻鎳鐵復(fù)合合金出口1002，爐渣出口1003。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

本發(fā)明提出了一種雙工藝制球生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明所述系統(tǒng)包括：破碎篩分裝置1、第一混料裝置2、壓球裝置3、第一烘干裝置4、磨礦裝置5、第二混料裝置6、造球裝置7、第二烘干裝置8、轉(zhuǎn)底爐9和熔煉裝置10，其中，依次相連的破碎篩分裝置、第一混料裝置、壓球裝置和第一烘干裝置，將紅土鎳礦破碎篩分、混合、壓制成球后干燥，得到紅土鎳礦干燥球團(tuán)；依次相連的磨礦裝置、第二混料裝置、造球裝置和第二烘干裝置，將鉻鐵礦料磨細(xì)、混合、造球后干燥，得到鉻鐵礦干燥球團(tuán)；具有雙層布料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)底爐分別與所述第一烘干裝置和第二烘干裝置相連，將所述紅土鎳礦干燥球團(tuán)和鉻鐵礦干燥球團(tuán)分層布置在所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)；所述熔煉裝置與所述轉(zhuǎn)底爐相連，對(duì)轉(zhuǎn)底爐的出料球團(tuán)混合物進(jìn)行熔煉，得到鉻鎳鐵復(fù)合合金。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，本發(fā)明所述破碎篩分裝置、第一混料裝置、壓球裝置、第一烘干裝置，磨礦裝置、第二混料裝置、造球裝置、第二烘干裝置和熔煉裝置的具體種類(lèi)不受限制，只要能夠分別起到其對(duì)應(yīng)的且符合本發(fā)明構(gòu)思的作用即可，其中，本發(fā)明所述壓球裝置優(yōu)選為壓球機(jī)，所述第一、第二烘干裝置優(yōu)選為烘干機(jī)，所述造球裝置優(yōu)選為圓盤(pán)造球機(jī)，所述熔煉裝置優(yōu)選為電爐或燃?xì)鉅t。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述破碎篩分裝置包括：破碎入口101、破碎出口102，用于將紅土鎳礦進(jìn)行破碎、篩分處理，得到粒度為-3mm以下，其中1mm以上占總重量的30%以上的紅土鎳礦，由于紅土鎳礦對(duì)還原溫度要求較低，當(dāng)粒度達(dá)到：-3mm以下，其中1mm以上占40%以上的范圍要求可實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦的高效還原，不需浪費(fèi)能耗將粒度進(jìn)一步磨細(xì)，并且該粒度的選擇適合采用壓球的成球方式。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述第一混料裝置包括：紅土鎳礦入口201、第一還原劑入口202、第一添加劑入口203、第一水入口204和紅土鎳礦混合物料出口205，所述紅土鎳礦入口和所述破碎出口相連，用于將紅土鎳礦、第一還原劑、第一添加劑和水進(jìn)行混合，得到紅土鎳礦混合物料。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述壓球裝置包括：紅土鎳礦混合物料入口301和紅土鎳礦含水球團(tuán)出口302，所述紅土鎳礦混合物料入口與所述混合紅土鎳礦混合物料出口相連，用于將紅土鎳礦混合物料進(jìn)行壓球處理，得到紅土鎳礦含水球團(tuán)；所述第一烘干裝置包括：紅土鎳礦含水球團(tuán)入口401和紅土鎳礦干燥球團(tuán)出口402，所述紅土鎳礦含水球團(tuán)入口與所述紅土鎳礦含水球團(tuán)出口相連，用于將紅土鎳礦含水球團(tuán)烘干，得到紅土鎳礦干燥球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述壓球裝置的球窩形狀為橢圓形，球窩長(zhǎng)度20-50mm,寬度15-35mm，深度5-13mm；優(yōu)選地，球窩長(zhǎng)度30-40mm,寬度22-32mm，深度7-10mm；最佳地，球窩長(zhǎng)度33mm，球窩寬度27mm，深度8mm；這種級(jí)配可使紅土鎳礦球團(tuán)大小適中，利于反應(yīng)，又可使球團(tuán)之間既留有合適的縫隙保障傳熱，同時(shí)又能充分利用有限空間保障產(chǎn)能較大。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述磨礦裝置5包括：磨礦入口501和磨礦出口502，用于將鉻鐵礦進(jìn)行磨細(xì)處理，得到粒度為-100目，且占總重量的50%以上的鉻鐵礦原料，由于鉻鐵礦難還原，對(duì)溫度要求高，而將鉻鐵礦磨細(xì)后可增大鉻鐵礦與還原劑的接觸面積，有效降低還原溫度，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，本發(fā)明優(yōu)選為-100目占50%，若比該粒度粗，需將還原溫度大幅度提升，會(huì)大大增加能耗和經(jīng)濟(jì)成本，否則會(huì)影響還原效果。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述第二混料裝置包括：鉻鐵礦入口601、第二還原劑入口602、第二添加劑入口603、第二水入口604和鉻鐵礦混合物料出口605，所述鉻鐵礦入口與所述磨礦出口相連，用于將鉻鐵礦、第二還原劑、第二添加劑和水進(jìn)行混合，得到鉻鐵礦混合物料。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述造球裝置包括：鉻鐵礦混合物料入口701和鉻鐵礦含水球團(tuán)出口702，所述鉻鐵礦混合物料入口與所述混合鉻鐵礦混合物料出口相連，用于將鉻鐵礦混合物料進(jìn)行圓盤(pán)造球，得到規(guī)則的直徑在8-25mm范圍的圓球狀的鉻鐵礦含水球團(tuán)，由于在還原過(guò)程中，由于鉻鐵礦難以還原，對(duì)還原溫度要求高，所以將鉻鐵礦球團(tuán)鋪在了紅土鎳礦球團(tuán)的上層，溫度在由鉻鐵礦傳遞至紅土鎳礦的過(guò)程中，層層遞減，因此，本發(fā)明選取了圓盤(pán)造球的方式處理鉻鐵礦，使球團(tuán)形狀呈較規(guī)則的圓球狀（而不是橢圓形或其他形狀），且球團(tuán)直徑在8-25mm之間，球團(tuán)均較大，且大小比較均勻，如此，呈圓球狀的鉻鐵礦球團(tuán)與球團(tuán)之間會(huì)留有一定的空隙，且不會(huì)被過(guò)直徑過(guò)小的球團(tuán)將空隙填滿(mǎn)，球團(tuán)的直徑大則會(huì)導(dǎo)致球團(tuán)圓心部位的物料還原不充分，本發(fā)明優(yōu)選的級(jí)配設(shè)置和料層設(shè)計(jì)有利于熱量從上層鉻鐵礦球團(tuán)向下層紅土鎳礦球團(tuán)傳遞，使熱能被最大限度的梯級(jí)利用，能源利用率高。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述第二烘干裝置包括：鉻鐵礦含水球團(tuán)入口801和鉻鐵礦干燥球團(tuán)出口802，所述鉻鐵礦含水球團(tuán)入口與所述鉻鐵礦含水球團(tuán)出口相連，用于將鉻鐵礦含水球團(tuán)烘干，得到鉻鐵礦干燥球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述具有雙層布料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)底爐包括：轉(zhuǎn)底爐爐腔、環(huán)形爐底和煙氣出口，其中，所述環(huán)形爐底可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于所述轉(zhuǎn)底爐爐腔下部，所述轉(zhuǎn)底爐爐腔沿其周向依次分為進(jìn)料區(qū)，還原區(qū)和出料區(qū)，位于所述進(jìn)料區(qū)設(shè)有第一布料裝置和第二布料裝置，所述第一布料裝置與紅土鎳礦干燥球團(tuán)出口相連，所述第二布料裝置與鉻鐵礦干燥球團(tuán)出口相連，所述第一布料裝置將紅土鎳礦干燥球團(tuán)鋪在下層，所述第二布料裝置將鉻鐵礦干燥球團(tuán)鋪在上層，所述出料區(qū)設(shè)有轉(zhuǎn)底爐出料裝置，用于將還原后的出料球團(tuán)混合物轉(zhuǎn)送出轉(zhuǎn)底爐，采用雙層布料方式，同時(shí)對(duì)兩種不同種類(lèi)的含鐵資源進(jìn)行還原，突破了原料單一性的限制。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述熔煉裝置包括：熱態(tài)球團(tuán)入口1001、鉻鎳鐵復(fù)合合金出口1002和爐渣出口1003，所述熱態(tài)球團(tuán)入口和所述轉(zhuǎn)底爐出料裝置相連，用于將出料球團(tuán)混合物進(jìn)行高溫熔煉，得到鉻鎳鐵復(fù)合合金和爐渣。

在本發(fā)明的另一方面，提出了一種利用前面所述的雙工藝制球生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的方法，圖1為本發(fā)明方法的流程圖，參照?qǐng)D1所示，包括以下步驟：

（1）將紅土鎳礦加入破碎篩分裝置進(jìn)行破碎處理，得到粒度為-3mm以下，其中1mm以上占總重量的30%以上的顆粒狀紅土鎳礦。

（2）將顆粒狀紅土鎳礦、第一還原劑、第一添加劑和水加入第一混料裝置進(jìn)行配料和混合，得到紅土鎳礦混合物料。

（3）將紅土鎳礦混合物料加入壓球裝置進(jìn)行壓球處理，得到紅土鎳礦含水球團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述步驟（3）中，得到的紅土鎳礦含水球團(tuán)為橢圓形球團(tuán)，球團(tuán)長(zhǎng)×寬×厚分別為20-50mm×15-35mm×10-26mm；優(yōu)選地,球團(tuán)長(zhǎng)×寬×厚分別為30-40mm×22-32mm×14-20mm；最佳地，球團(tuán)長(zhǎng)×寬×厚分別為33mm×27mm×16mm；這種級(jí)配可使得球團(tuán)之間既留有合適的縫隙保障傳熱，又能充分利用有限空間保障產(chǎn)能較大。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述破碎篩分裝置包括：破碎入口、破碎出口，用于將紅土鎳礦進(jìn)行破碎、篩分處理，得到粒度為-3mm以下，其中1mm以上占總重量的30%以上的紅土鎳礦，由于紅土鎳礦對(duì)還原溫度要求較低，當(dāng)粒度達(dá)到：-3mm以下，其中1mm以上占40%以上的范圍要求可實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦的高效還原，不需浪費(fèi)能耗將粒度進(jìn)一步磨細(xì)，并且該粒度的選擇適合采用壓球的成球方式。

（4）將紅土鎳礦含水球團(tuán)加入第一烘干裝置進(jìn)行烘干，得到紅土鎳礦干燥球團(tuán)。

（5）將鉻鐵礦加入磨礦裝置進(jìn)行磨細(xì)處理，得到粒度為-100目，且占總重量的50%以上的細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述紅土鎳礦和鉻鐵礦的重量比例為按照200系不銹鋼及300系不銹鋼對(duì)鎳、鉻元素的理論需求添加量的0.8~1.6倍。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，所述磨礦裝置包括：磨礦入口和磨礦出口，用于將鉻鐵礦進(jìn)行磨細(xì)處理，得到粒度為-100目，且占總重量的50%以上的鉻鐵礦原料，選取該粒度基于兩方面考慮：一是由于鉻鐵礦難還原，對(duì)溫度要求高，而將鉻鐵礦磨細(xì)后可增大鉻鐵礦與還原劑的接觸面積，有效降低還原溫度，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，本發(fā)明優(yōu)選為-100目占50%，若比該粒度粗，需將還原溫度大幅度提升，會(huì)大大增加能耗和經(jīng)濟(jì)成本，否則會(huì)影響還原效果；二是為了與后續(xù)的造球工藝相呼應(yīng)，而該粒度的鉻鐵礦易于造球，具體原因參考下面描述。

（6）將細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦、第二還原劑、第二添加劑和水加入第二混料裝置進(jìn)行配料和混合，得到鉻鐵礦混合物料。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，本發(fā)明所述第一還原劑和第二還原劑為煤、蘭炭、炭黑中的一種或幾種。

（7）將鉻鐵礦混合物料加入造球裝置進(jìn)行圓盤(pán)造球，得到規(guī)則的直徑為8-25mm圓球狀的鉻鐵礦含水球團(tuán)，使得球團(tuán)之間留有空隙，便于傳熱。

（8）將鉻鐵礦含水球團(tuán)加入第二烘干裝置進(jìn)行烘干，得到鉻鐵礦干燥球團(tuán)。

（9）在所述轉(zhuǎn)底爐還原溫度范圍為1350-1500℃的條件下，將紅土鎳礦干燥球團(tuán)由第一布料裝置布入所述轉(zhuǎn)底爐，將鉻鐵礦干燥球團(tuán)由第二布料裝置布入所述轉(zhuǎn)底爐，所述鉻鐵礦干燥球團(tuán)在上層，所述紅土鎳礦干燥球團(tuán)在下層，經(jīng)轉(zhuǎn)底爐還原后得到出料球團(tuán)混合物。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，由于在還原過(guò)程中，由于鉻鐵礦難以還原，對(duì)還原溫度要求高，所以將鉻鐵礦球團(tuán)鋪在了紅土鎳礦球團(tuán)的上層，溫度在由鉻鐵礦傳遞至紅土鎳礦的過(guò)程中，層層遞減，因此，本發(fā)明選取了圓盤(pán)造球的方式處理鉻鐵礦，使球團(tuán)形狀呈較規(guī)則的圓球狀（而不是橢圓形或其他形狀），且球團(tuán)直徑在8-25mm之間，球團(tuán)粒徑適中，且大小比較均勻，無(wú)過(guò)小及過(guò)大球團(tuán)，如此，一方面，呈圓球狀的鉻鐵礦球團(tuán)與球團(tuán)之間會(huì)留有一定的空隙，且不會(huì)被過(guò)直徑過(guò)小的球團(tuán)將空隙填滿(mǎn)；另一方面，不含有直徑過(guò)大的球團(tuán)，否則會(huì)由于球團(tuán)的直徑過(guò)大而導(dǎo)致球團(tuán)圓心部位的物料還原不充分。本發(fā)明優(yōu)選的級(jí)配設(shè)置和料層設(shè)計(jì)有利于熱量從上層鉻鐵礦球團(tuán)向下層紅土鎳礦球團(tuán)傳遞，使熱能被最大限度的梯級(jí)利用，能源利用率高。

（10）將出料球團(tuán)混合物送入熔煉裝置進(jìn)行高溫熔煉，得到鉻鎳鐵復(fù)合合金，相對(duì)于傳統(tǒng)不銹鋼冶煉中，鎳源、鉻源分別由鎳鐵合金、鉻鐵合金提供，而本發(fā)明最終得到鉻鎳鐵復(fù)合合金這一新型材料，一種材料即可同時(shí)滿(mǎn)足下游不銹鋼冶煉對(duì)鎳源、鉻源的需求。

實(shí)施例1：將紅土鎳礦加入破碎篩分裝置進(jìn)行破碎處理，得到顆粒狀紅土鎳礦，將顆粒狀紅土鎳礦、第一還原劑、第一添加劑和水進(jìn)行均勻混合后用高壓壓球機(jī)壓球，球團(tuán)呈橢圓形，其中紅土鎳礦的ni品位為1.1%，紅土鎳礦粒度為-3mm以下，其中-1mm占60%，蘭炭固定碳含量為75%，其添加量為理論計(jì)算量的1.1倍，蘭炭的粒度為-2mm以下，其中-1mm占50%，石灰石添加量為10%；壓制好的紅土鎳礦含水球團(tuán)呈橢圓形，大小為33×27×16mm，球團(tuán)含水率17%，送入烘干機(jī)后進(jìn)行烘干處理，得到水分小于2%的紅土鎳礦干燥球團(tuán)；將鉻鐵礦加入磨礦裝置進(jìn)行磨細(xì)處理，得到粒度為-100目，且占總重量的50%以上的細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦，將細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦、煤、添加劑和水按照一定比例進(jìn)行配料、混合均勻后用圓盤(pán)造球機(jī)造球，造好的球團(tuán)成圓球狀，直徑為8-18mm，將鉻鐵礦含水球團(tuán)送入烘干機(jī)進(jìn)行烘干處理后得到水分小于3%的鉻鐵礦干燥球團(tuán)，將紅土鎳礦干燥球團(tuán)由第一布料裝置布入轉(zhuǎn)底爐，將鉻鐵礦干燥球團(tuán)由第二布料裝置布入轉(zhuǎn)底爐，鉻鐵礦干燥球團(tuán)鋪在上層，紅土鎳礦干燥球團(tuán)鋪在下層，料層總厚度為4層球團(tuán)的厚度，其中紅土鎳礦球團(tuán)和鉻鐵礦球團(tuán)的相對(duì)重量比例按照200系不銹鋼對(duì)鎳、鉻元素的理論需求添加量的1.0倍加入，轉(zhuǎn)底爐的最高還原溫度為1450℃，球團(tuán)經(jīng)轉(zhuǎn)底爐還原后得到出料球團(tuán)混合物，將其熱態(tài)送入電爐進(jìn)行高溫熔煉得到鉻鎳鐵復(fù)合合金，該合金用于生產(chǎn)200系不銹鋼。

實(shí)施例2：將紅土鎳礦加入破碎篩分裝置進(jìn)行破碎處理，得到粒度為-3mm以下，其中1mm以上占總重量的30%以上的顆粒狀紅土鎳礦，將顆粒狀紅土鎳礦、第一還原劑、第一添加劑和水進(jìn)行混合均勻，得到紅土鎳礦混合物料后，用壓球機(jī)壓制成橢圓形球團(tuán)，紅土鎳礦的ni品位為1.6%，煤的添加量為理論需要量的1.2倍，石灰石添加為紅土鎳礦重量的8%，紅土鎳礦采用壓球方式，壓制后的紅土鎳礦球團(tuán)大小為40×30×20mm，球團(tuán)進(jìn)行烘干處理后得到紅土鎳礦干燥球團(tuán)；將鉻鐵礦加入磨礦裝置進(jìn)行磨細(xì)處理，得到粒度為-100目，且占總重量的70%以上的細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦，將細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦、煤、添加劑和水按照一定比例進(jìn)行配料、混合均勻后用圓盤(pán)造球機(jī)造球，球團(tuán)直徑為10-22mm，造好的鉻鐵礦含水球團(tuán)送入烘干機(jī)進(jìn)行烘干處理，得到鉻鐵礦干燥球團(tuán)；將紅土鎳礦干燥球團(tuán)由第一布料裝置布入轉(zhuǎn)底爐，將鉻鐵礦干燥球團(tuán)由第二布料裝置布入轉(zhuǎn)底爐，鉻鐵礦干燥球團(tuán)鋪在上層，紅土鎳礦干燥球團(tuán)鋪在下層，料層總厚度為8層球團(tuán)的厚度，其中紅土鎳礦球團(tuán)和鉻鐵礦球團(tuán)的相對(duì)重量比例按照304不銹鋼對(duì)鎳、鉻元素的理論需求添加量的1.2倍加入，轉(zhuǎn)底爐的最高還原溫度為1480℃，球團(tuán)經(jīng)轉(zhuǎn)底爐還原后得到出料球團(tuán)混合物，將其熱態(tài)送入燃?xì)鉅t進(jìn)行高溫熔煉得到鉻鎳鐵復(fù)合合金，該合金用于生產(chǎn)300系不銹鋼。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明所述的雙工藝制球生產(chǎn)鉻鎳鐵復(fù)合合金的系統(tǒng)和方法，根據(jù)不同含鐵資源（紅土鎳礦和鉻鐵礦）需要不同的還原溫度這一特性，采用雙層布料系統(tǒng)和雙工藝制球方式，嚴(yán)格控制兩種原料球團(tuán)的粒度和直徑，實(shí)現(xiàn)了熱能在不同料層間的梯級(jí)利用，提高能源利用率；同時(shí)，在轉(zhuǎn)底爐處理過(guò)程中，本發(fā)明可同時(shí)對(duì)兩種不同種類(lèi)的含鐵資源進(jìn)行還原，突破了原料單一性的限制；并且克服了轉(zhuǎn)底爐與生俱來(lái)的只能選擇薄料層布料這一弊端，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)底爐厚料層布料，大大提高了轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)能；此外，相對(duì)于傳統(tǒng)不銹鋼冶煉中，鎳源、鉻源分別由鎳鐵合金、鉻鐵合金提供，而本發(fā)明最終得到鉻鎳鐵復(fù)合合金這一新型材料，一種材料即可同時(shí)滿(mǎn)足下游不銹鋼冶煉對(duì)鎳源、鉻源的需求。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請(qǐng)的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。