生產(chǎn)珠鐵的裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及珠鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)珠鐵的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著資源的日趨緊張，特別是高品質(zhì)含鐵原料和煉焦用煤的稀缺，傳統(tǒng)高爐流程鋼鐵企業(yè)的生存和發(fā)展受到了很大的挑戰(zhàn)。而資源限制性小、靈活性大、流程短的非高爐煉鐵技術(shù)則受到越來越多的關(guān)注和重視。近幾年，由于轉(zhuǎn)底爐具有的工藝和設(shè)備特點(diǎn)，逐步受到煉鐵界的重視，將其應(yīng)用于煤基球團(tuán)直接還原的生產(chǎn)，獲得了快速發(fā)展。
[0003]目前，轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)的金屬化球團(tuán)后續(xù)利用主要有三種方式:一是采用高品位鐵精礦還原獲得的金屬化產(chǎn)品(海綿鐵)，由于雜質(zhì)含量少，直接作為煉鋼原料入電爐冶煉深加工；二是低品位鐵精礦還原獲得的金屬化中間產(chǎn)品，由于雜質(zhì)含量高，不能直接作為煉鋼原料，達(dá)到需進(jìn)行電爐熔分處理獲得生鐵產(chǎn)品后再深加工；三是對(duì)金屬化物料直接破磨磁性分離得到鐵粉或珠鐵，該種方式最為直接簡(jiǎn)便，但受轉(zhuǎn)底爐現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的球團(tuán)金屬化率不高、鐵晶粒細(xì)小以致渣鐵不分的影響，鐵收率總體偏低。
[0004]在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)底爐還原工藝決定了轉(zhuǎn)底爐爐膛內(nèi)的燃燒區(qū)域也是還原區(qū)域，為保證燃燒充分以提升還原溫度，整個(gè)爐膛內(nèi)不可避免的為氧化性或弱氧化性氣氛，還原過程中逸出的CO也被燃燒消耗，導(dǎo)致金屬化率通常難以穩(wěn)定達(dá)到80%以上，仍有不少的鐵以氧化物形態(tài)存在。上述大量燃燒行為的發(fā)生，為保證燃燒的正常進(jìn)行和爐壓的穩(wěn)定，必須快速的將大量燃燒后高溫?zé)煔獬槌鰻t外，這勢(shì)必導(dǎo)致熱量損失嚴(yán)重。大量實(shí)驗(yàn)室研宄表明，含碳球團(tuán)在中性氣氛或弱還原性氣氛下，利用煤基球團(tuán)的自還原原理及布多爾反應(yīng)，均可實(shí)現(xiàn)較高程度的還原得到高金屬化率球團(tuán)，甚至金屬化率達(dá)到90%以上后球團(tuán)開始析出鐵珠。
[0005]因此，基于煤基球團(tuán)在工業(yè)生產(chǎn)條件下受燃燒氣氛的現(xiàn)狀，轉(zhuǎn)底爐還原的球團(tuán)金屬化率不高、難以析出鐵珠的缺陷，有必要進(jìn)行相關(guān)設(shè)備及工藝改進(jìn)，解決上述問題，直接生產(chǎn)得到珠鐵，更好的滿足后續(xù)產(chǎn)品應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是基于煤基球團(tuán)在工業(yè)生產(chǎn)條件下受燃燒氣氛的影響，轉(zhuǎn)底爐還原的球團(tuán)金屬化率不高、難以析出鐵珠的工藝設(shè)備缺陷。本發(fā)明提出了采用燃?xì)鉅t窯提供高溫?zé)煔夂笤佥斔腿朕D(zhuǎn)底爐的方法，采用爐外燃燒產(chǎn)生非還原性高溫?zé)煔庾鳛檗D(zhuǎn)底爐煤基還原加熱源，將原爐內(nèi)燃燒火焰熱輻射加熱方式改變?yōu)橥夤└邷責(zé)煔鉄峤粨Q方式，提高煤基球團(tuán)升溫速率和溫度均勻性，取消爐膛區(qū)域燃燒行為和過程，穩(wěn)定保持爐內(nèi)氣氛為中性或弱還原性氣氛，極大的提高了煤基球團(tuán)金屬化率水平，同時(shí)對(duì)還原后物料出爐時(shí)采取保護(hù)措施，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)底爐還原生產(chǎn)得到珠鐵。
[0007]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本發(fā)明公開的一個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種生產(chǎn)珠鐵的裝置，它包括燃?xì)鉅t窯、混氣爐、高溫氣體輸送管道、進(jìn)風(fēng)煙道和轉(zhuǎn)底爐，所述燃?xì)鉅t窯通過所述高溫氣體輸送管道與所述混氣爐連接，所述混氣爐通過所述進(jìn)風(fēng)煙道與所述轉(zhuǎn)底爐連接。
[0009]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述混氣爐上連接有還原氣管道。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述轉(zhuǎn)底爐的爐壁上設(shè)置補(bǔ)風(fēng)風(fēng)口。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述轉(zhuǎn)底爐的爐膛內(nèi)空凈高度為20cm-150cm。
[0013]本發(fā)明還可以是:
[0014]一種生產(chǎn)珠鐵的方法，它包括:
[0015]燃?xì)鉅t窯產(chǎn)生的非還原性高溫?zé)煔馔ㄟ^高溫氣體輸送管道進(jìn)入混氣爐，再通過進(jìn)風(fēng)煙道進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐，該非還原性高溫?zé)煔鈱?duì)轉(zhuǎn)底爐內(nèi)生產(chǎn)運(yùn)行中的煤基球團(tuán)還原加熱。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，它包括煤基球團(tuán)干燥預(yù)熱:由燃?xì)鉅t窯(I)產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉁囟瓤刂圃?350 °C -1480 °C，轉(zhuǎn)底爐尾氣排放抽氣速率控制在爐內(nèi)氣體流速1-lOm/so
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，轉(zhuǎn)底爐還原后物料出爐后:物料轉(zhuǎn)入回轉(zhuǎn)窯或密封罐，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中噴吹N2,用于輔助降溫和防止已還原金屬鐵二次氧化，N2噴吹量根據(jù)裝入的還原后物料質(zhì)量控制。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，N2噴吹量為每噸還原后物料5-300Nm3/h。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，轉(zhuǎn)底爐還原后物料出爐后用水淬降溫，用水量為每噸還原后物料0.1-1.5m3。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，燃?xì)鉅t窯通過氣體燃燒產(chǎn)生中性或弱氧化性高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔庠诨鞖鉅t內(nèi)通過還原氣管道配入適量煤氣、天然氣、H2、還原尾氣的一種或任意組合，調(diào)整氣氛為中性或弱還原性，得到02體積含量0% -2.5%、溫度1350°C -1480°C的滿足轉(zhuǎn)底爐還原及加熱要求的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔馔ㄟ^進(jìn)風(fēng)煙道輸送進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐高溫區(qū)，并與轉(zhuǎn)底爐轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的逆流方式加熱并還原煤基球團(tuán)，轉(zhuǎn)底爐整個(gè)區(qū)域在中性或弱還原氣氛條件下沒有氣體燃燒行為和過程，利用煤基球團(tuán)的碳實(shí)現(xiàn)直接還原，結(jié)合球團(tuán)中的碳發(fā)生布多爾反應(yīng)生成的CO實(shí)現(xiàn)整個(gè)還原及珠鐵析出過程。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:
[0022]本發(fā)明的一種生產(chǎn)珠鐵的裝置與方法，解決了煤基球團(tuán)在工業(yè)生產(chǎn)條件下受燃燒氣氛的影響，轉(zhuǎn)底爐還原的球團(tuán)金屬化率不高、難以析出鐵珠的工藝設(shè)備缺陷的技術(shù)問題；通過采用燃?xì)鉅t窯提供高溫?zé)煔夂笤佥斔腿朕D(zhuǎn)底爐的方法，采用爐外燃燒產(chǎn)生非還原性高溫?zé)煔庾鳛檗D(zhuǎn)底爐煤基還原加熱源，將原爐內(nèi)燃燒火焰熱輻射加熱方式改變?yōu)橥夤└邷責(zé)煔鉄峤粨Q方式，提高煤基球團(tuán)升溫速率和溫度均勻性，取消爐膛區(qū)域燃燒行為和過程，穩(wěn)定保持爐內(nèi)氣氛為中性或弱還原性氣氛，極大的提高了煤基球團(tuán)金屬化率水平，同時(shí)對(duì)還原后物料出爐時(shí)采取保護(hù)措施，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)底爐還原生產(chǎn)得到珠鐵。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚的說明本申請(qǐng)文件實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是對(duì)本申請(qǐng)文件中一些實(shí)施例的參考，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生產(chǎn)珠鐵的裝置示意圖。
[0025]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為:
[0026]I 一燃?xì)鉅t窖，2 —混氣爐，3 —還原氣管道，4 —尚溫氣體輸送管道，5 一進(jìn)風(fēng)煙道，6 一轉(zhuǎn)底爐，7 —尾氣排放通道，8 —轉(zhuǎn)底爐冷卻出料區(qū)，9 一轉(zhuǎn)底爐裝料區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0028]實(shí)施例1
[0029]如圖1所示，一種生產(chǎn)珠鐵的裝置，它包括燃?xì)鉅t窯1、混氣爐2、高溫氣體輸送管道4、進(jìn)風(fēng)煙道5和轉(zhuǎn)底爐6，所述燃?xì)鉅t窯I通過所述高溫氣體輸送管道4與所述混氣爐2連接，所述混氣爐2通過所述進(jìn)風(fēng)煙道5與所述轉(zhuǎn)底爐6連接。所述混氣爐2上連接有還原氣管道3。所述轉(zhuǎn)底爐6的爐壁上設(shè)置補(bǔ)風(fēng)風(fēng)口。所述轉(zhuǎn)底爐6的爐膛內(nèi)空凈高度為20cm-150cmo轉(zhuǎn)底爐6上還設(shè)置尾氣排放通道7、轉(zhuǎn)底爐冷卻出料區(qū)8和轉(zhuǎn)底爐裝料區(qū)9。
[0030]實(shí)施例2
[0031]本發(fā)明一種轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)珠鐵的方法具體內(nèi)容如下:
[0032]a、轉(zhuǎn)底爐爐壁不設(shè)置燒嘴裝置，設(shè)置0-10個(gè)補(bǔ)風(fēng)風(fēng)口，筑爐時(shí)爐膛內(nèi)空凈高度降低至20cm-150cm，轉(zhuǎn)底爐靠冷卻出爐區(qū)的高溫區(qū)設(shè)置進(jìn)風(fēng)煙道，進(jìn)風(fēng)煙道分別連通轉(zhuǎn)底爐高溫區(qū)和混氣室，混氣室通過高溫氣體輸送管道與燃?xì)鉅t窯相通，轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)運(yùn)行中煤基球團(tuán)由燃?xì)鉅t窯產(chǎn)生的高溫?zé)煔饧訜?，采用爐外燃燒產(chǎn)生非還原性高溫?zé)煔庾鳛檗D(zhuǎn)底爐煤基還原加熱源。
[0033]b、煤基球團(tuán)干燥預(yù)熱入爐，由燃?xì)鉅t窯產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉁囟瓤刂圃?3500C _1480°C之間，轉(zhuǎn)底爐尾氣排放抽氣速率控制在爐內(nèi)氣體流速l-10m/s，以進(jìn)一步充分實(shí)現(xiàn)煤基球團(tuán)與高溫?zé)煔獾臒崃拷粨Q和還原過程的完成。
[0034]C、轉(zhuǎn)底爐還原后物料出爐采取兩種操作方式之一:物料直接轉(zhuǎn)入回轉(zhuǎn)窯、密封罐等，可噴吹N2輔助降溫和防止已還原金屬鐵二次氧化，N2噴吹量根據(jù)裝入的還原后物料質(zhì)量控制控制，折合N2噴吹量為每噸還原后物料5-300Nm 3/h ;亦或者還原后物料出爐后直接水淬降溫，用水量為每噸還原后物料0.1-1.5m3。
[0035]d、對(duì)c步驟經(jīng)N2降溫或水淬后還原物料，可直接分選得到珠鐵，分選珠鐵后的殘留爐渣進(jìn)一步破磨磁性得到細(xì)粒級(jí)鐵粉。該鐵粉按質(zhì)量比0-10%的添加比例返回配入原料系統(tǒng)作為煤基球團(tuán)的組成部分之一，作為鐵珠成核劑加速鐵珠的析出速率。
[0036]e、步驟a所述的設(shè)置0_10個(gè)補(bǔ)風(fēng)風(fēng)口，是指轉(zhuǎn)底爐預(yù)熱區(qū)、中溫還原區(qū)和高溫還原及冷卻區(qū)，或未明確劃分各區(qū)但與之相對(duì)應(yīng)的實(shí)際區(qū)域，在所述幾區(qū)域或部分區(qū)域安裝設(shè)置補(bǔ)風(fēng)風(fēng)口，風(fēng)口的功能為向爐膛內(nèi)噴吹N2