鐵精礦冷固球團迴轉窯快速還原新工藝的製作方法
2023-07-31 09:27:11 2
專利名稱：鐵精礦冷固球團迴轉窯快速還原新工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵精礦迴轉窯直接還原工藝，特別是鐵精礦冷固結球團煤基迴轉窯快速還原工藝，屬於非高爐煉鐵技術。
鐵礦石直接還原是鋼鐵冶金領域重要的前沿課題之一。根據我國資源及能源特點，在我國適宜發展以煤為還原劑的鐵礦球團迴轉窯直接還原工藝。依據進入還原窯的鐵礦球團製備方法，可將鐵礦球團迴轉窯直接還原工藝分為氧化球團還原法、預熱球團還原法和冷固球團還原法。氧化球團還原法是將鐵精礦生球團經1200～1250℃高溫固結後再進行還原，預熱球團還原法是將鐵精礦添加粘結劑的生球在850～900℃的溫度下預熱後進行還原，冷固球團法(中國專利CN92111782.5)是將添加複合粘結劑的鐵精礦製成生球，生球在200～250℃的溫度下乾燥脫水固結後進行還原。三種方法在高溫還原時產生的熱量均未得到有效合理的利用；且前兩種方法還原時間長，爐窯利用係數低，生產成本高，致使迴轉窯直接還原工藝的效益低下，產品市場競爭能力差。冷固球團法也存在一些不足之處，添加複合粘結劑的鐵精礦難以造球，輪碾機排料不暢；迴轉窯還原溫度場不合理及窯尾高溫廢氣熱量利用程度低等問題。
本發明的目的是解決鐵精礦冷固球團煤基迴轉窯直接還原工藝轉化為生產力過程中存在的能耗高、熱能利用率低和生產效率低的問題，以確保生產流程暢通。
本發明包括冷固球團製備，全窯高溫還原，迴轉窯窯尾高溫廢氣餘熱發電。
冷固球團製備採用佔總重量1％～2％的複合粘結劑與細度為-0.076mm約佔85％的鐵精礦在強力混合機或潤磨機中充分混合，將混勻後的鐵精礦在圓盤造球機中造球，球徑10～16mm，生球進入帶式乾燥機乾燥固結，乾燥溫度為150～250℃，熱源利用溫度為900～1000℃窯尾廢氣，兌冷風后調溫至150～250℃進入乾燥機。採用的複合粘結劑含90～96％的固體腐植酸鈉，4～10％的消石灰。針對含複合粘結劑的物料粘性大、料球自動分級失效及無法正常穩定造球的難題，在圓盤造球機的球盤上加刮刀，實現滾動成球和自動分級，穩定造球及後續工藝。圓盤造球機的球盤上包括刮刀1、2、3，刮刀1位於球盤半徑上，刮刀2與球盤邊緣的接觸點的中心連線與刮刀1成135°角，刮刀3與球盤邊緣的接觸點的中心連線與刮刀1的反向延長線成30～45°角，刮刀3與球盤邊緣的接觸點的中心連線成5～10°角。
全窯高溫快速還原還原溫度1000～1050℃，在窯頭增設兩桿噴煤槍及窯尾埋入式燒咀，配合一次風和二次風調整，以滿足全窯高溫的溫度場需要；窯尾不加煤，加大窯中窯頭拋煤量，縮短還原的低強度區間，減少粉末產生量，避免迴轉窯的結圈。迴轉窯的利用係數可提高到0.4～0.5T/m3·d。
餘熱發電窯尾高溫廢氣的餘熱只有少部分用於生球的低溫乾燥固結，大量餘熱未能有效利用，本發明為建廠時設計了餘熱發電車間，大部分高溫廢氣用於燃燒鍋爐，生產蒸汽發電，年發電量達3000kw，超過了直接還原鐵廠年耗電量，使高溫廢氣的熱能得到充分利用。
圖1本發明所使用的圓盤造球機球盤刮刀安裝位置示意圖。
發明的優點①本發明採用強力混合機或潤磨機代替碾壓機，解決了含複合粘結劑的細粒鐵精礦在混合碾磨中的粘料、堵料問題，成功解決了流程暢通問題及充分發揮粘結劑的效果，幹球強度為250～400N/個，耐磨指數(＜3mm量)＜3％，可完全滿足迴轉窯還原的要求；②在圓盤造球機上針對合複合粘結劑的物料粘性大、料球自動分級失效及無法正常穩定造球的難題，採用強制分級技術(在球盤上加刮刀)，實現了滾動成球和自動分級，穩定了造球及後續工藝；③採用普通鋼材製造的帶式機乾燥固結，節省投資，基建投資減少30％，能耗降低20％；④採用全窯高溫快速還原技術提高爐窯利用係數10～20％，縮短了還原的低強度區間擴大生產能力，減少了粉末產出量，避免了迴轉窯結圈。⑤採用迴轉窯窯尾高溫廢氣餘熱發電技術實現廠內用電自給並有餘，充分有效地利用了能源，降低生產成本，顯著提高了新工藝的綜合經濟效益。採用本發明生產獲得的產品DRI TFe＞90％、ηFe＞93％、鐵回收率大於91.0％，能耗708kg標煤/t·DRI，生產成本896/t·DRI的良好指標，單位直接還原鐵成本降低15％左右。
實施例山東魯中冶金礦山公司採用鐵精礦冷固球團煤基迴轉窯直接還原新技術，建成年產5萬tDRI的球團礦廠。採用2％的複合粘結劑與細度為-0.076mm約佔85％的鐵精礦在強力混合機中充分混合，將混勻後的鐵精礦在球盤上安裝有刮刀的圓盤造球機中造球(球徑10～16mm)，生球進入帶式乾燥機乾燥固結，乾燥溫度為250℃，熱源為部分窯尾高溫廢氣(900～1000℃)，兌冷風后調溫至250℃進入乾燥機。造球後，還原溫度1050℃，窯尾不加煤，加大窯中窯頭拋煤量，迴轉窯的利用係數為0.5T/m3·d。生產獲得的產品DRITFe＞90％、ηFe＞93％、鐵回收率大於91.0％，能耗708kg標煤/t·DRI，生產成本896元/t·DRI，單位直接還原鐵成本降低15％左右。
權利要求
1．鐵精礦冷固球團迴轉窯還原新工藝，本發明包括冷固球團製備，全窯高溫還原，其特徵在於採用佔總重量1％～2％的複合粘結劑與細度為-0.076mm約佔85％的鐵精礦在強力混合機或潤磨機中充分混合，將混勻後的鐵精礦在圓盤造球機中造球，球徑為10～16mm，生球進入帶式乾燥機乾燥固結，乾燥溫度為150～250℃，全窯高溫快速還原，還原溫度1000～1050℃。
2．一種實現權利要求1所述方法的設備，其特徵在於圓盤造球機的球盤上安裝有刮刀，刮刀1位於球盤半徑上，刮刀2與球盤邊緣的接觸點的中心連線與刮刀1成135°角，刮刀3與球盤邊緣的接觸點的中心連線與刮刀1的反向延長線成30～45°角，刮刀3與球盤邊緣的接觸點的中心連線成5～10°角。
3．一種實現權利要求1所述方法的設備，其特徵在於迴轉窯的窯頭增設兩桿噴煤槍及窯尾埋入式燒咀，配合一次風和二次風調整，以滿足全窯高溫的溫度場需要。
4．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於窯尾高溫廢氣用於燃燒鍋爐，生產蒸汽發電。
全文摘要
鐵精礦冷固球團迴轉窯還原新工藝,本發明包括冷固球團製備,全窯高溫還原,窯尾高溫廢氣用於燃燒鍋爐,生產蒸汽發電。本發明解決了含複合粘結劑的細粒鐵精礦在混合碾磨中的粘料、堵料問題,解決了流程暢通問題及充分發揮粘結劑的效果;實現了滾動成球和自動分級,穩定了造球及後續工藝;節省投資,基建投資減少30%,採用本發明生產獲得的產品DRI TFe>90%、η
文檔編號C21B13/00GK1236815SQ9911534
公開日1999年12月1日 申請日期1999年4月30日 優先權日1999年4月30日
發明者邱冠周, 章湖傑, 姜濤, 熊明耀, 雷任時, 彭懷璽, 朱德慶, 黃柱成, 張國基, 高飛, 劉沂淵, 徐經滄, 蔡汝淖, 付守澄, 範小慧, 郭宇峰, 楊永斌 申請人:中南工業大學