用鉻礦粉製備鉻鐵工藝及設備的製作方法

2023-05-19 23:59:11 1

專利名稱：用鉻礦粉製備鉻鐵工藝及設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於冶金領域，特別是涉及一種用鉻礦粉製備鉻鐵的工藝，以及實現該工藝的設備。
背景技術：
鉻鐵是以鉻和鐵為主要成份的鐵合金，是鋼鐵工業的重要原料，具有良好的耐腐蝕性和 耐高溫性、抗磨性能及對鋼和鑄件的物理化學和機械性能及其質量的改善和提高，使鋼獲得 很高使用價值。由於其所具有的各項良好性能而被廣泛用於高溫合金、耐腐蝕合金、特殊鋼、 高合金鋼、優質合金鋼、金屬耐磨材料、鑄造行業、有色金屬業、化學工業和不鏽鋼等領域。 尤其是在不鏽鋼領域的應用量更大，由於不鏽鋼以其所具有的耐蝕以及其它許多優良性能， 獲得廣泛而大量的應用。具統計，2007年我國不鏽鋼的年產量已達到720多萬噸，佔全世界 不鏽鋼產量的25%，已成為世界第一不鏽鋼生產大國，按照我國不鏽鋼消費量和現有生產能 力預計，到2010年我國不鏽鋼的年產量將突破1000萬噸。鉻是不鏽鋼中不可缺少的元素， 其含量高達12-18%,消耗了鉻礦資源的80%。
為降低鉻的使用量，國內外曾試圖開發低鉻和無鉻不鏽鋼，但沒有能夠取得成功。不鏽 鋼生產中的鉻元素主要為碳素鉻鐵，其費用佔不鏽鋼成本的主要部分，而目前國內外碳素鉻 鐵的生產均採用礦熱爐，其主要特點是使用冶金焦和塊狀鉻礦，能耗高，汙染嚴重。
目前世界鉻主要產地有南非、印度、哈薩克斯坦、土耳其、辛巴威等國。鉻礦屬於我 國稀有礦種，並以貧礦居多，選礦後以多粉礦供應冶金工業，且90%以上要依靠進口。目前 世界上生產的鉻礦以粉狀礦為主，塊狀僅佔鉻礦產量的20-25%，且價格比粉礦貴20多美7&/ 噸。因此使用低廉價格的鉻源是保證鉻資源來源和降低不鏽鋼生產成本的主要措施。
為充分釆用粉鉻礦生產鉻鐵，國內外開展了大量的研究開發工作，其主要方法是將鉻礦 粉製成球團進行預還原，然後用於礦熱爐冶煉鉻鐵或龜爐直接合金化，以達到充分利用廉價 資源，節能降耗的目的。如日本特開昭52-46317專利中的鉻礦的燒結方法，採用粉狀石灰， 粉狀螢石及矽砂，將其加水混合後作為被燒結用料。但該方法中的熔劑需採用螢石，使其在 燒結過程中產生氟化物氣體揮發，有害操作者健康，對環境造成汙染，且燒結溫度高達1450-150(TC，普通燒機不適用，能耗消耗大。日本特開昭53-12710號專利中的熱特性能優越的鉻 燒結礦的審隨方法中採用白雲石作為熔劑，但該方法增加了燒結礦中的MgO，對爐渣造型不 利，需較高的燒結溫度，能耗高。為此，國內外開展了含碳鐵球團工藝的研究，即將鉻礦粉 與一定劑量的碳混合後製成含碳球團，然後經預還原後進行熔化冶煉鉻鐵。迄今為止，國內外對含碳球團的預還原進行了大量的研究，並普遍認為影響鉻礦還原率的主要因素是鉻礦粒 度、內配碳量和反應溫度。我國在此方面也開展了大量的研究工作，如中國專利號 "CN93102123.5"，發明名稱為"粉鉻礦還原性燒結造塊冶煉鉻鐵合金工藝"、中國專利號 "CN91103496.X"，發明名稱為"散狀粉料的冷固結造塊工藝"、中國專利好"CNOl 105197.3"， 發明名稱為"用鉻礦粉和含鐵原料生產高爐用含鉻燒結礦"，分別公開了把鉻礦和含鐵物料、 固體燃料和輔助熔劑按一定的比例混合，經普通燒結設備，採用還原燒結工藝燒結成含鉻燒 結礦的製備工藝。
上述研究一定程度上提高了粉礦的使用量，降低了生產成本，但仍沒有能夠從根本上解 決粉鉻礦的使用，且存在冶金強度低，不易還原，生產成本高，環境汙染大，電耗高，還原 溫度高，能耗大，生產效率低，技術複雜等不足，使其至今未能走向工業化生產。
開發研究還原溫度低，速度快，成本低，能耗少，質量好，，環境汙染少，可以廣泛使用 各種廉價資源的含鉻粉礦、鉻精礦、含鉻粉塵、鐵磷製造絡還原鐵的工藝和設備，減少對塊 礦資源的依賴，從而為熔融還原生產含鉻鐵或鉻鐵合金提高優質低價原料，是降低不鏽鋼鉻 鐵合金冶煉成本，提高鋼鐵產品和鉻鐵合金的競爭能力的一個重要發展方向，具有良好的社 會效益和經濟效益。
在還原設備上，除以上所述的各種還原設備外，國內外還大量使用豎爐法進行還原，豎 爐法還原是以對流的方式工作，礦石從爐頂加入，固態爐料自上向下移動，還原氣自還原帶 下部加入並向上移動，並與爐料形成對流，爐料鐵礦石與還原氣體都是逆向運動和移動的反 應過程，其反應過程與高爐上部間接還原帶相似，是一個不出現熔化現象的還原冶煉過程。 入爐料與還原氣分布均勻，豎爐內固體爐料向下運動時與上升的還原氣體間的傳質(還原) 與熱交換，是個接近理想狀態的氣-固逆流反應過程，還原完畢的海綿鐵從爐底排除。該設備 結構簡單，自動化程度高，產量大，但目前國內外的豎爐均採用外部加熱還原，由於料層高， 膽力大，爐料中心和邊緣氣流不均勻，溫差大，造成能耗高，產量和質量均不穩定。同時， 由於採用外部加熱，使爐體結構和風量配置不夠理想，使得球團中心氧化亞鐵未得到充分氧 化而形成低熔點混合物，造成爐膛結瘤和大塊導致使停爐，影響生產的進行。
為消除上述豎爐的弊端，我國ZL96205053.9號專利中公布了一種直接還原生產海綿鐵的 罐式爐裝置。該裝置是在爐底基礎上砌築爐體、燃燒室、火道、空氣道、煙道、反應罐、爐 架及檢測、控制裝置。火道是分組、分層、水平交錯排列的並且環繞在反應罐的周圍；反應 罐可以是結構相同的若干組；火道、燃燒室與反應罐的組數相對應。反應罐位於爐體內部的 部分是由耐火材料砌築的，位於爐體外部的部分是金屬結構的水套，該水套下部安裝有排料 器。由於採用了結構緊湊的爐體結構，使得該設備佔地面積小，是同等產量隧道窯的1/10以下，由於火道採用多層水平、交錯排列結構，使得火道裡的熱效率提高，燃耗降低，便用該 裝置生產海綿鐵，可使反應罐始終處於工作溫度狀態，不必反覆加熱冷卻，所以與隧道窯相 比降低30%的能耗，成本也相應的降低，同時，該裝置採用的是若干組相對獨立的反應罐， 每個反應罐可根據還原工況隨時單獨調整爐料配比、還原冷卻時間等參數，可使產品質量穩 定可靠。其生產工藝為將鐵精粉與一定量還原劑、脫硫劑，混合或製成球團，由進料器間 歇或連續加入反應罐，反應罐由環繞它的若干組的火道加熱，熱量由燃燒室提供，罐內爐料
靠自重緩慢下移，先在預熱段升溫至80(TC左右，然後在800"C 105(TC內還原一定時間後成 為海綿鐵，繼續下移，先後進入空冷段與水冷段、海綿鐵溫度降至IOO'C左右，由排料器控 制，間歇或連續排出，然後通過磁選裝置將海綿鐵與殘渣分離。該裝置雖然具有生產效率高, 適合大批量生產，但由於仍然採用罐外加熱工藝，因而熱效率低，還原速度慢，煤耗大，成 本高，使生產應用得到限制。
為改變外加熱式豎爐的不足，我國ZL200720032603.5號專利中公布了另一種內置式煤基 海綿鐵豎爐，該爐採用在豎爐內部設置有內置爐膽，爐膽壁上設有氣體流通孔，爐膽下部與 氣化爐上端形成調溫室，繞爐膽外周自上而下設有2 10跳進料槽道，該進料槽道成嫘旋形， 由於該爐體設有內置式爐膽及螺旋槽道，能夠對還原爐內各部分的溫度加以控制，同時也使 爐內的鐵礦石與煤同時自上向下緩緩地圍繞內置式爐膽運動，並與爐體內的上升溫度及還原 氣逆向充分接觸，提高熱效率和還原率。由於該工藝採用內置爐膽加熱，比外部加熱的豎爐 熱效率有所提高，但由於採用單面加熱，仍然達不到高效率加熱的目的。同時該爐由於採用 多條螺旋形進料結構，影響了爐內生產空間的利用率，並對氣流的上升產生阻礙，且螺旋狀 的幾何形狀複雜，龐大的螺旋體加工起來非常困難，由於螺旋體長期處於高溫工況下，對螺 旋體材料的要求較高，所用金屬材料造價高，壽命短。在爐料下移過程中，還存在很大的問 題， 一旦礦石燒結成塊，堵塞住螺旋槽道，將會造成停工通爐的事故。
在上述各文獻中用於生產含鉻和鉻鎳的海綿鐵的礦粉和還原劑、脫硫劑的粒度均為200 目以上的顆粒，由於所用原料的顆粒較粗，使還原反應需在115(TC 130(TC的高溫下進行， 能源消耗量大，還原速度慢，還原反應時間長，能量利用效率低，環境汙染嚴重。為此，國 內外近年來開展了氧化鐵粉低溫還原的研究。文獻《中國冶金》雜誌(2007年第8期第23—28 頁)中報導了"微納米氧化鐵粉低溫還原特性的研究"，報導中公開了-種用微納米氧化鐵粉 (粒度為61um I6um)在28(TC 40(TC內在氫氣氣氛下經3 20min對鐵粉進行還原的研究 成果。但是，H2的製備成本昂貴，且H2的一次利用率僅為25M左右，噸鐵能耗較高，而且 目前工業上大批量製備微納米粉體尚有難度，且製備成本高，該成果在目前條件下尚還不具備工業化應用，且該成果僅用於鐵的還原，尚未有用於鉻鐵的還原。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術所存在的各種缺陷和不足，提供一種可以不使用塊礦， 完全使用廉價的含鉻礦粉、鉻精礦粉、含鉻粉塵和含鉻鐵磷，使用非焦煤為主要能源，還原 溫度低速度快，能源消耗低，環境友好，還原率高，生產成本低、機械化程度高，質量好的 用鉻礦粉製備鉻鐵工藝及設備。
本發明解決其技術問題的設備方案是
該還原設備包括有爐底座(12)、上爐體、下爐體、上爐罩、烘乾床爐箅子(25)、密封 下料裝置(1)、淨化裝置和和餘熱循環裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下 方連接有下爐體，在上爐體的上端連接有上爐罩，烘乾床爐箅子位於上爐體內上端，淨化裝 置通過管道與上爐體和下爐體連接，餘熱循環裝置與下爐體連接。
所述的上爐體包括內加熱罐(2)、還原氣出口 (3〉、外加熱還原罐(4)、加熱進氣孔(5)、 煤氣管(6)、耐火磚(7)、燃氣噴嘴(8)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內外加熱罐進 氣孔(11)、內加熱煤氣管(20)、內加熱燃氣噴嘴(21)、加熱室(39)、焙燒還原區(43), 還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內加熱罐依次套裝，還原爐外殼位於最外層，內加 熱罐位於最內層，在內加熱罐中心有內加熱煤氣管，內加熱煤氣管的端部連接有內加熱燃氣 噴嘴，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內為加熱室，有煤氣管穿過還 原爐外殼、耐火纖維和耐火磚層，煤氣管端部連接有燃氣噴嘴，燃氣噴嘴位於加熱室內，內 加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區，在內加熱罐上的上段有還原氣出口、在下段有內 外加熱罐進氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進氣孔；上爐體伸入保護罩的部分為V字型結構， 外加熱還原罐和內加熱罐體的中部向下設有多條斜形氣流通道，兩個罐體的斜形氣流通道呈 V字型布置，在兩個罐體中部向上均開有多個與罐體平行的氣流孔。
或者所述的上爐體包括內加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進氣 孔(5)、耐火磚(7)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內外加熱罐進氣孔(11)、燃煤燃 燒室(33)、出渣室(34)、內加熱火道(38)、加熱室(39)、焙燒還原區(43)，還原爐外殼、 耐火磚層、外加熱還原罐和內加熱罐依次套裝，還原爐外殼位於最外層，內加熱罐位於最內 層，燃煤燃燒室(33)、出渣室(34)位於上爐體的下端，內加熱火道(38)位於內加熱罐 (2)和外加熱還原罐(4)的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層 內為加熱室，內加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區，在內加熱罐上的上段有還原氣出 口、在下段有內外加熱罐進氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進氣孔；上爐體伸入保護罩的部 分為V字型結構，外加熱還原罐和內加熱罐體的中部向下設有多條斜形氣流通道，兩個罐體 的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個罐體中部向上均開有多個與罐體平行的氣流孔；
所述的上爐體為單孔一通道爐體結構，或者上爐體為多孔一通道爐體結構；爐體的布置 形式為單排一通道，或者爐體的布置形式為多排一通道；外加熱還原罐內分布有1-50個，在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體的中下部開有10-50個與罐體垂直線呈 斜形進出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進出氣孔，其進出氣孔在罐體上均勻 分布；外加熱還原罐的形狀為圓形或者為矩形；外加熱還原罐使用材質為SiC或者耐火磚材 料製成，或者採用二種材料共同製造。
所述的下爐體包括冷卻過渡段(13)、螺旋出料機(18)、出料口 (29)、爐體支撐(31)、 內外加熱罐支撐(32)，燃煤燃燒室(33)，冷卻過渡段位於內加熱罐和外加熱還原罐的下部， 燃煤燃燒室與上爐體的焙燒還原區相連通，爐體支撐位於外側，內外加熱罐支撐位於中心， 在冷卻過渡段的底部連接有螺旋出料機，在螺旋出料機的一端有出料口。
所述的上爐罩包括爐罩(27)、煙囪(28)、除塵器(44)，煙囪位於爐罩的上端，除塵器 連接在煙囪上。
所述的淨化裝置包括餘熱輸送管(19)、中餘熱回收管(22)、上餘熱回收管(26)、軸流 風機(30)、右冷卻風管(36)、右冷卻風機(41)，在淨化裝置的上端通過上餘熱回收管與上 爐罩連接，在淨化裝置的中間部位通過中餘熱回收管連接在上爐體上端，上餘熱回收管(26) 和中餘熱回收管均通入至焙燒還原區，在淨化裝置的底部通過餘熱輸送管通入至下爐體的燃 煤燃燒室內，在餘熱輸送管上連接有軸流風機，在軸流風機下方的餘熱輸送管上連接有右冷 卻風管，在右冷卻風管上連接有右冷卻風機。
所述的餘熱循環裝置包括左餘熱輸送管(14)、出水口 (15)、冷卻筒(16)、進水口 (17)、 左冷卻風管(35)、左冷卻風機(42)，在下爐體外有冷卻筒，在冷卻筒上有進水口和出水口， 左餘熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內，在左餘熱輸送管上連接有左軸流風機，在左軸 流風機下方的左餘熱輸送管上連接有左冷卻風管(35),左冷卻風管上連接有左冷卻風機(42)。
解決其技術問題的工藝方案是
將含鉻鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經混合後粉碎到200目以下，製成混 合料；然後將混合料加入到球磨機內進行球磨，製備成超細粉，對超細粉進行鈍化；在催化 添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細粉、水溶液和粘結劑共同混合，混合均勻後造成球 團物料；點燃豎式還原爐中的內外加熱器中的燃料，將所制好的球團物料經過螺旋送料器送 入到還原爐內，均勻鬆散地排布到烘乾床爐箅子上，對球團物料進行烘乾，球團物料經過幹 燥後進行焙燒，在焙燒區內與燃氣中的CO、 112和揮發分中的碳氫化合物反應，球團物料在 50(TC'-110(rC的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經15-180分鐘的還原反應後，得到金屬 化率達到90-95%的鉻鐵金屬化球團(海綿鐵)、鉻鎳鐵金屬化球團(海綿鐵)，鉻鐵金屬化球 團或鉻鎳鐵金屬化球團進入冷卻過渡段；餘熱回收裝置將反應後上升的熱氣作為助燃風與冷 卻風混合後一同對金屬化球團進行冷卻，吹入的冷卻風吸收金屬化球團的熱量，在到達焙燒 區時形成含氧的高溫氣體，對還原爐內的燃氣進行助燃，如此依次循環，剩餘的廢氣經除塵 後由煙囪排入大氣，冷卻後的鉻鐵金屬化球團或鉻鎳鐵金屬化球團通過螺旋出料機排出冷卻 筒，經破碎、振動篩分後進行磁選，與殘煤和脈石分離後進行壓塊，得到高品位的含鉻的鉻 鐵合金或含鉻鎳的鉻鎳鐵合金。所述的鉻鐵原料為鉻礦粉、鉻精礦粉和含鉻燒結礦返回礦、含鉻和含資錁的鐵憐、煙 道灰、層泥中的任意一種或將其中的二種或二種以上的含鉻鐵原料按照一定的比例配比後的 混合物超細粉體；
所述的超細粉為粒度為75um-5um，其中顆粒度為10um-35um的粉體佔85%以上。
所述的催化添加劑的物料配比(重量百分比)是由熔化劑10-50%、氧化劑10-30%、催 化助燃劑10-30%、成孔劑5-15%、晶核強化劑5-20%、助熔劑15-30%、自由基引發劑5-10% 所組成；其中(以下均為重量百分比)；
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉50-70%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 10-30%、皂土 10-20% 組成，或者為其中的任意一種；
所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成，或者為硝酸鈉、硝 酸鉀中的任意一種；
所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的任意一種，或者為其混合物，混 合比例不限；
所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成； 所述的晶核強化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的仟意一種；或者為其混合物， 混合比例不限；
所述的自由基引發劑為垸氧基胺或芳基碳金屬鹽的任意一種或者自由基引發劑為其混 合物，混合比例不限；
所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的任意一種，或者為其混合物，混合 比例不限。
所述還原劑為固定碳大於65wt^，灰分小於15wty。，揮發分為20 30wte/。的無煙煤、低 硫低灰分煙煤、焦煤、焦粉中的任意一種，或二種以上的混合物； 所述的熔劑為石灰、消石灰、白雲石、石灰石中的任意-種。
所述的粘接劑為膨潤土、水玻璃、粘土、皂土、紙漿廢液中的任意一種或者為二種以 上的混合物，混合比例不限。
所述的鉻鐵金屬化球團物料成分配比(重量％)為鉻礦粉、鉻精礦粉和含鉻燒結礦返
回礦、含鉻和含鉻鎳的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種或將其中的二種或一-種以上的含鉻 鐵原料按照一定的比例配比後的混合體超細粉體70-80%、還原劑10-25%、熔劑5-15%、粘 結劑1-10%、催化添加劑0.1-5%組成，通過調整溶劑和還原劑的比例，調整所還原鉻鐵中的 碳含量，球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其巾10-35um的粒度佔球團所用物料總量的85%， 還原反應溫度為500°C-1200°C，還原反應時間為15-190分鐘；
所述的磁選工藝為先將金屬化球團破碎後進入弱磁選機分離金屬化球團中的煤灰、添 加劑和部分脈石，然後將經過磁選後的粉體進行溼法球磨到-200目後，採用搖床進行重選， 重選後得到的鎳精礦粉採用2800-5500高斯的磁選機進行磁選，得到含Cr量30 60%，含C量在1-7%的格精礦粉，鉻收率為90 95%，將所得的鉻精礦粉進行壓塊後製成鉻鐵合金或鉻 鎳鐵合金；
所述的燃料為煤氣、或者為煙煤、或者為無煙煤。
採用本發明工藝製備鉻鐵金屬化球團，所用設備並不限於僅用本發明的內外加熱豎式還 原爐生產，尚可採用隧道窯、迴轉窯、轉爐、管式爐、豎爐、倒焰爐。
有益效果，由於採用了上述方案，在本發明中採用超細粉體還原鉻鐵金屬化球團，由於 超細粉在細化過程中發生畸變位錯，產生一定的晶格畸變能，當晶粒尺寸小於lOOnm後，產 生大量位錯，從而形成許多活化中心，具有較高的活性，尺寸越小，比表面積越大，活性越 高，可以顯著降低反應活化能，可在比普通鐵粉低得多的溫度下進行還原，且氧化鐵粉體越 細，還原溫度越低，反應速率越快，還原率越高。現代材料學研究證明在氫氣氣氛下，當 平均粒度為0.35um的氧化鐵粉在28(TC的還原率可達51.3%，在400°C， 20分鐘條件下還原 率可達97.1%，幾乎完全還原。所以採用超細鐵粉進行還原既縮短了反應時間，又降低了還 原溫度，極大地條低反應過程中的能耗、物耗，節約了人力、物力和還原成本。由於納米粉 體製備成本較高，生產效率低，考慮到納米粉體製備技術、生產效率和製備成本，在目前的 技術狀態下實現大批量生產尚有一定難度的現實。本發明將粉休粒度限定在10um-75um範圍 內，其中10um-35um粒度的佔90M，該粒度的粉體既可以充分利用現有粉體製備技術實現大 規模超細粉體生產，實現低成本，高效率生產優質鉻鐵金屬化球團。
迄今為止，國內外業界對採用鉻礦粉製備鉻鐵進行了大量的研究，尤其是近年來對含碳 鉻礦球團的預還原的研究較多，其結果普遍認為影響鉻礦還原旅的主要因素是鉻礦粒度、內 配碳量和反應溫度，其中對還原率影晌最大的是顆粒粒度。這是因為鉻鐵礦是穩定的複合氧 化物，在粗顆粒狀態下，還原溫度高，在1200-140(TC'溫度時，用固體石灰做還原劑，還原鉻 礦中的FeO和C&0;，得到的是鐵的碳化物與鉻的碳化物，其反應式為；
7FeO+l OC—Fe7C3+7COT
7 Cr203+27C—2 Cr203+2lCOT
鉻鐵礦中FeO比0203在狡低的溫度下被充分地還原出來，與碳化鉻互溶，組成複式碳 化物(FeCr) 7<:3,降低了合金的熔點。國內外的實驗證實，在有固體碳存在下，鉻鐵礦是由 中間產物CO間接還原的，反應速度取決C02生產CO的速度，同時，顆粒度大於100目的
鉻礦難於還原徹底，從而降低鉻的回收率。
現代材料學研究證明，晶粒納米化程度越高，氧化鐵粉的反應速度越快，但是納米粉體 的製備成本昂貴，生產效率低，本發明將催化劑技術應用於本發明的製備工藝，在催化劑的 作用下，極大的改善了反應動力學條件，能夠更大幅度降低活化能，降低還原反應溫度，提 高還原反應速度，實現低溫快速反應，提高塵產效率。
採用內外加熱豎式還原爐，由於釆用罐外加熱和罐內中心加熱的雙向加熱技術，克服了 傳統豎爐的不足，使爐料在爐內受內外加熱，且反應氣體在爐內二次燃燒助熱節能，熱效率高，能耗低，火焰穿透力強，溫度分布均勻，可控，設備結構簡單可靠，可一爐多孔同一通 道，提高熱效率，操作方便，提高了還原速度，實現快速還原，產量高，質量穩定，可以大 型化生產。
採用了豎爐法製備鉻鐵金屬化球團的物料自上而下的連接運行方式，但不同於豎爐的加 熱和還原方式，採用了隧道窯法的隔焰加熱方式，但不同於隧道窯中反應罐的單體外部加熱 方式和罐體反覆加熱、冷卻的運行方式。本發明取其所長，避其所短，採用罐內和罐外同時 加熱的新型豎式爐結構，球團採用爐體上部連續自上加入，還原後的鉻金屬化球團自爐底流 出，可使反應罐始終處於工作溫度狀態，不必反覆加熱冷卻。解決了隧道窯還原法還原時間 長，還原時還原罐需反覆加熱和冷卻而造成的大量能源浪費，耐火材料浪費大，能耗高，自 動化程度低的弊端，簡化了生產工序，提高了生產效率，降低了能源消耗，生產過程中無耐 火材料消耗，實現了機械化裝出料，改善了勞動環境，降低了勞動強度，無粘結、懸料、結 瘤、大塊故障，設備運行可靠，與隧道窯相比降低能耗40%左右，實現了高度機械化生產高 質量鉻鐵金屬化球團。
採用一組或者幾組相對獨立的反應罐生產，對於多組反應罐，每個反應罐可根據還原工 況隨時單獨調整爐料配比，還原冷卻時間等參數，實現一爐多品種生產，可使產品質量穩定 可靠，燃料適應範圍廣，即可適用煤氣、天然氣、也可使用煤炭直接加熱。
採用煤基還原工藝，還原中採用煙煤、無煙煤作為直接還原劑，不使用焦碳，消除了焦 碳生產過程所造成的環境汙染，由於採用低溫快速還原工藝，並在還原生產中採用餘熱回收 二次使用，從而減少了煤的用量，降低了煙塵排放量，有利於環境保護。
直接使用貨源充足且廉價的鉻鐵礦粉、鉻鐵精礦粉和煤粉，解決了對塊礦的依賴，避免
了焦碳的使ffi，使生產成本大大降低，釆用本發明的新型內外加熱式豎爐直接還原得到高品 位的還原鉻鐵合金，原料適用性強，燃料來源廣泛，鉻和鉻鎳的回收率高，生產成本低，由 於還原反應溫度在脈石的軟熔溫度以下固態還原，還原過程中不產生熔化反應，還原料中的 有害元素P、 S等主要保留在渣相中，從而使所生產出的還原鐵的P、 s含量低、質量好。同 時，由於還原溫度低，使C02、 SO、 NO等有害氣體量大幅度下降，環境友好。本製備工藝 和設備可以代替傳統的礦熱爐和高爐冶煉方法，與其它工藝相比生產成本降低50%，所製備 的還原鉻鐵可以直接用於冶煉不鏽鋼，為不鏽鋼的冶煉生產提供了低成本的鉻鐵或鉻鎳鐵合 金，減少了鉻鐵合金生產時對大量電能和塊礦資源的依賴，完全可以替代廢不鏽鋼，成為不 鏽鋼的主要原料，可以顯著降低不鏽鋼的生產成本，從而可為鉻鐵合金和不鏽鋼的生產提供 廉價原料，具有良好的經濟效益和社會效益。
採用鋼鐵工業廢棄物作為含鉻鐵或鉻鎳鐵原料生產優質鉻鐵合金或鉻鎳鐵合金，即減少 了環境汙染，又增加了鉻鐵原料的資源，節省了礦石資源消耗，降低了原料成本。
本發明生產鉻鐵合金的工藝和設備提高了產品的金屬化率，降低了產品的熔點，改善了 料層透氣性能，具有催化助燃，抑制燒結過程中的不良晶型轉變，促進燒結過程SFEA形成和抑制低溫還原粉化，強化燒結工藝過程，降低了產品的熔點和還原溫度，加快了還原速度， 縮短了還原時間，減弱了高溫還原過程中的二次氧化，可降低燃料消耗和電耗10%以上，改 善了鎳鐵合金的冶金性能，提高了產品的金屬化率，降低了廢氣中有害氣體的排放，減輕對 環境的汙染。
本發明的工藝和設備使鉻鐵金屬化球團的生產還原溫度低、還原速度快、能源消耗少、 生產效率高、生產成本低、機械化程度高，達到本發明的目的。
本發明具有如下優點l、還原溫度低、能耗低。2、反應速度快，生產效率高。3、先 進的內外加熱設備，提高了加熱效率，確保了海綿鐵質量的均勻性。4、 丁藝流程短、操作工 藝簡單，設備投資少，機械化程度高，產量大。5、減少燃料消耗，降低環境汙染。6、原料 適用性強、燃料來源廣泛，所用原料貨源充足且廉價，鉻和鉻鎳的回收率高，生產成本低。7、 廢棄資源循環利用，節約了資源消耗。
因而，本發明為採用鉻礦粉和含鉻、含鉻鎳冶金廢棄物作為主要含鉻鐵原料，生產優質
鉻鐵合金提供了一種新的還原工藝和設備，可以有效緩解我國不鏽鋼行業和各鐵合金行業對 塊鉻礦的依賴，擴大資源來源，降低原料成本，經濟效益和社會效益、環境效益顯著，具有 良好的應用和推廣前景。


圖1為本發明第一實施例的工藝流程圖 圖2為本發明第二實施例的設備結構圖 圖3為本發明第三實施例的設備結構圖 圖4為本發明第四實施例的設備布置圖 圖5為本發明第五實施例的設備布置圖 圖6為本發明第六實施例的設備布置圖 圖7為本發明第七實施例的設備布置圖
具體實施例方式
實施例l:本發明解決其技術問題的設備方案是
該還原設備包括有爐底座12、上爐體、下爐體、上爐罩、烘乾床爐箅子25、密封下料裝 置l、淨化裝置和和餘熱循環裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有 下爐體，在上爐體的上端連接有爐罩，烘T床爐箅子位於上爐體內上端，淨化裝置通過管道 與上爐體和下爐體連接，餘熱循環裝置與下爐體連接。
所述的上爐體包括內加熱罐2、還原氣出口 3、外加熱還原罐4、加熱進氣孔5、煤氣管6、 耐火磚7、燃氣噴嘴8、耐火纖維9、還原爐外殼10、內外加熱罐進氣孔11、內加熱煤氣管20、 內加熱燃氣噴嘴21、加熱室39、焙燒還原區43，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內加熱罐依次套裝，還原爐外殼位於最外層，內加熱罐位於最內層，在內加熱罐中心有內加 熱煤氣管，內加熱煤氣管的端問連接有內加熱燃氣噴嘴，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐 火纖維，在耐火磚層內為加熱室，有煤氣管穿過還原爐外殼、耐火纖維和耐火磚層，煤氣管 端部連接有燃氣噴嘴，燃氣噴嘴位於加熱室內，內加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區， 在內加熱罐上的上段有還原氣出口、在下段有內外加熱罐進氣孔，在外加熱還原罐上有加熱 進氣孔；上爐體伸入保護罩的部分為V字型結構，外加熱還原罐和內加熱罐體的中部向下設 有多條斜形氣流通道，兩個罐體的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個罐體中部向上均開有 多個與罐體平行的氣流孔。
所述的上爐體為單孔一通道爐體結構，外加熱還原罐和內加熱罐在上爐體內分布有1個， 在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體的中下部開有IO個與罐體垂直線呈斜形進出氣孔，在罐體 的中上部開有與罐體平行布置的進出氣孔，其進出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的 形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質為SiC材料製成。
所述的下爐體包括冷卻過渡段13、螺旋出料機18、出料口29、爐體支撐31、內外加熱 罐支撐32，冷卻過渡段位於內加熱罐和外加熱還原罐的下部，冷卻過渡段內為燃煤燃燒室， 燃煤燃燒室與上爐體的焙燒還原區相連通，爐體支撐位於外側，內外加熱罐支撐位於中心，
在冷卻過渡段的底部連接有螺旋山料機，在螺旋出料機的-端有出料U。
所述的上爐眾包括爐罩27、煙囪28、除塵器44,煙囪位於爐罩的上端，除塵器連接在 煙囪上。
所述的淨化裝置包括餘熱輸送管19、中餘熱回收管22、上餘熱回收管26、軸流風機30、 右冷卻風管36、右冷卻風機4L在淨化裝置的上端通過上餘熱回收管與上爐罩連接，在淨化 裝置的中間部位通過中餘熱回收管連接在上爐體上端，上餘熱回收管26和中餘熱回收管均通 入至焙燒還原區，在淨化裝置的底部通過餘熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內，在餘熱 輸送管上連接有軸流風機，在軸流風機下方的餘熱輸送管上連接有右冷卻風管，在右冷卻風 管上連接有右冷卻風機。
所述的餘熱循環裝置包括左餘熱輸送管14、出水口 15、冷卻筒16、進水口 17、左冷卻 風管35、左冷卻風機42，在下爐體外有冷卻筒，在冷卻筒上有進水口和出水口，左餘熱輸送 管通入至下爐體的燃煤燃燒室內，在左餘熱輸送管上連接有左軸流風機，在左軸流風機下方 的左佘熱輸送管上連接有左冷卻風管35，左冷卻風管上連接有左冷卻風機42。
該設備採用豎爐爐體冶煉，該爐體安裝在爐底座上，在豎爐內有外加熱還原反應罐、內 加熱罐，在內加熱罐的上部設有上爐罩，在上爐罩內設有球團烘乾系統爐箅子，該爐箅子設 在豎爐內外加熱還原罐的上部，在爐罩的一側分別設有密封下料裝置和煙囪，在煙囪的上部 設有除塵器，在外加熱還原罐的外部設有燃氣或燃煤加熱系統設施，在內加熱罐體的內部設 有內加熱設施，在還原反應罐的下部設有爐體支撐和內外加熱罐支撐，在還原反應罐的下面 連接有冷卻過渡段和冷卻筒，在冷卻筒的下部連接有螺旋出料機；餘熱回收系統由余熱回收 管道、淨化器和軸流風機組成，餘熱回收管道分別接在保護罩的上部和上爐體的下面，並與淨化裝置和軸流風機相連接，餘熱回收管道出口與冷卻風管和風機相連後，連接在緩冷段上; 在冷卻過渡段的下部組成餘熱循環系統。
在冷卻筒的下部連接有進水管，上部連接有出水管，外加熱還原罐和內加熱罐體的中部 向下設有多條斜形氣流隧道，兩個罐體的斜形氣流呈V字型布置，兩個罐體中部向上均開有 多個與罐體平行的氣流孔。
上爐體伸入保護罩的部分為v字型結構，以起到球團的導流作用。
當採用燃氣加熱時，採用燃氣噴嘴進行加熱，當採用燃煤加熱時，在豎爐還原罐底部沿 爐體垂直線的左右對稱設置有二個燃煤的燃燒室。該燃燒室的火道連接在外加熱還原罐的外 部和內加熱罐底部的中心。
解決其技術問題的工藝方案是
將含鉻鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經混合後粉碎到200目以下，製成混 合料；然後將混合料加入到球磨機內進行球磨，製備成超細粉，對超細粉進行鈍化在催化 添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細粉、水溶液和粘結劑共同混合，混合均勻後造成球 團物料點燃豎式還原爐中的內外加熱器中的燃料，將所制好的球團物料經過螺旋送料器送 入到還原爐內，均勻鬆散地排布到烘千床爐箅子上，對球團物料進行烘乾，球團物料經過幹 燥後進行焙燒，在焙燒區內與燃氣中的CO、 H2和揮發分中的碳氫化合物反應，球團物料在 IIO(TC的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經90分鐘的還原反應後，得到金屬化率達到90-95%的鉻鐵金屬化球團，球團進入冷卻過渡段；餘熱回收裝置將反應後上升的熱氣作為助燃 風與冷卻風混合後一同對球團進行冷卻，吹入的冷卻風吸收球團的熱量，在到達焙燒區時形 成含氧的高溫氣體，對還原爐內的燃氣進行助燃，如此依次循環，剩餘的廢氣經除塵後由煙 囪排入大氣，冷卻後的鉻鐵金屬化球團或鉻鎳鐵金屬化球團通過螺旋出料機排出冷卻筒，經 破碎、振動篩分後進行磁選，與殘煤和脈石分離後進行壓塊，得到高品位的鉻鐵合金或鉻鎳 鐵合金。
所述的鉻鐵原料為鉻礦粉、鉻精礦粉和含鉻燒結礦返回礦、含鉻和含鉻鎳的鐵磷、煙 道灰、層泥中的任意一種或將其中的二種或二種以上的含鉻鐵原料按照一定的比例配比後的 混合物超細粉體；
所述的超細粉為粒度為75um-5um，其中顆粒度為10um-35um的粉體佔85%以上。
所述的催化添加劑是由熔化劑50%、氧化劑10%、催化助燃劑10%、成孔劑5%、晶核 強化劑5%、助熔劑15%、自由基引發劑5%所組成；其中，所涉及的比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉70%、四硼酸鈉(NaB4CV10H2O) 10%、皂土 20%組成， 其作用為含硼鐵精礦粉是硼鐵礦開發利用的一種副產品，將其作為熔化劑添加到海綿鐵中 可以利用含硼鐵精礦和四硼酸鈉中的8203可以使海綿鐵晶粒細化，降低燒結礦粘結相熔點和 燒結溫度，減少燒結時間和燒結燃料消耗，提高燒結礦強度和成品率，並可以充分利用資源;
所述的氧化劑由硝酸鈉(NaNO》50%、銷酸鉀(KN03) 50%組成；其作用為，使混合 料內升溫達到一定值後幵始分解釋放出氧，由此調節混合料的燃燒條件，促進球團的燃燒速度和"燒透"效果，增加料球團內的氧含量，煤碳充分燃燒，釋放更多的熱量，避免化學不完 全燃燒；
所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的的混合物，混合比例不限；其作 用為催化活化燃料的燃燒，氣化碳的過程；
所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成；其作用在於降低混 合料液相生成溫度和海綿鐵的燒結溫度；
所述的晶核強化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的混合物，混合比例不限；其作 用為利用稀土的離子所具有的優良的催化劑特性，使其在燒結過程中促進固液相之間的結合 與結晶，抑制晶核長大，提高燒結礦的轉鼓強度，同時稀土的加入可以改變燃煤的燃燒反應 歷程，大大降低燃燒反應活化能，加速反應速率，提高反應程度，達到改善燃燒性能，提高 燃燒效率和降低汙染的效果；
所述的自由基引發劑為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的混合物，混合比例不限；其作用是 在催化添加劑中加入自由基引發劑可使混合料水分與有機質的共溶體在高溫下分解成更多的 自由基，並加速這些自由基鏈燃燒反應中電子和光子的傳遞速度，改善料層透氣性，提高燒 結速度；
所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的混合物，混合比例不限其作用為 增加球團的透氣性，充當氧的活性載體增加還原氣體向球團內的傳遞速度，促進氧的擴散速 度，提高還原速度。
本發明中的催化添加劑提高了產品的金屬化率，降低了產品的熔點，改善了料層透氣性 能，具有催化助燃，抑制燒結過程中的不良晶型轉變，促進燒結過程SFEA形成和抑制低溫 還原粉化，強化燒結工藝過程，降低了產品的熔點和還原溫度，加快了還原速度，縮短了還 原時間，減弱了高溫還原過程中的二次氧化，可降低燃料消耗和電耗10%以上，改善了海綿 鐵的冶金性能，提高了產品的金屬化率，可降低廢氣中有害氣體的排放，減輕對環境的汙染。
所述還原劑為固定碳大於65wt。/。，灰分小於15wty。，揮發分為20 30wt。/。的無煙煤、低 硫低灰分煙煤、焦煤、焦粉中的任意一種，或二種以上的混合物；
所述的熔劑為石灰；所述的粘接劑為膨潤土。
所述的鉻鐵金屬化球團物料成分配比(重量％)為鉻礦粉、鉻精礦粉和含鉻燒結礦返 回礦、含鉻和含鉻鎳的鐵碟、煙道灰、層泥中的住意-種或將其中的二種或二種以上的含鉻 鐵原料按照一定的比例配比後的混合體超細粉體70-80%、還原劑10-25%、熔劑5-15%、粘 結劑1-10%、催化添加劑0-1-5%組成，通過調整溶劑和還原劑的比例，調整所還原鉻鐵中的 碳含量，球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球團所用物料總量的85%,
還原反應溫度為5cxrc-i20(rc，還原反應時間為15-i9o分鐘；
所述的磁選工藝為先將金屬化球團破碎後進入弱磁選機分離金屬化球團中的煤灰、添 加劑和部分脈石，然後將經過磁選後的粉體進行溼法球磨到-200目後，採用搖床進行重選，重選後得到的鎳精礦粉採用2800-5500高斯的磁選機進行磁選，得到含Cr量30 60%，含C 量在1-7%的鉻精礦粉，鉻收率為90 95%，將所得的鉻精礦粉進行壓塊後製成鉻鐵合金或鉻 鎳鐵合金；
所述的燃料為煤氣。
在圖l、圖2中，具體工藝過程首先將將鉻礦粉、鉻精礦粉和含鉻燒結礦返回礦、含 鉻和含鉻鎳的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種或將其中的二種或二種以上的含鉻鐵原料按 照一定的比例配比後的混合物，與還原劑、熔劑和不溶於水的催化添加劑硼鐵精礦粉混合， 經混合後粉碎到200目以下，將粉碎到200目以下的混合料加入到球磨機內進行球磨，製備 成具有高活化性能的75um-5um的超細粉，其中顆粒度為10um-35um的粉體佔85%以上，將 製備好的上述粒度的超細粉進行鈍化，將水溶性還原反應助燃、催化、強化添加劑按照所需 的劑量加入適量的水進行熔化，將所熔化後的水溶液和所需劑量的粘結劑共同加入鈍化後的 超細粉中混合均勻後製造鉻鐵球團；點燃豎式還原爐的外加熱和內加熱燃燒噴嘴8和21，對 爐體進行加熱。將所制好的鉻鐵球團40經過螺旋下料器1在密封狀態下以均勻的速度送入密 封的內外加熱豎式還原爐爐罩27內，均勻鬆散的排布到位於豎式還原爐體上部的烘乾床爐箅 子25上，加熱室39的熱氣通過外加熱還原罐4和內加熱罐2的罐體上所開設的氣流通道3 和5自下面上升到烘乾床爐箅子25上對球團40進行烘乾，鉻鐵球團40經過乾燥後自上往下 運動與上升的熱氣流發生熱交換並進入焙燒區43與燃煤氣中的CO、 112和揮發分中的碳氫化 合物反應，燃燒放熱進一步加熱鉻鐵球團40，使鉻鐵球團40發生失氧還原反應，鉻鐵球團40 在IIO(TC的還原溫度和催化劑的共同作用下，經90分鐘的還原反應後，得到金屬化率達90%-95%的鉻鐵金屬化球團37，鉻鐵金屬化球團37繼續下降，進入冷卻過渡段13，鉻鐵金屬化 球團37繼續完成最後的少量反應，逐步下降進入到冷卻過渡段13下方，餘熱回收管22、 26 將反應後上升的廢熱氣吸入到淨化裝置24內，經淨化處理後通過軸流風機30吸出作為助燃 風，與冷卻風機42所吹入的冷卻風混合後一同進入冷卻過渡段13的下部對鉻鐵金屬化球團37 進行冷卻，冷卻風逐步上升並吸收鉻鐵金屬化球團37的熱量，在到達焙燒區43時形成含氧 的高溫氣體，對還原爐IO內的燃氣進行助燃。如此依次循環，剩餘的廢氣經除塵器44除塵 後由煙囪28排入大氣，冷卻後的鉻鐵金屬化球團37在冷卻過渡段13的下方進入冷卻筒16 內快速冷卻到IO(TC以下，並通過螺旋出料機18排出冷卻筒16，通過用小時排料速度來控制 鉻鐵金屬化球團40在反應罐4內的停留對間和生產量，通過調節冷卻水強度和冷卻段冷卻量 來調節出爐鉻鐵金屬化球團37的質量。
排出冷卻筒16的鉻鐵金屬化球團37經破碎、振動篩分後進行磁選，與殘煤和脈石分離 後進行壓塊，製備成高品位的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金，或將排出冷卻筒16的鉻鐵金屬化球團 37直接導入熔化爐中進行熔化冶煉。
本發明的技術原理現代材料學研究證明，當顆粒達到納米級或微米級後，由於表面原 子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不飽和性，易於其它原子相結合而穩定下來， 表現出很高的化學活性，並且物質達到超細化後，其表面原子或分子排列及電子分布結構和晶體結構均發生變化，產生了塊(粒)狀材料所不具備的奇特表面效應、小尺寸效應、量子 效應和宏觀量子隧道效應。另一方面，當粉體體積減小到納米級時，物質本身的性質也發生 了變化，因為納米粒子是由無限個原子或者分子組成，改變了原來由無數個原子或分子組成 的基體屬性。當納米材料的尺寸與傳導電子的德布羅意波長相當或更小時，周期性的邊界條 件被破壞，磁性、內壓、光吸收、熱阻、化學活性、催化性及熔點等與普通晶粒相比，具有 一系列優異的物理、化學及表面與界面性質。因而超細鐵粉具有很大的比表面積，表面性能 和高的表面活性，存在著表面效應和體積效應，將賦予與大塊金屬完全不同的特性，具有化 學反應速度快，溶解和溶化速度快，熔點低，還原溫度低，還原率高，燒結特性強等特性。 由於還原反應溫度在脈石的軟熔溫度以下固態還原，還原過程中不產生熔化反應，還原料中 的有害元素P、 S等主要保留在渣相中，從而使所生產出的還原鐵的P、 S含量低、質量好。 同時，由於還原溫度低，使COy SO、 NO等有害氣體量大幅度下降，從而減少了環境汙染， 有利於環境保護。
實施例2:本發明解決其技術問題的設備方案是-
在圖3中，所述的上爐體包括內加熱罐2、還原氣出口3、外加熱還原罐4、加熱進氣孔 5、耐火磚7、耐火纖維9、還原爐外殼10、內外加熱罐進氣孔11、燃煤燃燒室33、出渣室34、 內加熱火道38、加熱室39、焙燒還原區43，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內加 熱罐依次套裝，還原爐外殼位於最外層，內加熱罐位於最內層，燃煤燃燒室33、出渣室34 位於上爐體的下端，內加熱火道38位於內加熱罐2和外加熱還原罐4的下端，在還原爐外殼 與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內為加熱室，內加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒 還原區，在內加熱罐上的上段有還原氣出口、在下段有內外加熱罐進氣孔，在外加熱還原罐 上有加熱進氣孔；上爐體伸入保護罩的部分為V字型結構，外加熱還原罐和內加熱罐體的中 部向下設有多條斜形氣流通道，兩個罐體的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個罐體中部向 上均開有多個與罐體平行的氣流孔；
在圖4中，所述的上爐體為多孔一通道爐體結構，爐體的布置形式為單排通道；外加 熱還原罐和內加熱隨在上爐體內分布有4個，在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體的中下部開 有20個與罐體垂直線呈斜形進出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進出氣孔，其 進出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質為耐火磚 材料製成。
該設備內外加熱還原罐為圓形，呈爐體單排縱向排列布置，圖中l-l為加熱器、1-2為外 爐體、l-3為內外加熱還原罐、l-4為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道。生產時，在各 個內加熱罐和外加熱還原罐中共同實施或單獨實施。
採用燃煤加熱，在外加熱還原罐的底部，沿爐體垂直線的左右對稱設置有二個燃煤的燃 燒室，該燃燒室的火道連接在外加熱還原罐的外部和內加熱罐底部的中心。
設備的其它部分與實施例1中所述的設備同，略。
解決其技術問題的工藝方案是所述的鉻鐵原料為鉻礦粉、鉻精礦粉中的任意一種含鉻鐵原料。
所述的催化添加劑是由熔化劑15%、氧化劑10%、催化助燃劑30%、成孔劑5%、晶核 強化劑5%、助熔劑30%、自由基引發劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉55%、四硼酸鈉(NaB4CV10H2O) 30%、皂土 15%組成； 所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基 引發劑為烷氧基胺；所述的成孔劑為聚氯乙烯。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為水玻璃。
所述的鉻鐵球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體60%、還原劑20%、熔劑5%、 粘結劑10%、催化添加劑5%;球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球 團所用物料總量的90%，還原反應溫度為90(TC，還原反應時間為30分鐘。
所述的燃料為煙煤、或者為無煙煤。
工藝的其它部分與實施例1中的工藝過程同，略。
實施例3:本發明解決其技術問題的設備方案是
在圖4中，所述的上爐體為多孔一通道爐體結構，爐體的布置形式為單排一通道，圖中l-l 為加熱器、l-2為外爐體、l-3為內外加熱還原罐、l-4為加熱室，各爐體共同使用同一加熱 通道；外加熱還原罐和內加熱罐在上爐體內分布有4個，在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體 的中下部開有18個與罐體垂直線呈斜形進出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進 出氣孔，其進出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為矩形；外加熱還原罐使用材 質為SiC材料製成。
設備的其它部分與實施例1中所述的設備同，略。
解決其技術問題的工藝方案是所述的鉻鐵原料為含鉻或含鉻鎳的鐵磷中的任一種。
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑25%、催化助燃劑25%、成孔劑15%、晶核 強化劑10%、助熔劑10%、自由基引發劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉70%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 15%、皂土 15%組成； 所述的氧化劑由硝酸鉀；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KC1);所述的助熔劑為螢石(CaF2)50M、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦煤；所述的熔劑為白雲石；所述的粘接劑為粘土。
所述的鉻鐵球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體65%、還原劑25%、熔劑3%、 粘結劑5%、催化添加劑2%;球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球 團所用物料總量的90%，還原反應溫度為500°C，還原反應時間為180分鐘。
將燃燒煤氣改為採用煤炭直接加熱，將實施例1中的煤氣管5，燃燒噴嘴8和內加熱煤 氣管20、內加熱燃燒噴嘴21去掉，改換成燃煤燃燒窯33、出渣窯34、內加熱火道38。
工藝的其它部分與實施例1中的工藝同，略。實施例4:本發明解決其技術問題的設備方案是
在圖5中，所述的上爐體為多孔一通道爐體結構，爐體的布置形式為二排一通道縱向排 列，內外加熱還原罐為圓形，圖中l-l為加熱器、l-2為外爐體、l-3為內外加熱還原罐、1-4 為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道；外加熱還原罐和內加熱罐在上爐體內分布有8個， 在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體的中下部開有20個與罐體垂直線呈斜形進出氣孔，在罐體 的中上部開有與罐體平行布置的進出氣孔，其進出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的 形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質為SiC和耐火磚材料二種混合材料製造。
設備的其它部分與實施例1中所述的設備同，略。
解決其技術問題的工藝方案是所述的鉻鐵原料為含鉻和含鉻鎳的煙道灰、層泥中的 任意一種；
所述的催化添加劑是由熔化劑20%、氧化劑10%、催化助燃劑20%、成孔劑5%、晶核 強化劑20%、助熔劑15%、自由基引發劑10%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉60%、四硼酸鈉(NaB4O7*10H2O) 30%、皂土 10%組成； 所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成；所述的催化助燃劑為氯 化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的混合物，混合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基引發 劑為垸氧基胺；所述的成孔劑為珍珠巖。
所述還原劑為無煙煤；所述的熔劑為石灰石.，所述的粘接劑為皂土。
所述的鉻鐵球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體70%、還原劑20%、熔劑8.9%、 粘結劑1%、催化添加劑0.1%;球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔 球團所用物料總量的90%，還原反應溫度為l(XKTC，還原反應時間為100分鐘。
當生產時，採用實施例1的工藝可在各個內外加熱還原罐1-3中共同實施或單獨實施。
工藝的其它部分與實施例1中的工藝同，略。
實施例5:本發明解決其技術問題的設備方案是
在圖5中，所述的上爐體為為多孔一通道爐體結構，爐體的布置形式為雙排一通道；外 加熱還原罐和內加熱罐在上爐體內分布有8個，在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體的中下部 開有10-50個與罐體垂直線呈斜形進出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進出氣 孔，其進出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為矩形外加熱還原罐使用材質為 耐火磚材料製成。各爐體共同使用同一加熱通道。
設備的其它部分與實施例1中所述的設備同，略。
解決其技術問題的工藝方案是所述的鉻鐵原料為在10%-90%的鉻礦粉中加入90%-10%的含鉻鐵磷；
所述的催化添加劑是由熔化劑35%、氧化劑10%、催化助燃劑10%、成孔劑5%、晶核 強化劑5%、助熔劑30%、自由基引發劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。 所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉58%、四硼酸鈉(NaB4O7'10H2O) 22%、皂土 20%組成；所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2)50M、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強化劑為硝酸(NaNO》；所述的自由基引發劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦粉；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為紙漿廢液。
所述的鉻鐵球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體60%、還原劑20%、熔劑5%、 粘結劑10%、催化添加劑5%;球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球 團所用物料總量的90%，還原反應溫度為950'C，還原反應時間為85分鐘。
將圓形內外加熱還原罐3呈雙排縱向排列布置，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實施例1中的工藝伺，略。
實施例6:本發明解決其技術問題的設備方案是
所述的上爐體為多孔一通道爐體結構，爐體的布置形式為五排一通道；外加熱還原罐和 內加熱罐在上爐體內分布有50個，在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體的中下部開有50個與 罐體垂直線呈斜形進出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進出氣孔，其進出氣孔 在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質為SiC和耐火磚材 料混合材料製成。
設備的其它部分與實施例1中所述的設備同，略。
解決其技術問題的工藝方案是所述的鉻鐵原料為在10%-90%的鉻礦粉中加入卯％-10%的含鉻或鉻鎳的煙道灰、 層泥中的任意一種或或二種配比後的混合物鉻鐵原料；
所述的催化添加劑是由熔化劑10°/。、氧化劑10%、催化助燃劑15°/。、成孔劑15%、晶核 強化劑25%、助熔劑15%、自由基引發劑10%所組成其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉65%、四硼酸鈉(NaB4O7*10H2O) 25%、皂土 10%組成； 所述的氧化劑由硝酸鉀；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2)50W、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基引發劑 為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的混合物，混合比例不限；所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍 珠巖的、混合物，混合比例不限。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為石灰；所述的粘接劑為膨潤土和水玻璃的 混合物，混合比例不限。
所述的球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體61%、還原劑24%、熔劑3%、粘結 劑10%、催化添加劑2%;球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球團所 用物料總量的90%，還原反應溫度為7(KTC，還原反應時間為130分鐘。
在圖6中，內外加熱還原罐為矩形，呈單排縱向排列布置，圖中l-l為加熱器、1-2為外 爐體、1-3為矩形內外加熱還原罐、l-4為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實施例i中的丁藝伺，略。
實施例7:本發明解決其技術問題的設備方案是
所述的上爐體為多孔一通道爐體結構，爐體的布置形式為四排一通道；外加熱還原罐和內加熱罐在上爐體內分布有20個，在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體的中下部開有40個與 罐體垂直線呈斜形進出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進出氣孔，其進出氣孔 在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為矩形；外加熱還原罐使用材質為SiC和耐火磚材 料的混合材料製成。
設備的其它部分與實施例1中所述的設備同，略。
解決其技術問題的工藝方案是所述的含鉻鐵原料為含鉻鎳的鐵磷、煙道灰、層泥中 的任意一種或將其中的二種含鉻鐵原料按照一定的比例配比後的混合物，混合比例不限；
所述的催化添加劑是由熔化劑20%、氧化劑10%、催化助燃劑20%、成孔劑10%、晶核 強化劑13%、助熔劑20%、自由基引發劑7%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉55%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 25%、皂土 20%組成； 所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成；所述的催化助燃劑為氯 化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的混合物，混合比例不限所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為聚氯乙烯。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為石灰；所述的粘接劑為粘土、皂土和紙漿 廢液的混合物，混合比例不限。
所述的球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體64%、還原劑21%、熔劑<9%、粘 結劑1%、催化添加劑5%;球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球團 所用物料總量的90%,還原反應溫度為8(XrC，還原反應時間為170分鐘。
在圖7中，內外加熱還原罐為矩形，呈雙排縱向排列布置，圖中l-l為加熱器、1-2為外 爐體、1-3為矩形內外加熱還原罐、l-4為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實施例1中的工藝同，略。
實施例8:本發明解決其技術問題的設備方案是釆用隧道窯。
解決其技術問題的工藝方案是所述的鉻鐵原料為鉻礦粉、鉻精礦粉中的任意一種；
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑30%、催化助燃劑20%、成孔劑15%、晶核 強化劑5%、助熔劑15%、自由基引發劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑為含硼鐵精礦粉；所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鈉 (NaCl)、氯化鉀(KC1)的混合物，混合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三 氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基引發劑為 垸氧基胺；所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石的混合物，混合比例不限。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為膨潤土、水玻璃、 粘土、皂土和紙漿廢液的混合物，混合比例不限。
所述的鉻鐵金屬化球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體61%、還原劑28%、熔 劑10%、催化添加劑1%;粉體的顆粒粒度為5um-75um,其中10-35um的粒度佔球團所用物 料總量的90%，將其裝罐後送入隧道窯還原，還原反應溫度為1050°C，還原反應時間為180分鐘。
工藝的其它部分與實施例1中的工藝同，略。
實施例9:本發明解決其技術問題的設備方案是釆用迴轉窯。 解決其技術問題的工藝方案是所述的含鉻鐵原料為含鉻的鐵磷鉻鐵原料。
所述的催化添加劑是由熔化劑35%、氧化劑25%、催化助燃劑10%、成孔劑5%、晶核 強化劑5%、助熔劑15%、自由基引發劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑為四硼酸鈉(NaB4Orl0H2O);所述的氧化劑為硝酸鉀；所述的催化助燃 劑為氯化鈉(NaCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、=氧化二釔(Y203) 50%組成；所 述的晶核強化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的混合物，混合比例不限；所述的自由 基引發劑為烷氧基胺；所述的成孔劑為聚氯乙烯、珍珠巖的其混合物，混合比例不限。
所述還原劑為焦煤；所述的熔劑為石灰；所述的粘接劑為膨潤土、粘土和紙漿廢液的混 合物，混合比例不限。
所述的球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體74%、還原劑20%、熔劑3%、粘結 劑2.5%、催化添加劑O. 5%;球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球 團所用物料總量的90%，還原反應溫度為U5(TC，還原反應時間為90分鐘。
工藝的其它部分與實施例1中的工藝同，略。
實施例10:本發明解決其技術問題的設備方案是採用轉爐。
解決其技術問題的工藝方案是所述的含鉻鐵原料為含鉻的煙道灰、層泥中的任意一 種或將二種含鉻鐵原料按照一定的比例配比後的混合物，混合比例不限。
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑30%、催化助燃劑10%、成孔劑15%、晶核 強化劑10%、助熔劑15%、自由基引發劑10%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑為皂土；所述的氧化劑由硝酸鉀中的任意一種；所述的催化助燃劑為氯化 鈉(NaCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核 強化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的混合物，混合比例不限；所述的自由基引發劑 為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的混合物，混合比例不限；所述的成孔劑為聚氯乙烯。
所述還原劑為焦粉；所述的熔劑為白雲石；所述的粘接劑為水玻璃、粘土、皂土和紙漿 廢液的混合物，混合比例不限。
所述的球團物料成分配比(重量％)為含鉻鐵粉體70%、還原劑25%、熔劑3%、粘結 劑1.9%、催化添加劑0.1%;球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球團 所用物料總量的90%，還原反應溫度為98(TC，還原反應時間為130分鐘。
工藝的其它部分與實施例1中的工藝同，略。
實施例ll:本發明解決其技術問題的設備方案是採用管式爐。
解決其技術問題的工藝方案是所述的鉻鐵原料為在10%-90%的鉻礦粉、鉻精礦粉中
加入90%-10%的含鉻燒結礦返回礦、含鉻和含鉻鎳的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種或將 其中的二種或二種以上的含鉻鐵原料按照一定的比例配比後的混合物超細粉體；工藝的其它部分與實施例1中的工藝過程及各種催化添加劑相同，略。 實施例12:本發明解決其技術問題的設備方案是採用豎爐。
解決其技術問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為90%含鉻鐵磷、煙道灰、層泥中 的任意一種與10%的鉻礦粉、鉻精礦粉中的任意一種配比成製備鉻鐵金屬化球團的含鐵原料。 工藝的其它部分與實施例1中的工藝過程及各種催化添加劑相同，略。
權利要求
1、一種用鉻礦粉製備鉻鐵工藝，其特徵是將含鉻鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經混合後粉碎到200目以下，製成混合料；然後將混合料加入到球磨機內進行球磨，製備成超細粉，對超細粉進行鈍化；在催化添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細粉、水溶液和粘結劑共同混合，混合均勻後造成球團物料；點燃豎式還原爐中的內外加熱器中的燃料，將所制好的球團物料經過螺旋送料器送入到還原爐內，均勻鬆散地排布到烘乾床爐箅子上，對球團物料進行烘乾，球團物料經過乾燥後進行焙燒，在焙燒區內與燃氣中的CO、H2和揮發分中的碳氫化合物反應，球團物料在500℃-1100℃的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經15-180分鐘的還原反應後，得到金屬化率達到90-95％的鉻鐵金屬化球團，鉻鐵金屬化球團進入冷卻過渡段；餘熱回收裝置將反應後上升的熱氣作為助燃風與冷卻風混合後一同對鉻鐵金屬化球團進行冷卻，吹入的冷卻風吸收鉻鐵金屬化球團的熱量，在到達焙燒區時形成含氧的高溫氣體，對還原爐內的燃氣進行助燃，如此依次循環，剩餘的廢氣經除塵後由煙囪排入大氣，冷卻後的鉻鐵金屬化球團通過螺旋出料機排出冷卻筒，經破碎、振動篩分後進行磁選，與殘煤和脈石分離後進行壓塊，得到高品位的鉻鐵合金或鎳鉻鐵合金；或將排出冷卻筒的鉻鐵金屬化球團直接導入熔化爐中進行熔化冶煉。
2、 根據權力要求1所述的鉻鎳和鉻鎳的鐵合金製備工藝，其特徵是所述的含鉻鐵原料 為鉻礦粉、鉻精礦粉和含鉻燒結礦返回礦、含鉻和含鉻鎳的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一 種或將其中的二種或二種以上的含鉻鐵原料按照一定的比例配比後的超細粉體混合物，混合 比例不限；所述的超細粉為粒度為75um-5um，其中顆粒度為10um-35um的粉體佔85%以上。
3、 根據權力要求1所述的用鉻礦粉製備鉻鐵工藝，其特徵是所述的催化添加劑的物料 配比(重量百分比)是由熔化劑10-50%、氧化劑10-30%、催化助燃劑10-30%、成孔劑5-15%、 晶核強化劑5-20%、助熔劑15-30%、自由基引發劑5-10%所組成；其中(均為重量百分比)所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉50-70%、四硼酸鈉(NaB4O7*10H2O) 10-30%、皂土 10-20% 組成，或者為其中的任意一種；所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成，或者為硝酸鈉、硝 酸鉀中的任意一種；所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的任意一種，或者為其混合物，混 合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成； 所述的晶核強化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的任意一種；或者為其混合物， 混合比例不限；所述的自由基引發劑為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的任意一種；或者自由基引發劑為其混 合物，混合比例不限；所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的任意一種，或者為其混合物，混合 比例不限。
4、 根據權力要求1所述的用鉻礦粉製備鉻鐵工藝，其特徵是所述還原劑為固定碳大於 65wt%，灰分小於15wt。/。，揮發分為20 30wty。的無煙煤、低硫低灰分煙煤、焦煤、焦粉中 的任意一種，或二種以上的混合物；所述的熔劑為石灰、消石灰、白雲石、石灰石中的任意一種；所述的粘接劑為膨潤土、水玻璃、粘土、皂土、紙漿廢液中的任意一種；或者為二種以 上的混合物，混合比例不限；所述的鉻鐵金屬化球團物料成分配比(重量％)為鉻礦粉、鉻精礦粉和含鉻燒結礦返 回礦、含鉻和含鉻鎳的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種或將其中的二種或二種以上的含鉻 鐵原料按照一定的比例配比後的混合體超細粉體70-80%、還原劑10-25%、熔劑5-15%、粘 結劑1-10%、催化添加劑0.1-5%組成，通過調整溶劑和還原劑的比例，調整所還原鉻鐵中的 碳含量，球團粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度佔球團所用物料總量的85%， 還原反應溫度為50(TC-120(TC，還原反應時間為15-190分鐘；所述的磁選工藝為先將金屬化球團破碎後進入弱磁選機分離金屬化球團中的煤灰、添 加劑和部分脈石，然後將經過磁選後的粉體進行溼法球磨到-200目後，採用搖床進行重選， 重選後得到的鎳精礦粉採用2800-5500高斯的磁選機進行磁選，得到含Cr量30 60%，含C 量在1-7%的鉻精礦粉，鉻收率為90 95%，將所得的鉻精礦粉進行壓塊後製成鉻鐵合金或鉻 鎳鐵合金；所述的燃料為煤氣、或者為煙煤、或者為無煙煤。
5、 一種實現用鉻礦粉製備鉻鐵工藝的設備，其特徵是該還原設備包括有爐底座(12)、 上爐體、下爐體、上爐罩、烘乾床爐箅子(25)、密封下^f裝置(1)、淨化裝置和和餘熱循環 裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有下爐體，在上爐體的上端連接 有上爐罩，烘乾床爐箅子位於上爐體內上端，淨化裝置通過管道與上爐體和下爐體連接，餘 熱循環裝置與下爐體連接。
6、 根據權力要求5所述的用鉻礦粉製備鉻鐵工藝的設備，其特徵是所述的上爐體包括 內加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進氣孔(5)、煤氣管(6)、耐火 磚(7)、燃氣噴嘴(8)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內外加熱罐進氣孔(11)、內加 熱煤氣管(20)、內加熱燃氣噴嘴(21)、加熱室(39)、焙燒還原區(43)，還原爐外殼、耐 火磚層、外加熱還原罐和內加熱罐依次套裝，還原爐外殼位於最外層，內加熱罐位於最內層， 在內加熱罐中心有內加熱煤氣管，內加熱煤氣管的端部連接有內加熱燃氣噴嘴，在還原爐外 殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內為加熱室，有煤氣管穿過還原爐外殼、耐火纖 維和耐火磚層，煤氣管端部連接有燃氣噴嘴，燃氣噴嘴位於加熱室內，內加熱罐與外加熱還 原罐之間為焙燒還原區，在內加熱罐上的上段有還原氣出口、在下段有內外加熱罐進氣孔， 在外加熱還原罐上有加熱進氣孔；上爐體伸入保護罩的部分為V字型結構，外加熱還原罐和 內加熱罐體的中部向下設有多條斜形氣流通道，兩個罐體的斜形氣流通道呈V字型布置，在 兩個罐體中部向上均開有多個與罐體平行的氣流孔。或者所述的上爐體包括內加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進氣 孔(5)、耐火磚(7)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內外加熱罐進氣孔(11)、燃煤燃 燒室(33)、出渣室(34)、內加熱火道(38)、加熱室(39)、焙燒還原區(43)，還原爐外殼、 耐火磚層、外加熱還原罐和內加熱罐依次套裝，還原爐外殼位於最外層，內加熱罐位於最內 層，燃煤燃燒室(33)、出渣室(34)位於上爐體的下端，內加熱火道(38)位於內加熱罐 (2)和外加熱還原罐(4)的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層 內為加熱窯，內加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區，在內加熱罐上的上段有還原氣出 口、在下段有內外加熱罐進氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進氣孔；上爐體伸入保護罩的部 分為V字型結構，外加熱還原罐和內加熱罐體的中部向下設有多條斜形氣流通道，兩個罐體 的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個罐體中部向上均開有多個與罐體平行的氣流孔；所述的上爐體為單孔一通道爐體結構，或者上爐體為多孔一通道爐體結構；爐體的布置 形式為單排一通道，或者爐體的布置形式為多排一通道；外加熱還原罐和內加熱罐在上爐體 內分布有1-50個，在外加熱還原罐和內加熱罐的罐體的中下部開有10-50個與罐體垂直線呈 斜形進出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進出氣孔，其進出氣孔在罐體上均勻 分布；外加熱還原罐的形狀為圓形或者為矩形；外加熱還原罐使用材質為SiC或者耐火磚材 料製成，或者採用二種材料共同製造。
7、 根據權力要求5所述的用鉻礦粉製備鉻鐵工藝的設備，其特徵是所述的下爐體包括 冷卻過渡段(13)、螺旋出料機(18)、出料口 (29)、爐體支撐(31)、內外加熱罐支撐(32)， 冷卻過渡段位於內加熱罐和外加熱還原罐的下部，冷卻過渡段內為燃煤燃燒室，燃煤燃燒室 與上爐體的焙燒還原區相連通，爐體支撐位於外側，內外加熱罐支撐位於中心，在冷卻過渡 段的底部連接有螺旋出料機，在螺旋出料機的一端有出料口。
8、 根據權力要求5所述的用鉻礦粉製備鉻鐵工藝的設備，其特徵是所述的上爐罩包括 爐罩(27)、煙囪(28)、除塵器(44)，煙囪位於爐罩的上端，除塵器連接在煙囪上。
9、 根據權力要求5所述的用鉻礦粉製備鉻鐵工藝的設備，其特徵是所述的淨化裝置包 括餘熱輸送詧(19)、中餘熱回收管(22)、上餘熱回收管(26)、軸流風機(30)、右冷卻風 管(36)、右冷卻風機(41)，在淨化裝置的上端通過上餘熱回收管與上爐罩連接，在淨化裝 置的中間部位通過中餘熱回收管連接在上爐體上端，上餘熱回收管(26)和中餘熱回收管均 通入至焙燒還原區，在淨化裝置的底部通過餘熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內，在餘 熱輸送管上連接有軸流風機，在軸流風機下方的餘熱輸送管上連接有右冷卻風管，在右冷卻 風管上連接有右冷卻風機。
10、 根據權力要求5所述的用鉻礦粉製備鉻鐵工藝的設備，其特徵是；所述的餘熱循環 裝置包括左餘熱輸送管(14)、出水口 (15)、冷卻筒(16)、進水口 (17)、左冷卻風管(35)、 左冷卻風機(42)，在下爐體外有冷卻筒，在冷卻筒上有進水口和出水口，左餘熱輸送管通入 至下爐體的燃煤燃燒室內，在左餘熱輸送管上連接有左軸流風機，在左軸流風機下方的左餘 熱輸送管上連接有左冷卻風管(35)，左冷卻風管上連接有左冷卻風機(42)。
全文摘要
本發明涉及一種用鉻礦粉製備鉻鐵工藝及設備，屬於冶金工業煉鋼原料。將含鉻鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，製備成超細粉，混合造成球團物料，送入到還原爐內，烘乾、焙燒，經還原反應後，得到鉻鐵合金；該還原設備在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有下爐體，在上爐體的上端連接有上爐罩，烘乾床爐箅子位於上爐體內上端，淨化裝置通過管道與上爐體和下爐體連接，餘熱循環裝置與下爐體連接。優點1.還原溫度低，還原速度快，能源消耗少，生產成本低，生產效率高，確保了質量的均勻性。2.設備簡單投資少，機械化程度高，工序簡單，產量大，可規模化生產。3.減少原料浪費，降低環境汙染。4.採用鉻礦粉或含鉻廢棄物為原料價格低廉，成本低。5.廢棄資源循環利用，節約了資源消耗。
文檔編號C22B1/14GK101538630SQ200910028258
公開日2009年9月23日 申請日期2009年2月5日 優先權日2009年2月5日
發明者丁家偉 申請人:丁家偉