[發明專利]步進式單體串聯焙燒爐生產直接還原鐵的方法

有效

• 申請號: 201010171616.7
• 申請日: 2010-05-06
• 公開（公告）號: CN101818225A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 劉國林;萬宇;黃永志
• 申請（專利權）人: 劉國林;萬宇;黃永志
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及一種直接還原鐵的生產方法，尤其涉及一種步進式單體串聯焙燒爐生產直接還原鐵的方法，屬于鋼鐵冶金技術領域。

背景技術

金屬化球團是直接還原鐵的一種，是重要的冶金原料，可用于煉鐵或煉鋼。直接還原鐵生產工藝的原理，是將鐵礦粉或含鐵原料在低于鐵的熔化溫度的條件下進行還原反應，將鐵礦中的氧奪走而形成金屬鐵。

傳統金屬化球團的制造工藝中，通常將以煤做還原劑來進行還原反應的方法，稱為煤基直接還原法，其主要有回轉窯法、隧道窯法和轉底爐法，然而，上述傳統方法均存在生產效率低、金屬化率低等缺點。中國專利CN101148686A公開了一種隧道車底式快速還原爐直接還原鐵的工藝，與傳統隧道窯法相比，具有球團反應速度快、反應時間縮短、直接還原鐵質量提升及產量提高的優點，然而，仍然存在如下缺點：工序能耗高，單位能耗高達900kcal/kg以上；生產效率低，爐內焙燒時間高達130分鐘以上，嚴重制約產量提高；設備維護難度大，因設備損壞后，隧道窯內降溫過程長，延長了維修時間。

中國專利CN1191377C公告了一種用含碳鐵礦球團生產直接還原鐵的方法，該方法用類似燒結球團的生產方法生產金屬化球團，使含碳鐵礦球團料層連續順流還原焙燒，還原反應生成的CO在球團周圍燒燒放熱以加熱球團，縮短傳熱距離，提高了生產率；但是，這種方法仍然存在以下缺點，由于料層厚度薄，生產效率低，單位爐底面積生產率僅為200kg/(m²·h)；金屬化率不穩定，這是因為在該工藝中球團料層的底部比上部焙燒時間短，底部球團因還原時間過短而造成還原率低；若要保證底部球團的還原率，就需要延長焙燒還原時間，然而在底部料層進行充分還原時，含氧量高的氣流就會穿過底部料層上升到料層上部，將已還原的金屬再氧化，從而無法保證金屬化率。

發明內容

本發明的目的是提供一種步進式單體串聯焙燒爐生產直接還原鐵的方法，該工藝具有生產率高、金屬化率高并且穩定的特點。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供的步進式單體串聯焙燒爐生產直接還原鐵的方法，包括如下工序：

造球將鐵礦粉、煤粉和粘結劑混合壓制成球團并經烘干，制取自還原球團；

裝料向單體焙燒爐內依次裝入下層燃料、自還原球團、上層燃料，形成厚度為400--900mm的料層；

焙燒在單體焙燒爐內，點燃所述上層燃料、加熱焙燒自還原球團并引燃自還原球團上表面，形成還原焙燒層，并從上向下鼓入助燃風，同時從下部引風，使還原焙燒層從上向下擴展；在上部料層完成還原后，改變鼓風和引風方向，即從下向上鼓入助燃風，從上部引風，使下部料層完成還原，制得金屬化球團。

進一步，所述料層中還包括墊底料，鋪設在所述下層燃料與所述單體焙燒爐爐底之間，厚度為25--50mm。

其中，所述工藝，還包括如下工序：

單體串聯將若干個單體焙燒爐串聯成焙燒爐組，該焙燒爐組以步進方式移動，每次移動一個單體焙燒爐工作位，每個工作位的上部和下部分別設有風箱；每個單體焙燒爐移動到一個工作位時，與該工作位的風箱密封對接。

所述造球工序中，鐵礦粉、煤粉和粘結劑按重量份配比為：鐵礦粉68-74份，煤粉22-26份，粘結劑3-5份。

所述裝料工序中，上層燃料、自還原球團和下層燃料的厚度分別為50--100mm、300--700mm、50--100mm。

所述助燃風為冷空氣、熱風、富氧冷風或富氧熱風。

所述單體焙燒爐，包括筒形爐體，該爐體的上端面開口，下端面設有箅條，所述爐體壁的上、下兩端設有密封裝置，向上、向下分別與風箱密封連接；所述爐體壁外下端部相對設有輪對。

本發明提供的步進式單體串聯焙燒爐生產直接還原鐵的方法，采用單體焙燒爐來制取金屬化球團，并在自還原球團料層的上下兩面分別鋪裝燃料；在焙燒過程中，首先點燃上層燃料、引燃自還原球團上表面，形成還原焙燒層，并從上向下鼓入助燃風，同時從下部引風，使還原焙燒層從上向下擴展；在上部料層完成還原后，改變鼓風和引風方向，即從下向上鼓入助燃風，從上部引風，使下部料層完成還原，制得金屬化球團。

在焙燒過程中，無論是從上向下鼓風、從下部引風，即上吹下引，還是從下向上鼓風、從上部引風，即下吹上引，均能通過調節風壓和風量，使整個料層的球團焙燒溫度穩步上升并保持在1000-1350℃，并能控制爐內氣體的氣氛，保障充分的還原溫度及時間，使整個料層上下部球團均得到充分還原。