[發明專利]一種直接還原鐵的還原窯爐設備和方法

無效

• 申請號: 201210111484.8
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102643942A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 唐竹勝;陶立群
• 申請（專利權）人: 沈陽博聯特熔融還原科技有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明涉及直接還原鐵技術領域，具體涉及一種直接還原鐵的還原窯爐設備和方法。

背景技術

中國是世界第一大粗鋼產量國，2011年鋼產量突破7億噸，年需要廢鋼9000多萬噸，還原鐵需求量為500萬噸。我國年進口還原鐵300萬噸，而還原鐵（海綿鐵）年產量僅為60萬噸。我國又是一個貧鐵礦資源豐富的國家，低貧呆礦占鐵礦資源97%以上，但每年還需要從國外進口6億噸的鐵礦石。另外，我國每年還有上億噸的硫酸渣、銅渣、除塵灰等含鐵廢料產生。現在，我國是一個非焦煤儲量豐富的國家，焦煤資源日益頻發，因此國家出臺相關政策，鼓勵發展直接還原鐵和非焦煉鐵工藝技術開發與應用。提高還原鐵的產量和質量以及開發我國大量的低貧呆礦及含鐵廢料使其資源是一件化迫在眉睫的事業。

煤基隧道窯罐式法在我國走過30年歷史，煤基隧道窯罐式法工藝比較穩定、成熟，項目分布相對比較普遍。目前，我國年60萬噸直接還原鐵（海綿鐵），大都是煤基隧道窯罐式法生產的。

傳統的煤基隧道窯罐式法生產直接還原鐵（海綿鐵），必須采用昂貴的耐火罐（噸還原鐵消耗耐火罐一般在230-280元/噸），工藝落后造成能耗高、還原時間長，勞動力消耗高、產品質量差等原因，造成生產運行成本高、銷路不暢等實際問題。使中國盡管是世界上鋼產量第一大國，可直接還原鐵的年產量不及印度半個月的產量，造成鋼鐵公司的直接還原鐵有大量的缺口，不得不化高價大量進口國外的直接還原鐵。煤基隧道窯罐式法生產還原鐵的目前工藝，只能采用TFe≥66%的鐵精礦粉或鐵鱗直接還原還原鐵。傳統的煤基隧道窯罐式法也無法利用低品位礦石及含鐵廢料直接還原分離出高品位的還原鐵產品。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種直接還原鐵的還原窯爐設備和方法，在綜合降低成本的同時，通過對低品位礦石及含鐵廢料的還原，分離出高品位的還原鐵產品。

本發明的直接還原鐵的還原窯爐設備，采用上述的還原窯爐設備，包括窯頂、助燃風管道、燃氣管道、燒嘴、料盤，支撐座、曲封、窯車、燃燒室、料池和蓄熱輻射室，其中窯頂與料池之間為燃燒室，燃燒室側壁設有燒嘴，助燃風管道、燃氣管道與燒嘴相連，窯車上端設置的支撐座支撐著料盤，料盤、支撐座與窯車之間的空間為蓄熱輻射室，窯車通過曲封與窯爐連接。

所述的料盤采用碳化硅材質。

本發明的直接還原鐵的方法，按如下步驟進行：

（1）預熱窯爐設備，使其溫度達到1110～1200℃；

（2）將被還原物料制成直徑為Φ8～16mm球團后與還原劑按質量比為3:1混合，并將混合物料裝入窯車的料盤中，所述的還原劑為煤粉，其化學成分按質量百分比為固定碳為66.94%、灰份為21.43%、揮發份7.96%，水份為3.0%、S為0.67%；??（3）通過布料機將覆蓋劑平鋪到混合物料上方，平鋪厚度為10～25mm，將窯車推入窯爐，所述覆蓋劑其化學成分按質量百分比為：固定碳35～45%，揮發份2.5～6.5%，灰分50～55%，水份3.0～5.0%，堿度R為0.15～0.2，粒度為0.1～3mm；

（4）使被還原物料在還原氣體氣氛下還原得到還原鐵產品，還原溫度為1180～1320℃，還原時間為4～10小時，所述還原氣體為H₂或CO。

上述的被還原物料為羚羊石礦、鮞狀赤礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、紅土鎳礦、錳鐵礦、鉻鐵礦、硼鐵礦、釩鈦磁鐵礦、富鈦渣及含鐵的硫酸渣、鉛鋅渣、銅渣、除塵灰或除塵污泥。

上述還原劑尾粉中80%的煤焦循環再利用。

與現用技術相比，本發明的特點及其有益效果是：

本發明窯爐料盤為碳化硅材質，其導熱系數很高，傳導和輻射熱量效果較好。

由于料池上面的覆蓋劑受熱熔融后，會迅速形成10～25mm的熔融隔層，其向料池中的混合物料傳導熱量的同時起到了蓄熱體的作用，使能量得到更好的利用，節省了能源。