直接还原含铁原料的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了直接还原含铁原料的系統，包括：混合成型设备和转底炉，混合成型设备具有含铁原料入口、还原煤入口、蛭石入口、水入口和含水物料球团出口；转底炉内按照原料运动方向依次为进料区、爆裂区、烘干区、还原区和出料区，进料区具有含水物料球团入口，出料区具有还原产物出口，含水物料球团入口与含水物料球团出口相连。的烘干区内设置有烟道。由此采用该系统降低了粘结剂的用量，保证了湿球团强度，还可以加速含铁球团的爆裂，进而缩短了烘干时间，提高了含铁原料还原的效率，经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于能源与冶金领域，具体涉及一种直接还原含铁原料的系统。
技术介绍
随着社会和经济的发展，金属产量和消费量也在日益增加，并伴随着金属产品的冶炼过程，大量的冶炼渣和尾矿也被排放出来。对于冶金渣多仅采用简单的堆积处理，给环境带来污染，不利于行业的可持续发展。随着生产原料中优质资源的减少，寻求经济的技术途径，对难选矿的高效处理及冶金渣中的有价金属提取再利用，实现冶金渣的二次再利用成为研究重点。现有火法处理技术主要有回转窑工艺、隧道窑工艺、转底炉工艺法等。但回转窑工艺对原料要求较高，物料易结圈，且生产能力低，设备投资较大；隧道窑工艺的热效率低、能耗高、生产周期长、污染严重、产品质量不稳定，单机生产能力难以扩大；其中，由于转底炉还原工艺具有设备简单、操作容易、生产周期短、反应速度快、环境友好等优点，所以转底炉还原工艺已经引起了广泛的关注。但直接还原处理处理含碳球团的过程中，需要对原料先进行成型处理，在成型过程中要加入水或者液体粘结剂进行成型，得到的含碳球团经过烘干后才能进入转底炉内还原，流程长，且对球团的强度有更高的要求。因此，可以对转底炉直接还原处理含碳球团工艺进行改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种工艺简单、快速的直接还原含铁原料的系统。根据本技术的一个方面，本技术还提出一种直接还原含铁原料的系统，该系统包括：混合成型设备，所述混合成型设备具有含铁原料入口、还原煤入口、蛭石入口、水入口和含水物料球团出口；转底炉，所述转底炉内按照原料运动方向依次为进料区、爆裂区、烘干区、还原区和出料区，所述进料区具有含水物料球团入口，所述出料区具有还原产物出口，所述含水物料球团入口与所述含水物料球团出口相连。由此该直接还原含铁原料的系統可以解决混料过程中需要加入大量粘结剂来保证球团的干、湿球强度，同时还需要对球团进行烘干，前期球团处理流程长、需要增加烘干设备等问题。通过在转底炉设备中增加一个区达到球团烘干的目的，同时可以减少原料配料阶段粘结剂量的加入，进而实现了含铁难选矿、含铁钢铁厂冶金固废和含铁有色冶金固废等有效回收利用，降低生产成本，还原效率高，具有显著的经济效益。另外，根据本技术上述实施例的直接还原含铁原料的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本技术中，所述爆裂区与所述进料区之间和所述爆裂区所述烘干区之间均设置有隔墙。由此有利于生产安全，避免燃烧爆裂过程中物料給生产带来的危险。在本技术中，所述爆裂区内设置有燃烧器。在本技术中，上述实施例的直接还原含铁原料的系统，进一步包括：引风机，所述引风机分别与所述爆裂区的烟气出口、所述还原区的烟气出口和所述烘干区的烟气入口相连。由此有利于将还原区和爆裂区的热烟气用于烘干碎块，实现资源二次利用。附图说明图1是根据本技术一个实施例的直接还原含铁原料的系统的结构示意图。图2是根据本技术一个实施例的直接还原含铁原料的系统中转底炉的结构示意图。图3是根据本技术一个实施例的直接还原含铁原料的方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。根据本技术的另一方面，本技术还提出一种直接还原含铁原料的系统。下面参考图1-2详细描述本技术具体实施例的直接还原含铁原料的系统。根据本技术的具体实施例地直接还原含铁原料的系统包括：混合成型设备100，混合成型设备具有含铁原料入口101、还原煤入口102、蛭石入口103、水入口104和含水物料球团出口105；转底炉200，转底炉内按照原料运动方向依次为进料区210、爆裂区220、烘干区230、还原区240和出料区250，进料区210具有含水物料球团入口211，出料区250具有还原产物出口251，含水物料球团入口211与含水物料球团出口105相连。根据本技术的具体实施例，利用实施例的直接还原含铁原料的系统对含铁原料进行处理，具体可以按照下列步骤进行：首先，利用混合成型设备100将含铁原料与还原煤、蛭石、水进行混合成型处理，以便得到含水物料球团；其次，将含水物料球团在转底炉内的进料区210进行布料，并使含水物料球团依次经过爆裂区220、烘干区230、还原区240和出料区250，其中，含水物料球团在爆裂区220发生爆裂，并得到物料碎块；物料碎块在烘干区230内经过干燥处理，并得到干燥物料碎块；干燥物料碎块在还原区240内发生还原反应，并获得含有金属铁的产物。传统的在转底炉内直接还原处理含铁球团的过程中，需要在混料过程中需要加入大量粘结剂来保证球团的干、湿球强度，同时还需要对球团进行烘干，因而造成了前期球团处理流程长、需要增加烘干设备的问题。而采用本技术实施例的直接还原含铁原料的系统，通过在转底炉设备中增加一个单独的高温爆裂区，使得含水物料球团在爆裂的过程中实现初步干燥，爆裂后含水量在2重量％以下，通过加入蛭石还可以加速爆裂区含铁湿球团的爆裂，使大块的球团爆裂成小块，得到粒度适合进行还原的物料碎块。同时，根据本技术具体实施例的直接还原含铁球团的系统还可以利用爆裂和还原反应产生的烟气对物料碎块进行干燥处理，可以避免排放更多的烟气，污染环境，同时有利于充分利用工艺过程中剩余热量，实现能源二次利用，进一步节省能耗，降低了生产成本。因此采用本技术实施例的直接还原含铁原料的系统不仅有利于烘干含铁球团，还可以大量减少原料配料粘结剂的用量，进而缩短烘干时间，提高了含铁原料还原的效率，得到的还原球团金属化率在90％以上，使得本技术的经济效益更加显著。根据本技术的具体实施例，爆裂区220与进料区210之间和爆裂区220与烘干区230之间均设置有隔墙221。由此，可以防止含水物料球团在爆裂的过程中溅射到其它区域内，进而提高爆裂区域的可控性和安全性。根据本技术的具体实施例，爆裂区220内设置有燃烧器222。由此可以使得爆裂区的温度可以达到800-1000摄氏度。由此可以使得含水物料球团得到充分爆裂。根据本技术的具体示例，转底炉的爆裂区可以通过设置燃烧器达到上述爆裂所需温度。在该温度下，爆裂得到的物料碎块同时也得到了一定程度的干燥。具体地，可以设置爆裂区的角度，进而可以使得爆裂后的物料碎块在爆裂区结束后的含水量低于2重量％。在本技术的一些实施例中，直接还原含铁原料的系统，其特征在于，进一步包括：引风机300，引风机分别与爆裂区220的烟气出口、还原区240的烟气出口和烘干区230的烟气入口相连。由此，利用引风机300，可以将爆裂区220和还原区240内产生的高温烟气通入烘干区230内，对物料碎块进行烘干处理，进而可以进一步节省能耗，同时减少烟气排放，实现资源二次利用。根据本技术的具体实施例，引风机300可以通过烟道260与烘干区230相连。为了方便理解本技术上述实施例的直接还原含铁原料的系统，下面对采用该系统直接还原含铁原料方法进行描述。根据本技术具体实施例的直接还原含铁原料的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接还原含铁原料的系统，其特征在于，包括：混合成型设备，所述混合成型设备具有含铁原料入口、还原煤入口、蛭石入口、水入口和含水物料球团出口；转底炉，所述转底炉内按照原料运动方向依次为进料区、爆裂区、烘干区、还原区和出料区，所述进料区具有含水物料球团入口，所述出料区具有还原产物出口，所述含水物料球团入口与所述含水物料球团出口相连，所述的烘干区内设置有烟道。

【技术特征摘要】
1.一种直接还原含铁原料的系统，其特征在于，包括：混合成型设备，所述混合成型设备具有含铁原料入口、还原煤入口、蛭石入口、水入口和含水物料球团出口；转底炉，所述转底炉内按照原料运动方向依次为进料区、爆裂区、烘干区、还原区和出料区，所述进料区具有含水物料球团入口，所述出料区具有还原产物出口，所述含水物料球团入口与所述含水物料球团出口相连，所述的烘干区内设置有烟道。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，王健月，吴佩佩，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32