处理含铁矿粉的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种处理含铁矿粉的系统和方法，该系统包括：预热装置，具有辐射管、含铁矿粉入口和预热含铁矿粉出口；气基竖炉，气基竖炉内自上而下限定出预热区和还原区，包括：布置在预热区的布料器；预热含铁矿粉入口；炉顶气出口；还原气入口；布置在还原区底部的导料槽；热还原铁粉出口；靠近气基竖炉的内壁布置以将导流槽底端的物料运送至布料器上的物料循环装置，该物料循环装置包括：第一驱动辊、第二驱动辊、第三驱动辊、输送带、料斗和变向导杆；冷却装置，具有热还原铁粉入口和还原铁粉出口。该系统流程简单，可直接适用于含铁矿粉的直接还原，且反应速度快、反应时间短，所得的还原铁粉金属化率高。

【技术实现步骤摘要】
处理含铁矿粉的系统和方法
本专利技术属于冶金领域，具体而言，本专利技术涉及处理含铁矿粉的系统和方法。
技术介绍
生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类。气基法主要包括Midrex、HYL、PERED和流化床，煤基法以回转窑和转底炉法为主。约80％的直接还原铁是通过气基法生产，以MIDREX法和HYL法为主。气基法直接还原技术在天然气丰富的地区得到了广泛的工业应用，近年来随着煤制气作还原剂技术的开发利用，气基竖炉直接还原技术在我国引起了广泛的关注。为了保证直接还原铁产品的品质，直接还原工艺对含铁原料，特别是对直接入炉铁矿球团的要求极为苛刻，不仅要求必须有足够高的强度，还必须具有良好的透气性和还原性，且矿料在竖炉内一般设置为堆积状态，因气体在堆积状态的矿料中的扩散较慢，充分还原需6h左右，加上其还原、冷却均在炉体内进行，进一步延长了工序时间且还会导致炉内温度与气体成分控制不便。现有流化床工艺常用的为Fior流态法，其使用0.25～4mm范围的矿料，矿料在流化床上处于悬浮状态，增加了与还原气体接触的面积，但由于矿石颗粒仍较粗，仅在一定程度上减少了还原时间，且细粒矿粉易逸出、气体利用率低。为解决这些问题，一般采用多个流化床串联使用，以增加矿石和还原气体的接触时间来提高气体利用率，这样使工艺变得复杂。上述多种工艺系统中，为使还原气体达到使用要求，还需要设置多个气体加热、冷却装置，这不仅增加了设备投资，还使工艺体系变得复杂。且上述还原工艺还原温度低，铁晶粒长大困难，磨选分离难度大。由此可见，目前的直接还原炼铁技术普遍存在还原效率低，工艺设备复杂等问题。因此，亟需一种还原效率高、工艺简单且有利于提高金属化率的技术。
技术实现思路
本专利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，本专利技术的一个目的在于提出一种处理含铁矿粉的系统和方法。该系统流程简单，可直接适用于含铁矿粉的直接还原，且反应速度快、反应时间短，所得的还原铁粉金属化率高。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理含铁矿粉的系统，根据本专利技术的实施例，该系统包括：预热装置，所述预热装置具有辐射管、含铁矿粉入口和预热含铁矿粉出口；气基竖炉，所述气基竖炉内自上而下限定出预热区和还原区，所述气基竖炉包括：布料器，所述布料器布置在所述预热区；预热含铁矿粉入口，所述预热含铁矿粉入口布置在所述预热区且位于所述布料器的上方，所述预热含铁矿粉入口与所述预热含铁矿粉出口相连；炉顶气出口，所述炉顶气出口布置在所述预热区；还原气入口，所述还原气入口布置在所述还原区；导料槽，所述导料槽倾斜布置在所述还原区的底部；热还原铁粉出口，所述热还原铁粉出口布置在所述还原区且靠近所述导料槽底端；物料循环装置，所述物料循环装置靠近所述气基竖炉的内壁布置以将所述导料槽底端的物料运送至所述布料器上，所述物料循环装置包括：第一驱动辊；第二驱动辊，所述第一驱动辊与所述第二驱动辊沿上下方向间隔开布置；第三驱动辊，所述第三驱动辊与所述第一驱动辊沿水平方向间隔开布置，并且所述第三驱动辊位于所述布料器上方；输送带，所述输送带为环形且套设在所述第一驱动辊、所述第二驱动辊和所述第三驱动辊外部；料斗，所述料斗布置在所述输送带上；变向导杆，所述变向导杆布置在靠近所述布料器的所述输送带的外部以避让所述布料器；冷却装置，所述冷却装置具有热还原铁粉入口和还原铁粉出口，所述热还原铁粉入口与所述热还原铁粉出口相连。根据本专利技术实施例的处理含铁矿粉的系统在气基竖炉中布置物料循环装置，使得经预热炉预热含铁矿粉经气基竖炉上的预热含铁矿粉入口进入气基竖炉内，在布料器的作用下均匀分散，与气基竖炉底部侧壁供给的还原气逆向接触发生还原反应，反应后物料落到气基竖炉底部的导料槽中，在导料槽的作用下，金属化不完全的含铁矿粉可集中到物料循环装置下端，物料循环装置在第一驱动辊、第二驱动辊、第三驱动辊、输送带和变向导杆的作用下，由料斗将金属化不完全的含铁矿粉送至布料器上进一步还原，如此反复，直到得到满足要求的高金属化率还原铁粉，再经冷却装置冷却后出料，从而保证得到还原铁粉具有较高的金属化率，具有较高的经济效益。另外，根据本专利技术上述实施例的处理含铁矿粉的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述物料循环装置包括多个所述料斗，所述多个料斗在所述输送带的外部间隔布置。由此，有利于实现含铁矿粉的多次循环还原反应。在本专利技术的一些实施例中，上述处理含铁矿粉的系统进一步包括：除尘器，所述除尘器具有炉顶气入口、除尘气出口和粉尘出口，所述炉顶气入口与所述炉顶气出口相连，所述除尘气出口与所述辐射管相连。由此，可以实现炉顶气的资源化利用。在本专利技术的一些实施例中，上述处理含铁矿粉的系统进一步包括：压块装置，所述压块装置具有还原铁粉入口和还原铁块出口，所述还原铁粉入口与所述还原铁粉出口相连。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种利用上述处理含铁矿粉的系统处理含铁矿粉的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将含铁矿粉供给至所述预热装置中在辐射管作用下进行预热处理，以便得到预热含铁矿粉；(2)将所述预热含铁矿粉供给至所述气基竖炉中进行预热后在还原气作用下进行还原处理，所得反应后物料在所述物料循环装置下继续输送至所述布料器上，以便得到炉顶气和热还原铁粉；(3)将所述热还原铁粉供给至所述冷却装置中进行冷却处理，以便得到还原铁粉。根据本专利技术实施例的处理含铁矿粉的方法通过在气基竖炉中布置物料循环装置，使得经预热炉预热含铁矿粉经气基竖炉上的预热含铁矿粉入口进入气基竖炉内，在布料器的作用下均匀分散，与气基竖炉底部侧壁供给的还原气逆向接触发生还原反应，反应后物料落到气基竖炉底部的导料槽中，在导料槽的作用下，金属化不完全的含铁矿粉可集中到物料循环装置下端，物料循环装置在第一驱动辊、第二驱动辊、第三驱动辊、输送带和变向导杆的作用下，由料斗将金属化不完全的含铁矿粉送至布料器上进一步还原，如此反复，直到得到满足要求的高金属化率还原铁粉，再经冷却装置冷却后出料，从而保证得到还原铁粉具有较高的金属化率，具有较高的经济效益。另外，根据本专利技术上述实施例的处理含铁矿粉的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，上述处理含铁矿粉的方法进一步包括：(4)将步骤(2)中得到的所述炉顶气供给所述除尘器中进行除尘处理，以便得到除尘后气和粉尘，并将所述除尘后气供给至步骤(1)中的所述辐射管作为换热介质使用。由此，可以实现炉顶气的资源化利用。在本专利技术的一些实施例中，上述处理含铁矿粉的方法进一步包括：(5)将步骤(3)中得到的所述还原铁粉供给所述压块装置中进行压块处理，以便得到还原铁块。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述含铁矿粉中粒径低于200目的占比不低于50％。由此，有利于提高含铁矿粉的还原效率。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原气的温度为800-1000摄氏度，流量为1200-1500Nm3/t。由此，可进一步提高含铁矿粉的还原效率。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原气中一氧化碳和氢气的总含量占比不低于75vt％。由此，可进一步提高含铁矿粉的还原效率。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理含铁矿粉的系统，其特征在于，包括：预热装置，所述预热装置具有辐射管、含铁矿粉入口和预热含铁矿粉出口；气基竖炉，所述气基竖炉内自上而下限定出预热区和还原区，所述气基竖炉包括：布料器，所述布料器布置在所述预热区；预热含铁矿粉入口，所述预热含铁矿粉入口布置在所述预热区且位于所述布料器的上方，所述预热含铁矿粉入口与所述预热含铁矿粉出口相连；炉顶气出口，所述炉顶气出口布置在所述预热区；还原气入口，所述还原气入口布置在所述还原区；导料槽，所述导料槽倾斜布置在所述还原区的底部；热还原铁粉出口，所述热还原铁粉出口布置在所述还原区且靠近所述导料槽底端；物料循环装置，所述物料循环装置靠近所述气基竖炉的内壁布置以将所述导料槽底端的物料运送至所述布料器上，所述物料循环装置包括：第一驱动辊；第二驱动辊，所述第一驱动辊与所述第二驱动辊沿上下方向间隔开布置；第三驱动辊，所述第三驱动辊与所述第一驱动辊沿水平方向间隔开布置，并且所述第三驱动辊位于所述布料器上方；输送带，所述输送带为环形且套设在所述第一驱动辊、所述第二驱动辊和所述第三驱动辊外部；料斗，所述料斗布置在所述输送带上；变向导杆，所述变向导杆布置在靠近所述布料器的所述输送带的外部以避让所述布料器；冷却装置，所述冷却装置具有热还原铁粉入口和还原铁粉出口，所述热还原铁粉入口与所述热还原铁粉出口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种处理含铁矿粉的系统，其特征在于，包括：预热装置，所述预热装置具有辐射管、含铁矿粉入口和预热含铁矿粉出口；气基竖炉，所述气基竖炉内自上而下限定出预热区和还原区，所述气基竖炉包括：布料器，所述布料器布置在所述预热区；预热含铁矿粉入口，所述预热含铁矿粉入口布置在所述预热区且位于所述布料器的上方，所述预热含铁矿粉入口与所述预热含铁矿粉出口相连；炉顶气出口，所述炉顶气出口布置在所述预热区；还原气入口，所述还原气入口布置在所述还原区；导料槽，所述导料槽倾斜布置在所述还原区的底部；热还原铁粉出口，所述热还原铁粉出口布置在所述还原区且靠近所述导料槽底端；物料循环装置，所述物料循环装置靠近所述气基竖炉的内壁布置以将所述导料槽底端的物料运送至所述布料器上，所述物料循环装置包括：第一驱动辊；第二驱动辊，所述第一驱动辊与所述第二驱动辊沿上下方向间隔开布置；第三驱动辊，所述第三驱动辊与所述第一驱动辊沿水平方向间隔开布置，并且所述第三驱动辊位于所述布料器上方；输送带，所述输送带为环形且套设在所述第一驱动辊、所述第二驱动辊和所述第三驱动辊外部；料斗，所述料斗布置在所述输送带上；变向导杆，所述变向导杆布置在靠近所述布料器的所述输送带的外部以避让所述布料器；冷却装置，所述冷却装置具有热还原铁粉入口和还原铁粉出口，所述热还原铁粉入口与所述热还原铁粉出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物料循环装置包括多个所述料斗，所述多个料斗在所述输送带的外部间隔布置。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：除尘器，所述除尘器具有炉顶气入口、...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯鲁兴，刘亮，唐敬坤，韩志彪，曹志成，温雨鑫，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32