一种生产直接还原铁的装置及方法制造方法及图纸

一种生产直接还原铁的方法，先将混有定量碳铁矿粉和含铁废料的原料混合制成尺寸为２０～４０ｍｍ的含碳球团，再将含碳球团用１５０～２５０℃的烟气干燥、预热到８０～１２０℃，特征在于：将干燥预热后的含碳球团均匀布料于炉体内的履带上，通过布置在炉壁和炉顶的烧嘴利用外部燃料加热含碳球团到１３００～１４００℃，并在履带上进行高温快速还原，还原后的成品含碳球团随履带连续运动出炉，落入专用保温罐中，在落入保温罐之前经网筛将耐火沙筛出后循环利用，温度由出料时的１０００℃降至７００℃后的含碳球团在保温罐中继续缓慢还原，还原后的含碳球团被热装入熔分炉中进行熔炼后得到直接还原铁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金炼铁
，特别是涉及一种生产直接还原铁的装 置及方法。
技术介绍
直接还原铁又称海绵铁或金属化球团，是一种重要的冶金原料，它是 将铁矿石或含铁原料，在低于铁的熔化温度条件下进行还原所得到的产品。 直接还原铁可用于炼钢或炼铁。目前直接还原铁在世界范围内快速发展， 产量逐年提高。现有的生产直接还原铁的装置及方法按还原剂分为气基法 和煤基法。气基直接还原以竖炉法为主，它需要用天然气为原料制备还原 气，该方法广泛用于天然气资源丰富的国家和地区，是目前主要的直接还 原铁生产方法；煤基直接还原主要有回转窑法、隧道窑法和转底炉法。回 转窑法的典型代表是SL / RN法，它的特点是铁矿块或非内配碳球团与固 体还原剂一起，在回转窑内滚动的过程中进行还原焙烧，由于炉料不断滚 动，要求矿块具有较高的强度，该方法的特点是加热时间长，生产率低， 而且容易产生"结圈"事故；隧道窑法的典型代表是Hoganas法，它是将 矿粉和还原剂一起装入罐中，间接加热进行还原。此方法虽能防氧化，但 加热时间很长；转底炉直接还原法是非高炉炼铁的一种新工艺、新设备， 与传统的高炉炼铁相比，具有能源消耗少、生产成本低、工艺流程短和对 环境污染轻等优点。转底炉法的典型代表是美国的Fastmet法和Inmetco 法。两种方法都使用薄的内配碳球团料层并用高温敞焰加热，还原速度快， 焙烧时间短。但是转底炉法的缺点是设备庞大、进出料设备复杂、出料 设备长期处于高温和高磨损状态，使得设备易损坏，金属化率和全铁含量 偏低。焙烧过程高温产品的再氧化问题严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能提高金属化率和设备利用率、进出料设备 简单且克服焙烧过程高温产品再氧化问题的生产直接还原铁的装置及方 法。本专利技术的技术解决方案是这样实现的，提供一种生产直接还原铁的方 法，先将混有定量碳、铁矿粉和含铁废料的原料混合制成尺寸为20 40rnrn 的含碳球团，再将含碳球团用150 250 °C的烟气干燥、预热到80 120 °C，其特征是将干燥预热后的含碳球团均匀布料于炉体内的履带上，通 过布置在炉壁和炉顶的烧嘴利用外部燃料加热含碳球团到1300 1400 °C，并在履带上进行高温快速还原，还原后的成品随履带连续运动出炉， 落入专用保温罐中，在落入保温罐之前经网筛将耐火沙筛出后循环利用， 温度由出料时的100(rC降至70(TC后的含碳球团在保温罐中继续缓慢还原， 还原后的含碳球团被热装入熔分炉中进行熔炼后得到直接还原铁，并通过 烟气除尘回收装置回收还原过程中挥发出来的重金属氧化物；其特征还在 于所述的熔分炉为转炉和电炉；所述的含碳球团的成分配比是固定碳 与矿粉中的氧的原子比为0.9 1.2 ;还原炉内连续输送履带上的料块料 层厚度为20 50mm ;含碳球团在还原炉内停留时间为10 30分钟，在保 温罐内停留时间2 4小时，产品金属化率为80 95 %。提供一种生产直 接还原铁的装置，主要由炉体、烟囱、保温罐、换热器组成，特征是炉 体是由一个基体和一个上盖组成的半封闭的空间，在炉体的炉壁和炉顶上 固定安装有烧嘴，在炉体内安装一个由驱动装置驱动的履带式传动机构， 该传动机构由履带、前后链轮、链板、销轴相互连接组成，布料器安置在 履带一侧的上方，在履带另一侧的下方设置一个网筛，在网筛的下方安置一个物料转运机构。其特征还在于链板由耐火材料工作层、耐火材料隔 热层、耐热钢链板组成；链板上方铺有一层耐火沙，厚度5 10mm，粒度在5mm以下。本专利技术的有益效果是由于采用了在履带上还原，在保温罐中继续还 原的方法和装置，克服了转底炉方法中进、出料设备影响生产的问题，设备简单可靠，采用本专利技术的方法生产直接还原铁的金属化率可达到90%以 上，并克服了高温产品的再氧化问题，能充分利用料块的显热提高能源利 用率，使燃料消耗降低，达到节能的目的。 附图说明图1为本专利技术实施例示意图 图2为本专利技术实施例的履带链板结构和料层布置图附图中l.炉体；2.烟囱；3.烧嘴；4.网筛；5.保温罐；6.转运 机构；7.销轴；8.履带；9.前后链轮；10.链板；11.布料器；12.换 热器；13.驱动装置；14.含碳球团；15.耐火沙；16.耐火材料工作层； 17.耐火材料隔热层；18.耐热钢链板； 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术实施例作进一步详细描述图1为本专利技术实施 例示意图，在图1所示的装置中，预热 完成后的含碳球团，进入履带式还原炉的炉体1内，炉体1上布置有烟囱2 和烧嘴3用以提供含碳球团还原所需的热量和环境，进入炉体1的含碳球团经布料器11被均匀分布在履带8的链板10上进行1300 1400 。C高温 还原，链板10通过销轴7连接起来形成履带8，通过前后链轮9牵引，带 动履带和其上的含碳球团向前运动，在含碳球团14布料前，在耐火材料工 作层16上均匀铺一层耐火沙15，其厚度5 10mm，粒度在5mm以下，加耐 火沙15可防止含碳球团在高温下和耐火材料工作层粘连，含碳球团14在 履带8上随履带运动，在炉内停留10 30分钟，在1300。C 1400。C高温下 完成还原反应过程后靠自身重力落入保温罐5中继续还原，在落入保温罐5 之前经网筛4筛出的耐火沙15由转运机构6运至耐火沙料场循环利用，还原后的含碳球团进入熔分炉熔炼。图2为履带链板10和料层布置图，链板 10上铺有耐火沙15用于隔离含碳球团14和耐火材料工作层16;链板10 由耐火材料工作层16、耐火材料隔热层17、耐热钢链板18组成。含碳球 团内配有煤粉，配比是煤粉中的固定碳与矿粉中的氧的原子比为0.9 1.2 。料层厚度20 50mm ，还原炉内停留时间为10 30分钟，在保温罐 内停留时间2 4小时，使用本专利技术的直接还原方法需要的配套设备有压块 系统和烘干系统，压块系统包括还原剂粉碎、配料、混合、压块、筛分等，烘干系统包括烘干炉和环境净化设备。权利要求1. 一种生产直接还原铁的方法，先将混有定量碳铁矿粉和含铁废料的原料混合制成尺寸为20～40mm的含碳球团，再将含碳球团用150～250℃的烟气干燥、预热到80～120℃，特征在于将干燥预热后的含碳球团均匀布料于炉体内的履带上，通过布置在炉壁和炉顶的烧嘴利用外部燃料加热含碳球团到1300～1400℃，并在履带上进行高温快速还原，还原后的成品含碳球团随履带连续运动出炉，落入专用保温罐中，在落入保温罐之前经网筛将耐火沙筛出后循环利用，温度由出料时的1000℃降至700℃后的含碳球团在保温罐中继续缓慢还原，还原后的含碳球团被热装入熔分炉中进行熔炼后得到直接还原铁。2 .根据权利要求1所述的方法，特征是所述的熔分炉为转炉和电炉。3. 根据权利要求1所述的方法，特征是所述的含碳球团的成分配比 是固定碳与矿粉中的氧的原子比为0.9 1.2 。4. 根据权利要求1所述的方法，特征是还原炉内连续输送履带上的料块料层厚度为20 50隱。5. 根据权利要求1所述的方法，特征是含碳球团在还原炉内停留时间为10 30分钟，在保温罐内停留时间2 4小时，产品金属化率为80 95 %。6. —种生产直接还原铁的装置，主要由炉体(1)、烟囱(2)、保温罐 (5)、换热器(12)组成，特征是炉体(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产直接还原铁的方法，先将混有定量碳铁矿粉和含铁废料的原料混合制成尺寸为２０～４０ｍｍ的含碳球团，再将含碳球团用１５０～２５０℃的烟气干燥、预热到８０～１２０℃，特征在于：将干燥预热后的含碳球团均匀布料于炉体内的履带上，通过布置在炉壁和炉顶的烧嘴利用外部燃料加热含碳球团到１３００～１４００℃，并在履带上进行高温快速还原，还原后的成品含碳球团随履带连续运动出炉，落入专用保温罐中，在落入保温罐之前经网筛将耐火沙筛出后循环利用，温度由出料时的１０００℃降至７００℃后的含碳球团在保温罐中继续缓慢还原，还原后的含碳球团被热装入熔分炉中进行熔炼后得到直接还原铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄超，张富信，张金良，
申请(专利权)人：中冶集团北京冶金设备研究设计总院，
类型：发明
国别省市：11