一种无煤法生产铬铁合金的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种无煤法生产铬铁合金的系统。系统包括依次设置的原料预处理系统、气基竖炉和燃气熔分炉，其中，所述原料预处理系统包括成型装置；所述气基竖炉包括炉体、燃烧室和炉顶气利用系统，所述炉体从上到下依次为加料段、还原段和出料段，所述还原段外设置有所述燃烧室，所述加料段的一侧设有炉顶气出口，所述出料段四周设有数个进气口，所述炉顶气出口与所述炉顶气利用系统的洗涤塔的进气口相连，所述洗涤塔的出口与所述燃烧室的炉顶气入口和所述炉体的进气口相连；所述气基竖炉的出料段与所述燃气熔分炉的金属化球团入口相连。本实用新型专利技术降低了铬铁冶炼能耗，同时能生产出低磷、低硫的铬铁合金。

A system for producing ferrochrome without coal method

The utility model relates to a system for producing ferrochrome without coal. The system comprises a raw material pretreatment system, a gas-based shaft furnace and a gas-fired melting furnace arranged in sequence, wherein the raw material pretreatment system comprises a molding device; the gas-based shaft furnace comprises a furnace body, a combustion chamber and a top gas utilization system, and the furnace body is in turn a charging section, a reducing section and a discharging section from top to bottom, and the reducing section is out of the reducing section. A combustion chamber is provided, one side of the charging section is provided with a top gas outlet, and a plurality of air inlets are arranged around the discharge section. The top gas outlet is connected with the air inlet of the scrubbing tower of the top gas utilization system, and the outlet of the scrubbing tower is connected with the top gas inlet of the combustion chamber and the air inlet of the furnace body. The discharging section of the gas shaft furnace is connected with the metallized pellet inlet of the gas melting furnace. The utility model reduces the energy consumption of ferrochrome smelting, and produces ferrochrome with low phosphorus and low sulfur.

【技术实现步骤摘要】
一种无煤法生产铬铁合金的系统
本技术涉及铬铁合金
，尤其涉及一种无煤法生产铬铁合金的系统。
技术介绍
铬铁合金是生产不锈钢、合金钢的主要铬原料，传统的铬铁合金冶炼原理是碳热还原法，所用还原剂为固态的碳素材料，如煤、兰炭、焦粉等，发生的主要反应为：FeO+C＝Fe+CO；3Cr2O3+13C＝2Cr3C2+9CO；Cr2O3+3C＝2Cr+3CO。该方法反应温度较高，尤其是铬氧化物所需的还原反应温度在1300℃以上，因此铬铁冶炼能耗较高。此外，据文献介绍，铬铁合金产品中的磷含量50％以上均来自于固体碳素还原剂，因此，一直以来都难以生产出磷、硫含量特别低的铬铁合金产品，导致许多钢厂在冶炼时需要同时添加昂贵的金属铬和铬铁合金，确保铬含量达标，磷含量不超标。有一种用于直接从铬铁矿生产适合于炼钢的铬铁合金的方法，其是将干燥的具有碳粉添加物的铬铁矿粉团聚物供给到具有作为还原剂的天然气、处于适合还原温度下的反应容器中，利用重整后的天然气对铬铁矿进行还原。作为还原剂的天然气为主要含CO和H2的重整天然气，其认为CO和H2可以同时还原铁氧化物和铬氧化物，但实际上CO和H2在所述条件下可以还原铁氧化物却并不能还原铬的氧化物，因此该技术只能促进铁的金属化率和不能提高铬的金属化率。而且上述技术仍采用了配入碳粉的作法，仍会带入一定量的硫、磷等杂质，且由于其主要的反应机理仍为碳热还原，因此，其为了降低反应温度，添加了碱性盐作为促进剂，这类盐类通常具有较强的腐蚀性，会缩短设备的使用寿命。还有采用含有天然气、氮气和氢气的混合气体固态条件下还原铬铁矿粉的方法。其工艺流程是在先采用混合气体对铬铁矿粉进行预还原，然后热送进入矿热炉内，通过配加硅石和焦炭进行深还原，从而获得高碳铬铁合金。根据反应原理，天然气(CH4)和铬铁中的铬氧化物反应，会生成氢气和一氧化碳，混合气体中氢气的存在会抑制反应的进行，不利于铬氧化物的还原。因此，其仍旧是通过后期矿热炉内的焦炭对铬的氧化物进行深还原。采用粉矿直接入炉，容易造成烟气中固体颗粒较多，降低铬矿的利用率，加重烟气处理负担。因此，为了提高气体还原铬铁矿的铬还原率，降低铬铁合金的冶炼能耗，降低铬铁合金产品的磷含量和硫含量，提高铬铁合金的品质，实现无煤化生产铬铁合金，减少硫排放，实现铬铁合金的清洁生产，有必要提出一种新的生产铬铁合金的技术。
技术实现思路
针对上述问题，本技术旨在提供一种无煤法生产铬铁合金的系统及方法，以提高气体还原铬铁矿的铬还原率，降低铬铁合金的冶炼能耗，降低铬铁合金产品的磷含量和硫含量，提高铬铁合金的品质，实现无煤化生产铬铁合金，减少硫排放，实现铬铁合金的清洁生产。本技术提供一种无煤法生产铬铁合金的系统，包括依次设置的原料预处理系统、气基竖炉和燃气熔分炉，其中，所述原料预处理系统包括成型装置；所述气基竖炉包括炉体、燃烧室和炉顶气利用系统，所述炉体从上到下依次为加料段、还原段和出料段，所述还原段外设置有所述燃烧室，所述加料段的一侧设有炉顶气出口，所述炉顶气出口与所述炉顶气利用系统的洗涤塔的进气口相连，所述洗涤塔的出口与所述燃烧室的炉顶气入口相连，所述出料段四周设有数个进气口；所述气基竖炉的出料段与所述燃气熔分炉的金属化球团入口相连。上述的系统，所述原料预处理系统还包括配料装置、混料装置和烘干装置，所述成型装置前设有相连接的所述配料装置和混料装置，所述成型装置后设有所述烘干装置，所述烘干装置的出口与所述气基竖炉的加料段入口相连。上述的系统，所述燃烧室还包括天然气入口、空气入口、废烟气出口和换热器，所述换热器的废烟气进气口与所述燃烧室的废烟气出口相连。上述的系统，所述换热器还包括废烟气出气口、冷天然气入口和热天然气出口，所述换热器的废烟气出气口与所述原料预处理系统的烘干装置的烘干气入口相连；所述热天然气出口分别与所述炉体的进气口和所述燃烧室的天然气入口相连。本技术提高了气体还原铬铁矿的铬还原率，降低了铬铁合金的冶炼能耗，降低了铬铁合金产品的磷含量和硫含量，提高了铬铁合金的品质，实现了无煤化生产铬铁合金，减少硫排放，实现了铬铁合金的清洁生产。附图说明图1为本技术无煤法生产铬铁合金的流程结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本技术的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。本技术无煤法生产铬铁合金的系统，主要包括依次设置的原料预处理系统1、气基竖炉2和燃气熔分炉3。其中，所述的原料预处理系统，包括配料装置10、混料装置11、成型装置12和烘干装置13。当然这些设备除了成型装置12，不都是必要设置，可根据具体情况增添。所述成型装置12前设有相连接的所述配料装置10和混料装置11，所述成型装置12后设有所述烘干装置13，所述烘干装置13的出口与所述气基竖炉2的加料段201入口相连。铁精矿粉与粘结剂经配料装置10，配料后送入混料装置11，加水混匀，得到混合料，所述混合料送入成型装置12进行成型，得到的铁精矿粉生球团，铁精矿粉生球团再送入烘干装置13进行烘干，所述烘干装置13为采用气体烘干。所采用的烘干气体可为气基竖炉燃烧室21排放的废烟气，以实现气基竖炉废烟气的余热利用。所述气基竖炉2，包括炉体20、燃烧室21和炉顶气利用系统22。所述炉体20从上到下依次为加料段201、还原段202和出料段203。所述加料段201一侧设有一个炉顶气出口，所述炉顶气出口与炉顶气利用系统22的洗涤塔221的进气口相连，所述洗涤塔221的出口与燃烧室21的炉顶气入口相连，所述还原段202外设置有燃烧室21。所述出料段203四周设有数个进气口，用于通入作为还原气的天然气。所述气基竖炉的出料段203与所述燃气熔分炉3的金属化球团入口相连。所述燃烧室21设在还原段202外，包括天然气入口，空气入口、炉顶气入口、废烟气出口、换热器211。所述天然气入口用于在反应开始前通入作为燃料的天然气，使其与空气燃烧放热，加热炉体，使炉体的还原段达到反应温度。当反应开始后，打开炉顶气入口，使炉顶气与空气燃烧放热来维持气基竖炉炉体还原段的反应温度。所述换热器211包括废烟气进气口，废烟气出气口、冷天然气入口、热天然气出口，所述换热器的废烟气进气口与所述燃烧室的废烟气出口相连。所述换热器211的废烟气出气口可与原料预处理系统的烘干装置13的烘干气入口相连。所述热天然气出口与炉体20的进气口和燃烧室21的天然气入口相连。采用预热后的天然气送入炉体反应段，有利于改善炉内的传热条件，以保证反应段的温度，并降低能耗。所述燃气熔分炉3的气体入口分别与天然气管道和所述气基竖炉2的炉顶气出口相连。所述燃气熔分炉3可采用天然气作燃料，也可采用气基竖炉2反应后生成的炉顶气和天然气的混合气体作燃料。上述无煤法生产铬铁合金的系统，全程使用天然气这一清洁能源，生产过程中，天然气同时作为还原剂和燃气使用的效果，提高了天然气的有效利用率。利用上述系统进行无煤法生产铬铁合金的方法，包括以下步骤：将铬铁矿粉、添加剂、粘结剂、水按铬铁矿粉:添加剂:粘结剂:水质量比100份:10-25份:3-5份:6-10份的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无煤法生产铬铁合金的系统，其特征在于，包括依次设置的原料预处理系统、气基竖炉和燃气熔分炉，其中，所述原料预处理系统包括成型装置；所述气基竖炉包括炉体、燃烧室和炉顶气利用系统，所述炉体从上到下依次为加料段、还原段和出料段，所述还原段外设置有所述燃烧室，所述加料段的一侧设有炉顶气出口，所述出料段四周设有数个进气口，所述炉顶气出口与所述炉顶气利用系统的洗涤塔的进气口相连，所述洗涤塔的出口与所述燃烧室的炉顶气入口和所述的炉体的进气口相连；所述气基竖炉的出料段与所述燃气熔分炉的金属化球团入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种无煤法生产铬铁合金的系统，其特征在于，包括依次设置的原料预处理系统、气基竖炉和燃气熔分炉，其中，所述原料预处理系统包括成型装置；所述气基竖炉包括炉体、燃烧室和炉顶气利用系统，所述炉体从上到下依次为加料段、还原段和出料段，所述还原段外设置有所述燃烧室，所述加料段的一侧设有炉顶气出口，所述出料段四周设有数个进气口，所述炉顶气出口与所述炉顶气利用系统的洗涤塔的进气口相连，所述洗涤塔的出口与所述燃烧室的炉顶气入口和所述的炉体的进气口相连；所述气基竖炉的出料段与所述燃气熔分炉的金属化球团入口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述原料预处理系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，陈佩仙，任中山，徐刚，李永卿，闫方兴，曹志成，
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