一种基于内胆式回转窑的块矿预处理系统及预处理方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于内胆式回转窑的块矿预处理系统，该系统包括回转窑、套接式干燥筛分装置和热介质输送管道。所述套接式干燥筛分装置设置在回转窑的内部。将待处理的块矿输送至回转窑，向回转窑内通入热介质。待处理的块矿在回转窑内同时进行干燥和筛分处理，得到干燥的大颗粒块矿。天然块矿存在水分大的难题，本发明专利技术提出了直接采用回转窑进行干燥的预处理方法；块矿在内胆式回转窑中进行干燥和筛分，脱除块矿的水分，干燥所需热源优选来自钢厂热废气。本发明专利技术提出的预处理系统及方法简易、实用、可靠，利于工程化推广应用。利于工程化推广应用。利于工程化推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于内胆式回转窑的块矿预处理系统及预处理方法


[0001]本专利技术提供一种块矿的预处理系统，具体涉及一种基于内胆式回转窑的块矿预处理系统及预处理方法，属于钢铁冶炼


技术介绍

[0002]钢铁作为工业化进程中不可替代的结构性、功能性材料，其消耗量在相当长时间内占据金属总消耗量的95％以上。钢铁工业所需生铁原材料主要是由高炉冶炼提供，高炉冶炼技术的改进与成本的降低对促进钢铁企业的发展有着及其深远的意义。而高炉强化冶炼的基础环节是精料操作，天然块矿作为入炉炉料的主要成分之一，其添加量最高可达20％。由于块矿水分含量较高，高水分块矿入炉后，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，提高了高炉的焦比，从而影响高炉料层透气性，导致高炉冶炼成本增加，且影响炉况稳定。因此，块矿水分含量的减少对降低炼铁成本、增强炉况的稳定性具有重要意义。目前，块矿烘干系统存在建设成本高、烘干效率低、能耗高等难题。
[0003]高炉常见的入炉炉料包括烧结矿、球团矿和天然块矿。所谓合理的高炉炉料结构即通过调整入炉铁矿石中烧结矿、球团矿和天然块矿的比例，找出不同种类含铁矿石最适宜的搭配比例，使得该炉料结构下的高炉冶炼各项经济技术指标相对理想，单位生铁冶炼的消耗成本相对最低。研究表明，铁矿石等原料环节的成本支出占据生铁总成本的60％左右，块矿市场价格与粉矿基本持平，成本价格远低于烧结矿和球团矿，提高块矿入炉比例是降低高炉原料成本的有效措施。目前，块矿入炉比例一般为5～15％，比例较低。究其原因是块矿水分含量高，一般为8～15％，个别港口钢厂雨季块矿的水分甚至超过20％。块矿入炉存在水分含量高的问题，高水分块矿入炉后，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，提高了高炉的焦比。
[0004]因此，块矿中水分含量的降低对降低炼铁成本、增强炉况的稳定性具有重要意义。目前，块矿烘干系统存在建设成本高、烘干效率低、能耗高等难题。

技术实现思路

[0005]针对铁矿块矿存在水分含量高的问题，一般为8～15％，个别港口钢厂雨季块矿的水分甚至超过20％。高水分块矿入炉后，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，提高了高炉的焦比。通过研究表明，利用热介质在回转窑中对块矿进行干燥处置是可行的，不仅可以有效地减少入炉块矿水分，而且还可以大幅度降低干燥所需能耗，干燥后的块矿可一定程度上提高入炉比例，由此降低高炉冶炼成本。
[0006]此外，通过研究发现，块矿在回转窑中以堆积状态存在，尤其是细粒物料的存在，导致回转窑内整体物料透气性偏差，热气流无法顺利穿透料体，导致干燥效果欠佳，而且回转窑进料端温度低于水分露点温度易导致水汽冷凝，对除尘系统造成危害。
[0007]本专利技术采用烘干工序，利用钢铁流程热废气资源充裕的特点，就近将热废气引入回转窑，直接在窑内对物料进行干燥，降低块矿的水分。
[0008]本专利技术专利针对块矿在回转窑中烘干存在的缺点，拟采用内胆式回转窑干燥装置的烘干方法，在回转窑中，多个套接式干燥筛分装置均匀布置，各套接式干燥筛分装置包括内胆与套筒重合部分的预干燥腔室及内胆与套筒不重合部分的干燥筛分腔室。在预干燥腔室内，块矿与热介质之间为间接换热，在干燥筛分腔室内，块矿与热介质之间为直接接触换热。且内胆为可调节的伸缩式结构，即通过伸缩调节内胆伸入套筒的长度，即可按需调节预干燥腔室和干燥筛分腔室的长度，从而更好地实现块矿的烘干。块矿从套接式干燥筛分装置的内腔通过，套接式干燥筛分装置的套筒上设置有筛孔，由此可实现将夹杂在块矿中的细颗粒物料经由筛孔分离至套筒外侧的夹层内，进而实现块矿的粗、细物料分离的目的。预干燥腔室对块矿的初步干燥也有利于增强块矿的筛分效果。气流从回转窑的排料端进入窑内，穿过干燥筛分腔室后进入夹层，然后从回转窑的侧壁上排放至除尘系统，热气流布满回转窑内的干燥筛分腔室，同时，进入夹层内的热气流与预干燥腔室内的块矿进行间接换热，热气流与块矿的换热率得到改善，回转窑内透气性获得改进，烘干效果得到加强。本专利技术采用的系统简易、实用、可靠，充分利用钢厂热废气资源充足的特点，有效降低块矿预处理成本，解决块矿入炉添加率低的难题，提高了高炉的块矿入炉比例和透气性水平，有效降低了高炉生产成本，提高了高炉顺行水平。
[0009]此外，本专利技术还公开了一种用于筛分与烘干块矿的预处理方法。本专利技术针对天然块矿存在的粉末多和水分大的难题，提出了利用钢铁流程热废气直接在回转窑中对块矿进行筛分和干燥的方法。首先通入热废气提高回转窑温度，并稳定温度水平一定时间。然后，块矿物料从块矿进料口加入，从均匀布置的多个套接式干燥筛分装置的内腔通过，流经干燥筛分腔室的物料在输送过程中一边干燥，同时细物料也不断从筛孔中落入夹层，实现粗、细物料的分离，从而使得块矿间的间隙更加通畅，进而使得块矿与热介质的换热效果得到极大的提升。块矿持续地从套接式干燥筛分装置的内腔中流过，气流持续地通入回转窑，块矿处于流动状态与热废气进行气固交换，热气流布满回转窑内的干燥筛分腔室，由此降低块矿的水分含量。与块矿换热后的气流经由筛孔进入夹层并从回转窑侧壁上的热介质出口排放至除尘系统，干燥后的块矿从回转窑的排料端输送至高炉进料系统。回转窑的块矿进料口和/或块矿出料口设置水分检测仪，根据水分检测数据合理调整套接式干燥筛分装置中干燥筛分腔室的实时长度(即块矿干燥筛分需要途径的行程长度)。本专利技术可以大幅度提高热气流与块矿的接触效率，使得窑内透气性获得改进，烘干效果得到加强。本专利技术专利的推广具有良好的经济效益和环境效益，有望为块矿预处理工艺在我国的发展开辟一条更稳定高效的途径。
[0010]根据本专利技术提供的第一种实施方案，提供一种基于内胆式回转窑的块矿预处理系统。
[0011]一种基于内胆式回转窑的块矿预处理系统，该系统包括回转窑、套接式干燥筛分装置和热介质输送管道。回转窑上设有块矿进料口、块矿出料口、热介质入口和热介质出口。所述套接式干燥筛分装置设置在回转窑的内部。套接式干燥筛分装置的一端与块矿进料口相连通，其另一端与块矿出料口相连通。热介质输送管道连接至热介质入口。
[0012]作为优选，所述套接式干燥筛分装置包括内胆和套筒。其中，内胆和套筒互为同心圆筒。所述套筒设置在回转窑侧壁的内部。所述内胆与套筒的内壁贴合设置。内胆的一端设有进料口，所述进料口与回转窑的块矿进料口相连通。所述内胆的另一端伸入套筒的内腔
内。套筒在背离内胆的一端设有排料口，所述排料口与回转窑的块矿出料口相连通。
[0013]作为优选，所述套筒的筒壁上设有筛孔。在套筒内，套筒与内胆相重合的腔室为预干燥腔室，套筒内未与内胆重合的剩余部分腔室则构成干燥筛分腔室。所述套筒与回转窑的侧壁之间具有夹层。干燥筛分腔室通过筛孔与夹层相连通。所述夹层上还设置有细料排料口。所述细料排料口设置在回转窑的侧壁上，且位于靠近块矿出料口的位置。
[0014]优选的是，所述内胆为伸缩式结构。作为优选，所述筛孔的孔径为5～20mm，优选为6～15mm，更优选为7～10mm。
[0015]作为优选，回转窑的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于内胆式回转窑的块矿预处理系统，其特征在于：该系统包括回转窑(1)、套接式干燥筛分装置(6)和热介质输送管道(G1)；回转窑(1)上设有块矿进料口(101)、块矿出料口(102)、热介质入口(103)和热介质出口(104)；所述套接式干燥筛分装置(6)设置在回转窑(1)的内部；套接式干燥筛分装置(6)的一端与块矿进料口(101)相连通，其另一端与块矿出料口(102)相连通；热介质输送管道(G1)连接至热介质入口(103)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述套接式干燥筛分装置(6)包括内胆(601)和套筒(602)；其中，内胆(601)和套筒(602)互为同心圆筒；所述套筒(602)设置在回转窑(1)侧壁的内部；所述内胆(601)与套筒(602)的内壁贴合设置；内胆(601)的一端设有进料口，所述进料口与回转窑(1)的块矿进料口(101)相连通；所述内胆(601)的另一端伸入套筒(602)的内腔内；套筒(602)在背离内胆(601)的一端设有排料口，所述排料口与回转窑(1)的块矿出料口(102)相连通。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述套筒(602)的筒壁上设有筛孔(603)；在套筒(602)内，套筒(602)与内胆(601)相重合的腔室为预干燥腔室(A)，套筒(602)内未与内胆(601)重合的剩余部分腔室则构成干燥筛分腔室(B)；所述套筒(602)与回转窑(1)的侧壁之间具有夹层(C)；干燥筛分腔室(B)通过筛孔(603)与夹层(C)相连通；所述夹层(C)上还设置有细料排料口(107)；所述细料排料口(107)设置在回转窑(1)的侧壁上，且位于靠近块矿出料口(102)的位置；优选的是，所述内胆(601)为伸缩式结构；作为优选，所述筛孔(604)的孔径为5～20mm，优选为6～15mm，更优选为7～10mm。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：回转窑(1)的进料端设有物料分配室(105)，回转窑(1)的排料端设有物料汇集室(106)；所述套接式干燥筛分装置(6)位于物料分配室(105)和物料汇集室(106)之间；块矿进料口(101)设置在物料分配室(105)上，块矿出料口(102)设置在物料汇集室(106)上；其中：块矿从块矿进料口(101)进入物料分配室(105)，然后穿过套接式干燥筛分装置(6)后进入物料汇集室(106)；同时，块矿上附着的粉末经由套筒(602)上的筛孔(603)进入夹层(C)，然后从细料排料口(107)排出；热介质入口(103)设置在物料汇集室(106)上；热介质出口(104)设置在回转窑(1)的侧壁上，且位于靠近预干燥腔室(A)的位置；热介质从物料汇集室(106)上的热介质入口(103)进入回转窑(1)，与块矿直接接触换热后，逆向流经套接式干燥筛分装置(6)的干燥筛分腔室(B)后经由套筒(602)上的筛孔(603)进入夹层(C)然后从回转窑(1)侧壁上的热介质出口(104)排出。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的系统，其特征在于：回转窑(1)上的块矿进料口(101)处设有第一水分检测装置(201)、第一物料流量检测装置(301)、第一物料温度检测装置(401)；回转窑(1)内的套接式干燥筛分装置(6)上设有第一物料流速检测装置(501)；和/或回转窑(1)的块矿出料口(102)处设有第二水分检测装置(202)。6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于：该系统包括有多个所述套接式干燥筛分装置(6)；多个套接式干燥筛分装置(6)均设置在回转窑(1)的内部；所有所述套接式干燥筛分装置(6)的进料口均与物料分配室(105)相连通；所有所述套接式干燥筛分装置(6)的排料口均与物料汇集室(106)相连通；作为优选，所述套接式干燥筛分装置(6)的数量为1
‑
20个，优选为2
‑
15个，更优选为3
‑
10个。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的系统，其特征在于：所述回转窑(1)倾斜设置，回转窑(1)进料端所在的水平位置高于回转窑(1)的排料端；优选，所述回转窑(1)的倾斜角度为0～60
°
，优选为2～45
°
，更优选为5
‑
30
°
；和/或该系统还包括高炉(7)，块矿出料口(102)通过矿料输送装置(G3)连接至高炉(7)的进料口；和/或该系统还包括除尘系统(8)，热介质出口(104)通过热介质排出管道(G2)连通至除尘系统(8)；作为优选，该系统还包括风机(9)，所述风机(9)设置在热介质排出管道(G2)上。8.一种基于内胆式回转窑的块矿预处理方法或采用权利要求1
‑
7中任一项所述系统进行块矿预处理的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)将待处理的块矿输送至回转窑(1)，同时向回转窑(1)内通入热介质；2)待处理的块矿在回转窑(1)内经由套接式干燥筛分装置(6)同时进行干燥和筛分处理，得到干燥的大颗粒块矿。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：a)在待处理的块矿输送至回转窑(1)之前，先采用热介质对回转窑(1)进行烘窑处理，热介质对回转窑(1)进行预热；和/或3)热介质在回转窑(1)内与块矿进行热交换后，从回转窑(1)排出，排出的热介质输送至除尘系统(8)；和/或4)将经过干燥和筛分处理后获得的干燥的大颗粒块矿输送至高炉(7)。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：在回转窑(1)的块矿进料口(101)处设有第一水分检测装置(201)、第一物料流量检测装置(301)、第一物料温度检测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，魏进超，马钟琛，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：