生产金属化球团的方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种生产金属化球团的方法和装置，该方法包括如下步骤：将铁矿粉、还原煤、粘结剂和水按照预定质量比进行混匀，对混匀料进行压力成型，获得含碳球团生球。将含碳球团生球在链篦机上进行干燥和预热，获得预热后的含碳球团，链篦机包括依次连接的干燥段和预热段。将预热后的含碳球团在回转窑中进行焙烧，自还原制备金属化球团，回转窑包括相连接的高温焙烧段和冷却段。将金属化球团在环冷机中降温冷却，获得满足要求的金属化球团产品，环冷机包括冷却温度不同的多个依次连接的冷却段。本申请具有设备简单、操作方便、适用范围广的优点。广的优点。广的优点。

【技术实现步骤摘要】
生产金属化球团的方法和装置


[0001]本申请属于低碳炼铁生产
，特别是涉及一种生产金属化球团的方法和装置。

技术介绍

[0002]传统的钢铁生产以高炉和转炉的长流程为主，存在工序流程长、能源消耗高和污染物排放多的问题。在“碳达峰、碳中和”战略目标的背景下，降低高炉生产工序的化石燃料消耗成为传统长流程钢铁企业面临的重大挑战。高炉使用低碳炉料是降低炼铁生产能耗、减少CO2排放和提高生产效率的主要手段，在国内外得到了广泛的应用。低碳炉料包括废钢、直接还原铁、含碳球团和铁焦等。其中废钢的使用量最大，但存在形状不规则的缺点，影响高炉装料。含碳球团和铁焦的强度难以满足高炉生产对炉料强度的要求。直接还原铁具有形状规律，常温和高温强度高的特点，具有大批量应用于高炉炼铁生产的潜力。
[0003]目前传统直接还原炼铁技术主要包括：气基竖炉直接还原和煤基回转窑直接还原炼铁两种，生产的直接还原铁主要供电炉使用。但传统的直接还原炼铁技术对原料的品位要求高，与高品位铁矿产储量越来越低的矛盾难以调和。因此，开发能够使用低品位的矿石生产高强度金属化球团，供高炉冶炼使用成为目前行业发展关注的重点。我国由于能源结构的特点，难以大规模推广使用气基竖炉直接还原炼铁技术，而我国煤炭资源丰富，可以大力发展煤基回转窑直接还原炼铁技术。传统的煤基直接还原炼铁技术采用氧化球团作为原料，通过还原煤裂解和不完全燃烧产生的还原气在回转窑内还原氧化球团制备金属化球团，存在还原速率低和能耗高的问题。因此需要开发一种生产效率高、能量消耗低、产品质量能够满足高炉生产要求的金属化球团生产方法。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种生产金属化球团的方法和装置，其产品用于高炉冶炼可以降低高炉焦比，提升高炉产量，减少高炉炼铁CO2排放和降低炼铁生产成本。
[0005]本专利技术的具体技术方案是：
[0006]本专利技术提供一种生产金属化球团的方法，该方法包括如下步骤：
[0007]S1、将铁矿粉、还原煤、粘结剂和水按照预定质量比进行混匀，对混匀料进行压力成型，获得含碳球团生球；
[0008]S2、将所述含碳球团生球在链篦机上进行干燥和预热，获得预热后的含碳球团，所述链篦机包括依次连接的干燥段和预热段；
[0009]S3、将预热后的所述含碳球团在回转窑中进行焙烧，自还原制备金属化球团，所述回转窑包括高温焙烧段和冷却段，所述高温焙烧段和冷却段相连接；
[0010]S4、将所述金属化球团在环冷机中降温冷却，获得金属化球团产品，所述环冷机包括冷却温度不同的多个依次连接的冷却段。
[0011]在一个优选的实施方式中，所述依次连接的干燥段和预热段包括依次连接的干燥一段、干燥二段、预热一段和预热二段；
[0012]所述多个依次连接的冷却段包括依次连接的冷却一段、冷却二段和冷却三段；
[0013]所述预定质量比为铁矿粉质量百分比在65％
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80％，还原煤质量百分比在8％
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16％，粘结剂质量百分比在2％
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10％，水分质量百分比在5％
‑
15％。
[0014]在一个优选的实施方式中，所述回转窑产生的烟气输送至所述预热二段，所述预热二段的烟气输送至所述干燥二段。
[0015]在一个优选的实施方式中，所述冷却一段产生的废气输送至所述预热一段，所述冷却二段产生的废气输送至所述干燥一段。
[0016]在一个优选的实施方式中，所述铁矿粉为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、钒钛磁铁矿中的任意一种或几种的混合物。
[0017]在一个优选的实施方式中，所述还原煤包括无烟煤、贫瘦煤、半焦粉、焦粉中的任意一种或几种的混合物。
[0018]在一个优选的实施方式中，所述粘结剂为有机粘结剂、无机粘结剂中的任意一种或两种的混合物。
[0019]在一个优选的实施方式中，所述铁矿粉、还原煤、粘结剂的粒度小于0.1mm。
[0020]在一个优选的实施方式中，在步骤S1中，对混匀料进行压力成型的成型压力为10MPa
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50MPa，所述含碳球团生球0.5m落下强度大于5次。
[0021]在一个优选的实施方式中，所述干燥一段的烟气温度小于200℃，氧含量小于10％，所述干燥二段的烟气温度小于300℃，氧含量小于7％，所述预热一段烟气温度小于400℃，氧含量小于4％，所述预热二段烟气温度小于700℃，氧含量小于2％，所述含碳球团在链篦机干燥和预热的总时间为20
‑
60min。
[0022]在一个优选的实施方式中，在步骤S2中，预热后的所述含碳球团的温度大于300℃，预热后的所述含碳球团0.5m落下强度大于10次。
[0023]在一个优选的实施方式中，在步骤S3中，所述回转窑的焙烧还原温度为1150℃
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1300℃，焙烧还原时间为30
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180min。
[0024]在一个优选的实施方式中，在步骤S3中，所述回转窑中焙烧后的金属化球团需要在冷却竖炉进行冷却，冷却气体为氮气、氢气、一氧化碳、甲烷中的任意一种或几种混合气体，冷却后金属化球团温度小于900℃。
[0025]在一个优选的实施方式中，所述冷却一段金属化球团被冷却到温度低于700℃，所述冷却二段金属化球团被冷却到温度低于400℃，所述冷却三段金属化球团被冷却到温度低于100℃。
[0026]在一个优选的实施方式中，所述环冷机采用气体冷却，所述气体为氧含量低于1％的废气。
[0027]在一个优选的实施方式中，在步骤S4中，所述冷却后的金属化球团的金属化率大于65％，抗压强度大于2000N/个，2m落下强度大于10次，转鼓强度大于90％，抗磨指数小于5％。
[0028]另外，本申请还提供一种生产金属化球团的装置，包括：
[0029]料仓，所述料仓用来分别盛放铁矿粉、还原煤，以及粘结剂；
[0030]混料机，所述铁矿粉、还原煤，以及粘结剂经所述料仓下料后，将上述三者的混合料运送至混料机混匀，形成混匀料；
[0031]压球机，其与所述混料机相连接，用于将所述混匀料进行压力成型，获得含碳球团生球；
[0032]链篦机，其与所述压球机相连接，用于将所述含碳球团生球在链篦机上进行干燥和预热，所述链篦机包括依次连接的干燥段和预热段；
[0033]回转窑，其与所述链篦机的预热段相连接，所述回转窑包括高温焙烧段和冷却段；
[0034]冷却竖炉，所述冷却段与所述冷却竖炉相连接；
[0035]环冷机，其与所述冷却竖炉相连接，所述环冷机包括冷却温度不同的多个依次连接的冷却段。
[0036]在一个优选的实施方式中，所述依次连接的干燥段和预热段包括依次连接的干燥一段、干燥二段、预热一段和预热二段；
[0037]所述多个依次连接的冷却段包括依次连接的冷却一段、冷却二段和冷却三段。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生产金属化球团的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将铁矿粉、还原煤、粘结剂和水按照预定质量比进行混匀，对混匀料进行压力成型，获得含碳球团生球；S2、将所述含碳球团生球在链篦机上进行干燥和预热，获得预热后的含碳球团，所述链篦机包括依次连接的干燥段和预热段；S3、将预热后的所述含碳球团在回转窑中进行焙烧，自还原制备金属化球团，所述回转窑包括高温焙烧段和冷却段，所述高温焙烧段和冷却段相连接；S4、将所述金属化球团在环冷机中降温冷却，获得金属化球团产品，所述环冷机包括冷却温度不同的多个依次连接的冷却段。2.根据权利要求1所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，所述依次连接的干燥段和预热段包括依次连接的干燥一段、干燥二段、预热一段和预热二段；所述多个依次连接的冷却段包括依次连接的冷却一段、冷却二段和冷却三段；所述预定质量比为铁矿粉质量百分比在65％
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80％，还原煤质量百分比在8％
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16％，粘结剂质量百分比在2％
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10％，水分质量百分比在5％
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15％。3.根据权利要求2所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，所述回转窑产生的烟气输送至所述预热二段，所述预热二段的烟气输送至所述干燥二段。4.根据权利要求2所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，所述冷却一段产生的废气输送至所述预热一段，所述冷却二段产生的废气输送至所述干燥一段。5.根据权利要求1所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，所述铁矿粉为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、钒钛磁铁矿中的任意一种或几种的混合物。6.根据权利要求1所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，所述还原煤包括无烟煤、贫瘦煤、半焦粉、焦粉中的任意一种或几种的混合物。7.根据权利要求1所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，所述粘结剂为有机粘结剂、无机粘结剂中的任意一种或两种的混合物。8.根据权利要求1所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，所述铁矿粉、还原煤、粘结剂的粒度小于0.1mm。9.根据权利要求1所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，在步骤S1中，对混匀料进行压力成型的成型压力为10MPa
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50MPa，所述含碳球团生球0.5m落下强度大于5次。10.根据权利要求2所述的生产金属化球团的方法，其特征在于，所述干燥一段的烟气温度小于200℃，氧含量小于10％，所述干燥二段的烟气温度小于300℃，氧含量小于7％，所述预热一段烟气温度小于400℃，氧含量小于4％，所述预热二段烟气温度小于700℃，氧含量小于2％，所述含碳球团在链篦机干燥和预热的总时间为20
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60...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广伟，宁晓钧，阚光泽，刘嘉雯，张海滨，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：