一种高炉炼铁节能新工艺及其设备制造技术

本发明专利技术属于冶炼的技术领域，具体涉及一种高炉炼铁技术，特别是一种高炉炼铁节能新工艺及其设备—悬臂压球机。本发明专利技术的高炉炼铁节能新工艺包括机械制造步骤、造球步骤、直接还原步骤、真空降温步骤，所述的造球步骤为，采用悬臂压球机，将配兑好的铁矿粉成型为等分矿粉球；成型后的矿粉球由台车运至直接还原烘干炉进行直接还原；然后将该直接还原后的矿粉球进行真空降温；最后送至高炉进行高温熔分。本发明专利技术有效的克服了高炉炼铁现有工艺流程中存在的弊端，并采用专用设备—悬臂压球机，改变现有的烧结设备及工艺，从而实现了高炉炼铁节能新工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶炼的
，具体涉及一种高炉炼铁技术，特别是一种高炉炼铁 节能新工艺及其设备一悬臂压球机。
技术介绍
目前高炉炼铁占到全国生产总量的95%以上，它们都是在容积大小不等的高炉内 完成的(最大的超过5000m3，最小的约在125 m3)。尽管如此，但它们的生产工艺及炉内化学 反应却是相同的。近150年的技术改进，它由起初近SOOOKg焦炭炼一吨铁，逐步改进到今 天的45(T650Kg焦炭炼一吨铁；同时在前道工序中的烧结过程中，由起初的露天烧结逐步 改进到今天的机械化烧结，技术的进步不仅改善了节能而且同时也解决了环保等一系列的 问题。然而尽管如此，人们仍然对高炉炼铁的节能及环保持有可挖潜的幻想，但事实上又证 明了，在目前的炼铁用焦基础上，每下降IOKg焦炭都会让专家束手无策。高炉炼铁内在的几个重要的化学反应如下 ①②、Fe304+C0―^ FeCHCO2 — 20. 8MJ③、FeO+C — φ Fe+C02 — 152 . 01 MJ④、Fe0+C0Fe+C02从高炉炼铁内在的上述几个化学反应可以证明，再实现大幅度降焦是不可能的， 例如，在高炉的风口燃烧区，氧气与焦炭在燃烧条件下反应形成二氧化碳(02+C_ C02+399. 44MJ)，同时释放出399. 44MJ的热量，约占高炉熔炼所需热量的80%，此处的化学 反应越多在理论上讲也就越有利于高炉炼铁的需要，然而事实却证明，二氧化碳在高温料 层区上浮过程中(在i30(Tii0(rc的高温内)又被焦炭完全还原生成一氧化碳(co2+c·^ CO - 165. 6MJ)，这个过程又是一个吸热过程，它带走的热量占高炉内的359Γ40%，而高炉炼 铁炉身内氧化铁的诸多化学反应又离不开一氧化碳(CO)作还原剂，因此高炉内的诸多化学 反应既是必须过程又是矛盾过程。另外，目前的高炉炼铁工艺中，烧结料的强度不够，在高 炉内高温熔分时容易分散，严重影响了高炉的透气性能，从而对炼铁质量及能源消耗带来 了不利影响，使得熔融速度和滴落速度降低。实践证明，目前我国现有的高炉炼铁工艺实现理想的节能效果是不现实的，发达 国家也如此，大量的实践证明，传统的高炉炼铁工艺已是穷途末路，急需要出现一种新的 高炉炼铁工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是以现有的高炉作载体提供一种节能及环保的新工艺，即高炉炼铁 节能新工艺，同时也提供了一种在该工艺中应用的设备一悬臂压球机，用以制备等分的矿 粉球，本专利技术的这种新设备的应用，从而取代了原高炉炼铁工艺中的烧结工序。本专利技术有效 的克服了高炉炼铁现有工艺流程中存在的上述弊端，改变现有的烧结设备及工艺，从而实现了高炉炼铁节能新工艺。本专利技术的高炉炼铁节能新工艺的技术方案为包括机械制造步骤、造球步骤、直接 还原步骤、真空降温步骤，所述的造球步骤为，采用悬臂压球机，将配兑好的铁矿粉成型为 等分矿粉球；成型后的矿粉球由台车运至直接还原烘干炉进行直接还原；然后将该直接还 原后的矿粉球进行真空降温；最后送至高炉进行高温熔分。本专利技术的详细步骤如下首先将铁矿粉进行混料、搅拌、称重，然后由悬臂压球机 将配兑好的铁矿粉成型为等分矿粉球；成型后的矿粉球由台车循环运至直接还原烘干炉 进行直接还原；然后将该直接还原后的矿粉球进行真空降温，时间10-20分钟，温度降至 900°C以下；最后破碎、配焦送至高炉进行高温熔分，进行后续的排渣、出铁。本工艺中所述的直接还原步骤为在本申请人专利申请号为200810140107. 0名称 为“一种无高炉炼铁新工艺”中公开的烘干、直接还原炉中实现的。本工艺中所述的高炉内的高温熔分为用皮带传送至高炉配以焦炭等进行高温熔 分，其鼓风、富氧、喷煤、排渣等仍沿用原高炉炼铁模式。如此循环操作，即实现本专利技术的高炉炼铁节能新工艺。本专利技术的悬臂压球机的技术方案为一种悬臂压球机，它包括有主轴及与其活动 连接的悬臂，悬臂可绕主轴的轴线旋转，且悬臂的旋转端同时通过齿轮与电动机相连，所述 悬臂下方通过液压推杆连接有成型模，该成型模与固定在基座上的底料仓相配合。所述成型模上液压推杆的两侧设有平衡推杆，平衡推杆的一端固定连接有带分隔 板的平行钢板。所述底料仓内设有可上下移动的推板。所述推板底部固定连接有伸缩杆。所述底料仓上部边缘设有液压定位夹。所述悬臂与主轴成90度角，悬臂可绕主轴左右旋转180度。本专利技术的有益效果为该高炉炼铁节能新工艺，采用了造球步骤和直接还原步骤 以及二者的有机结合，使烧结矿由原来的氧化铁(Fe2O3)形式存在变成现在的裸铁(Fe)形 式存在，品位由原来的54飞7%提高到75、2%，因裸铁球的强度是原烧结料的2倍，高炉料层 的透气性也大大提高，并且二氧化碳在上浮过程中阻力减小及一氧化碳的饱和，所以被还 原成一氧化碳的几率大大减少，焦炭在高炉中的热能利用率也就大大提高，吨铁焦比较传 统工艺下降4(Γ50%，从而温室气体排放量也随之减少。本专利技术的专用设备一悬臂压球机的使用，提高了矿粉球在高炉中高温熔分时的强 度，显著增强了其透气性，生产效率提高，并由造球步骤取代了高炉炼铁的烧结工序，并与 直接还原步骤结合，成功的避开了原高炉炼铁过程中的四个重要化学反应(见
技术介绍
的 描述)包括其中的两个吸热过程，减去这四项化学反应，那么就等于减去了 CO在高炉炉身料 层中作还原剂的作用，而且CO的超量又保护了 CO2被还原为CO的压力，使CO2在高温料层 上浮过程中减少了与焦炭的化学反应，也就减少了吸热过程，从而使炉温均衡工作，这不仅 起到了节能作用，同时也提高了冶炼速度及产量，简化了高炉冷热不均的负担，延长了高炉 的寿命，从而实现节能。另外，本专利技术的悬臂压球机，由于采用了悬臂式结构，所述悬臂下方通过液压推杆 连接有成型模，所述基座上设有与成型模相配合的底料仓，使得成型后的矿粉球在铁矿粉4成球后可迅速转移，缩短了工序与工作时间，提高生产效率。所述成型模上液压推杆的两侧 设有平衡推杆，在液压推杆的运动过程中起到导向作用，保障工作质量，液压推杆的一端固 定连接有带分隔板的平行钢板，分隔板可将铁矿粉球进行切分，从而增加接触面积，增大还 原效果，整体还原时间缩短，生产效率提高。所述底料仓内设有可上下移动的推板，推板底 部固定连接有伸缩杆，可使底料仓与悬臂压球机的成型模对接，通过液压定位夹衔接将两 者连接固定。所述悬臂与主轴成90度角，悬臂可绕主轴左右旋转180度，其转动方便，速度 可调。总之，本专利技术工艺流程合理、可行，较传统高炉炼铁发生了质的变化。它既实现了 高炉炼铁的节能、环保、产量问题，又实现了炉外还原炉内熔分的事实，同时也解决了熔融 还原(直接还原)不能形成产业化生产的瓶颈问题，并且实现了炉外还原与高炉炼铁具有划 时代意义的有效结合，彻底否定了高炉炼铁其节能、环保穷途末路的说法，本工艺的节能效 果是传统高炉炼铁的40—50%。本专利技术制得的矿粉球在高炉炼铁过程中，不仅料层的透气 性好，而且热能利用率高，进而节能减排，通过与直接还原的结合，使得高炉炼铁的工艺有 了突破性的发展。本专利技术的悬臂压球机设备，其结构合理、简单，一次性投资少，操作方便， 产量高，利用率高，形成了直接还原与高炉炼铁和无高炉炼铁的有效结合。综上所述，本发 明具备了突出的实质性特点和显著的进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉炼铁节能新工艺，包括机械制造步骤、造球步骤、直接还原步骤、真空降温步骤，其特征在于，所述的造球步骤为，采用悬臂压球机，将配兑好的铁矿粉成型为等分矿粉球；成型后的矿粉球由台车运至直接还原烘干炉进行直接还原；然后将该直接还原后的矿粉球进行真空降温；最后送至高炉进行高温熔分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张向海，邢传一，
申请(专利权)人：山东广富集团有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]