專利名稱：鐵精礦冷固球團回轉(zhuǎn)窯快速還原新工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鐵精礦回轉(zhuǎn)窯直接還原工藝，特別是鐵精礦冷固結球團煤基回轉(zhuǎn)窯快速還原工藝，屬于非高爐煉鐵技術。
鐵礦石直接還原是鋼鐵冶金領域重要的前沿課題之一。根據(jù)我國資源及能源特點，在我國適宜發(fā)展以煤為還原劑的鐵礦球團回轉(zhuǎn)窯直接還原工藝。依據(jù)進入還原窯的鐵礦球團制備方法，可將鐵礦球團回轉(zhuǎn)窯直接還原工藝分為氧化球團還原法、預熱球團還原法和冷固球團還原法。氧化球團還原法是將鐵精礦生球團經(jīng)1200～1250℃高溫固結后再進行還原，預熱球團還原法是將鐵精礦添加粘結劑的生球在850～900℃的溫度下預熱后進行還原，冷固球團法(中國專利CN92111782.5)是將添加復合粘結劑的鐵精礦制成生球，生球在200～250℃的溫度下干燥脫水固結后進行還原。三種方法在高溫還原時產(chǎn)生的熱量均未得到有效合理的利用；且前兩種方法還原時間長，爐窯利用系數(shù)低，生產(chǎn)成本高，致使回轉(zhuǎn)窯直接還原工藝的效益低下，產(chǎn)品市場競爭能力差。冷固球團法也存在一些不足之處，添加復合粘結劑的鐵精礦難以造球，輪碾機排料不暢；回轉(zhuǎn)窯還原溫度場不合理及窯尾高溫廢氣熱量利用程度低等問題。
本發(fā)明的目的是解決鐵精礦冷固球團煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原工藝轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力過程中存在的能耗高、熱能利用率低和生產(chǎn)效率低的問題，以確保生產(chǎn)流程暢通。
本發(fā)明包括冷固球團制備，全窯高溫還原，回轉(zhuǎn)窯窯尾高溫廢氣余熱發(fā)電。
冷固球團制備采用占總重量1％～2％的復合粘結劑與細度為-0.076mm約占85％的鐵精礦在強力混合機或潤磨機中充分混合，將混勻后的鐵精礦在圓盤造球機中造球，球徑10～16mm，生球進入帶式干燥機干燥固結，干燥溫度為150～250℃，熱源利用溫度為900～1000℃窯尾廢氣，兌冷風后調(diào)溫至150～250℃進入干燥機。采用的復合粘結劑含90～96％的固體腐植酸鈉，4～10％的消石灰。針對含復合粘結劑的物料粘性大、料球自動分級失效及無法正常穩(wěn)定造球的難題，在圓盤造球機的球盤上加刮刀，實現(xiàn)滾動成球和自動分級，穩(wěn)定造球及后續(xù)工藝。圓盤造球機的球盤上包括刮刀1、2、3，刮刀1位于球盤半徑上，刮刀2與球盤邊緣的接觸點的中心連線與刮刀1成135°角，刮刀3與球盤邊緣的接觸點的中心連線與刮刀1的反向延長線成30～45°角，刮刀3與球盤邊緣的接觸點的中心連線成5～10°角。
全窯高溫快速還原還原溫度1000～1050℃，在窯頭增設兩桿噴煤槍及窯尾埋入式燒咀，配合一次風和二次風調(diào)整，以滿足全窯高溫的溫度場需要；窯尾不加煤，加大窯中窯頭拋煤量，縮短還原的低強度區(qū)間，減少粉末產(chǎn)生量，避免回轉(zhuǎn)窯的結圈。回轉(zhuǎn)窯的利用系數(shù)可提高到0.4～0.5T/m3·d。
余熱發(fā)電窯尾高溫廢氣的余熱只有少部分用于生球的低溫干燥固結，大量余熱未能有效利用，本發(fā)明為建廠時設計了余熱發(fā)電車間，大部分高溫廢氣用于燃燒鍋爐，生產(chǎn)蒸汽發(fā)電，年發(fā)電量達3000kw，超過了直接還原鐵廠年耗電量，使高溫廢氣的熱能得到充分利用。


圖1本發(fā)明所使用的圓盤造球機球盤刮刀安裝位置示意圖。
發(fā)明的優(yōu)點①本發(fā)明采用強力混合機或潤磨機代替碾壓機，解決了含復合粘結劑的細粒鐵精礦在混合碾磨中的粘料、堵料問題，成功解決了流程暢通問題及充分發(fā)揮粘結劑的效果，干球強度為250～400N/個，耐磨指數(shù)(＜3mm量)＜3％，可完全滿足回轉(zhuǎn)窯還原的要求；②在圓盤造球機上針對合復合粘結劑的物料粘性大、料球自動分級失效及無法正常穩(wěn)定造球的難題，采用強制分級技術(在球盤上加刮刀)，實現(xiàn)了滾動成球和自動分級，穩(wěn)定了造球及后續(xù)工藝；③采用普通鋼材制造的帶式機干燥固結，節(jié)省投資，基建投資減少30％，能耗降低20％；④采用全窯高溫快速還原技術提高爐窯利用系數(shù)10～20％，縮短了還原的低強度區(qū)間擴大生產(chǎn)能力，減少了粉末產(chǎn)出量，避免了回轉(zhuǎn)窯結圈。⑤采用回轉(zhuǎn)窯窯尾高溫廢氣余熱發(fā)電技術實現(xiàn)廠內(nèi)用電自給并有余，充分有效地利用了能源，降低生產(chǎn)成本，顯著提高了新工藝的綜合經(jīng)濟效益。采用本發(fā)明生產(chǎn)獲得的產(chǎn)品DRI TFe＞90％、ηFe＞93％、鐵回收率大于91.0％，能耗708kg標煤/t·DRI，生產(chǎn)成本896/t·DRI的良好指標，單位直接還原鐵成本降低15％左右。
實施例山東魯中冶金礦山公司采用鐵精礦冷固球團煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原新技術，建成年產(chǎn)5萬tDRI的球團礦廠。采用2％的復合粘結劑與細度為-0.076mm約占85％的鐵精礦在強力混合機中充分混合，將混勻后的鐵精礦在球盤上安裝有刮刀的圓盤造球機中造球(球徑10～16mm)，生球進入帶式干燥機干燥固結，干燥溫度為250℃，熱源為部分窯尾高溫廢氣(900～1000℃)，兌冷風后調(diào)溫至250℃進入干燥機。造球后，還原溫度1050℃，窯尾不加煤，加大窯中窯頭拋煤量，回轉(zhuǎn)窯的利用系數(shù)為0.5T/m3·d。生產(chǎn)獲得的產(chǎn)品DRITFe＞90％、ηFe＞93％、鐵回收率大于91.0％，能耗708kg標煤/t·DRI，生產(chǎn)成本896元/t·DRI，單位直接還原鐵成本降低15％左右。
權利要求
1．鐵精礦冷固球團回轉(zhuǎn)窯還原新工藝，本發(fā)明包括冷固球團制備，全窯高溫還原，其特征在于采用占總重量1％～2％的復合粘結劑與細度為-0.076mm約占85％的鐵精礦在強力混合機或潤磨機中充分混合，將混勻后的鐵精礦在圓盤造球機中造球，球徑為10～16mm，生球進入帶式干燥機干燥固結，干燥溫度為150～250℃，全窯高溫快速還原，還原溫度1000～1050℃。
2．一種實現(xiàn)權利要求1所述方法的設備，其特征在于圓盤造球機的球盤上安裝有刮刀，刮刀1位于球盤半徑上，刮刀2與球盤邊緣的接觸點的中心連線與刮刀1成135°角，刮刀3與球盤邊緣的接觸點的中心連線與刮刀1的反向延長線成30～45°角，刮刀3與球盤邊緣的接觸點的中心連線成5～10°角。
3．一種實現(xiàn)權利要求1所述方法的設備，其特征在于回轉(zhuǎn)窯的窯頭增設兩桿噴煤槍及窯尾埋入式燒咀，配合一次風和二次風調(diào)整，以滿足全窯高溫的溫度場需要。
4．根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于窯尾高溫廢氣用于燃燒鍋爐，生產(chǎn)蒸汽發(fā)電。
全文摘要
鐵精礦冷固球團回轉(zhuǎn)窯還原新工藝,本發(fā)明包括冷固球團制備,全窯高溫還原,窯尾高溫廢氣用于燃燒鍋爐,生產(chǎn)蒸汽發(fā)電。本發(fā)明解決了含復合粘結劑的細粒鐵精礦在混合碾磨中的粘料、堵料問題,解決了流程暢通問題及充分發(fā)揮粘結劑的效果;實現(xiàn)了滾動成球和自動分級,穩(wěn)定了造球及后續(xù)工藝;節(jié)省投資,基建投資減少30%,采用本發(fā)明生產(chǎn)獲得的產(chǎn)品DRI TFe>90%、η
文檔編號C21B13/00GK1236815SQ9911534
公開日1999年12月1日 申請日期1999年4月30日 優(yōu)先權日1999年4月30日
發(fā)明者邱冠周, 章湖杰, 姜濤, 熊明耀, 雷任時, 彭懷璽, 朱德慶, 黃柱成, 張國基, 高飛, 劉沂淵, 徐經(jīng)滄, 蔡汝淖, 付守澄, 范小慧, 郭宇峰, 楊永斌 申請人:中南工業(yè)大學