一種煤基隔焰式回轉(zhuǎn)窯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種煤基隔焰式回轉(zhuǎn)窯。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是一個(gè)鋼鐵大國，如今，鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)突破8億噸大關(guān)。我國雖然鐵礦資源分布廣泛，但低貧細(xì)難選鐵礦資源分布卻占96%以上，至今沒有得到很好的開發(fā)和利用，造成資源閑置和浪費(fèi)，反而，鋼廠每年還需要進(jìn)口大量的高品位鐵礦石，進(jìn)口依賴程度占鋼廠鐵礦石總消耗量的55 %以上。
[0003]中國鋼鐵行業(yè)，以往是大力發(fā)展高爐煉鐵，還原鐵技術(shù)卻相對比較滯后，我國還原鐵年產(chǎn)量約50萬噸，占世界還原鐵總產(chǎn)量不足1%。隨著電爐優(yōu)質(zhì)鋼的比例逐漸提高，還原鐵產(chǎn)品每年有2800萬噸以上的缺口，因此，每年要進(jìn)口國外的DR1、HBI產(chǎn)品大約1000萬噸。隨著我國焦煤儲量日益貧乏及環(huán)保問題日益嚴(yán)重的情況下，國家出臺了較多的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，鼓勵(lì)開發(fā)、應(yīng)用非焦煤資源，進(jìn)行直接還原鐵和熔融還原鐵等非焦煉鐵工藝和短流程煉鋼等技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，大力發(fā)展電爐優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)，所以，提高還原鐵的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低能耗，減少CO2的排放，尤其是盡快開發(fā)我國大量的低貧細(xì)難選鐵礦及含鐵廢料，使其資源化是一項(xiàng)迫在眉睫的事業(yè)。
[0004]如今的中國，電爐鋼比例不到20%，而且高爐-轉(zhuǎn)爐煉鋼方式的尾氣排放量是整個(gè)鋼鐵行業(yè)的80%以上，廢鋼(還原鐵)+電爐煉鋼方式的尾氣排放量，僅占高爐一轉(zhuǎn)爐長流程煉鋼方式的20%。我國又是一個(gè)天然氣進(jìn)口國，發(fā)展和引進(jìn)國外成熟的氣基還原鐵技術(shù)和裝備，由于天然氣資源的匱乏而不具備條件;如果發(fā)展煤轉(zhuǎn)氣，煤轉(zhuǎn)氣的設(shè)備投資大，煤轉(zhuǎn)氣本身也要消耗15?20%以上的能量，不符合我國的國情。因此，要解決中國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排降碳的環(huán)保問題及發(fā)展短流程煉鋼事業(yè)，就必須積極發(fā)展產(chǎn)能規(guī)模大、投資比低、生產(chǎn)運(yùn)行成本低、可操作性強(qiáng)、節(jié)能減排等先進(jìn)、穩(wěn)定的煤基還原鐵工藝技術(shù)和裝備，將非常符合我國還原鐵行業(yè)的國情。
[0005]目前，我國煤基還原鐵工業(yè)化比較成熟的工藝技術(shù)和裝置主要有:煤基隧道窯罐式法、煤基隧道窯無罐法及煤基回轉(zhuǎn)窯法，而煤基轉(zhuǎn)底爐、煤基豎爐等工藝和裝置投資較大、工藝技術(shù)和裝置尚不成熟，需要繼續(xù)完善，不足以規(guī)?；茝V。
[0006]其中，傳統(tǒng)的煤基隧道窯罐式法，只能采用TFe2 66%的高品位鐵礦或易選鐵礦，無法利用低細(xì)難選鐵礦、復(fù)合礦及含鐵廢料直接還原分離出高品位的還原鐵產(chǎn)品，而且工藝技術(shù)落后，造成產(chǎn)能低、還原時(shí)間長，占地面積廣，能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量低下、產(chǎn)品銷路不暢，屬于淘汰工藝和裝置。
[0007]煤基隧道窯無罐法，雖然可以將各種鐵礦還原分離冶選出高品位優(yōu)質(zhì)還原鐵產(chǎn)品，但單條生產(chǎn)線年處理能力最高也不到10萬噸原礦，仍需要進(jìn)一步完善。
[0008]煤基回轉(zhuǎn)窯法工藝技術(shù)逐漸成熟，運(yùn)行成本較低，正在逐漸推廣，但對還原煤有著嚴(yán)格的要求，必須應(yīng)用優(yōu)質(zhì)長焰煤、褐煤的顆粒煤做還原劑，并且回轉(zhuǎn)窯還原溫差很大，操作要求苛刻，投資比相對也較大，單條生產(chǎn)線的年最大產(chǎn)能也不到30萬噸原礦。
[0009]上述的幾種還原鐵方法，每條生產(chǎn)線投資規(guī)模均在幾千萬到幾個(gè)億，限制了還原鐵投資者進(jìn)軍本領(lǐng)域。
[0010]現(xiàn)有的外加熱隔焰式煤基回轉(zhuǎn)窯法，窯爐中間由于有托圈、托輪支撐裝置，窯爐高溫段無法長距離加熱，加熱爐也只能留出托圈、托輪支撐部分，形成分段式外加熱隔焰式回轉(zhuǎn)窯窯爐。因此，窯爐規(guī)模較小、還原溫度較低，高溫區(qū)的溫度不連續(xù)、不穩(wěn)定，無法實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯通體加熱，而且回轉(zhuǎn)窯還原滾筒均為單筒，加上分段加熱，不能適應(yīng)還原鐵對還原溫度連續(xù)性和穩(wěn)定性的要求，只能小規(guī)模用于化工、有色貴金屬等處理量較少的行業(yè)，限制了其在還原鐵領(lǐng)域的發(fā)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種煤基隔焰式回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定安全，實(shí)現(xiàn)低溫深度快速還原。
[0012]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種煤基隔焰式回轉(zhuǎn)窯，包括回轉(zhuǎn)窯筒體、加料斗、支架和驅(qū)動(dòng)裝置，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括窯尾驅(qū)動(dòng)裝置、雙筒體驅(qū)動(dòng)裝置、窯頭驅(qū)動(dòng)裝置和滾筒驅(qū)動(dòng)裝置，其特殊之處在于，所述回轉(zhuǎn)窯筒體從前到后依次包括加料段、預(yù)熱段、高溫段和冷卻段；
[0013]所述加料段前端與所述加料斗相銜接，所述加料段前端設(shè)有窯尾罩，所述窯尾罩頂端設(shè)有煤氣出口，所述加料段外設(shè)有窯尾托圈，所述窯尾驅(qū)動(dòng)裝置通過窯尾托圈帶動(dòng)加料段旋轉(zhuǎn)；
[0014]所述預(yù)熱段設(shè)于第一加熱爐體內(nèi)，所述預(yù)熱段外側(cè)向外通有高溫?zé)煔獬隹冢?br>[0015]所述高溫段從前到后依次設(shè)于第二加熱爐體和第三加熱爐體內(nèi)，所述于第二加熱爐體和第三加熱爐體兩側(cè)均設(shè)有若干燒嘴；
[0016]所述第一加熱爐體、第二加熱爐體和第三加熱爐體外設(shè)有耐火保溫體；
[0017]所述第一加熱爐體和第二加熱爐體之間設(shè)有第一雙筒體裝置，所述第二加熱爐體和第三加熱爐體之間設(shè)有第二雙筒體裝置，所述第一加熱爐體、第二加熱爐體和第三加熱爐體支撐在所述支架上；
[0018]所述冷卻段外設(shè)有螺旋式熱風(fēng)換熱器，所述螺旋式熱風(fēng)換熱器上設(shè)有助燃風(fēng)換熱器出口；所述冷卻段外設(shè)有窯頭托圈，所述窯頭驅(qū)動(dòng)裝置通過窯頭托圈帶動(dòng)冷卻段旋轉(zhuǎn);所述冷卻段后端設(shè)有窯頭罩，所述窯頭罩一端連通至螺旋輸送機(jī)，另一端連通至冷卻滾筒。
[0019]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0020]進(jìn)一步，所述的雙筒體裝置外設(shè)有雙筒體托圈，所述雙筒體驅(qū)動(dòng)裝置通過雙筒體托圈帶動(dòng)雙筒體裝置旋轉(zhuǎn)；
[0021]所述的雙筒體裝置包括外筒體，所述外筒體通過支撐驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)窯筒體外，所述外筒體和回轉(zhuǎn)窯筒體之間形成高溫?zé)煔馔ǖ?，所述外筒體外側(cè)設(shè)有保溫棉氈，所述外筒體與所述雙筒體托圈之間均布有軟連接板；
[0022]所述的支撐驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)撥塊1、旋轉(zhuǎn)撥塊Π和支撐滑板，所述旋轉(zhuǎn)撥塊I均布在所述外筒體內(nèi)表面形成外齒輪，所述旋轉(zhuǎn)撥塊Π均布在所述回轉(zhuǎn)窯筒體外表面形成內(nèi)齒輪，所述外齒輪和內(nèi)齒輪相互嚙合，所述旋轉(zhuǎn)撥塊Π與所述回轉(zhuǎn)窯筒體之間設(shè)有加強(qiáng)板，所述旋轉(zhuǎn)撥塊Π之間設(shè)有支撐滑板。
[0023]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，在每兩段加熱爐之間設(shè)置雙筒體裝置，在高溫運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)窯筒體發(fā)生膨脹，旋轉(zhuǎn)撥塊I和旋轉(zhuǎn)撥塊Π相互嚙合，雙筒體裝置在驅(qū)動(dòng)裝置作用下與回轉(zhuǎn)窯筒體一起做同周、同速運(yùn)轉(zhuǎn)；降溫時(shí)，回轉(zhuǎn)窯筒體發(fā)生收縮，回轉(zhuǎn)窯筒體在外筒體內(nèi)做收縮滑動(dòng)運(yùn)行，直到歸位，停止旋轉(zhuǎn)。如此，確保了每段加熱爐中的高溫?zé)煔饨?jīng)高溫?zé)煔馔ǖ理樌懦觯ＷC了被還原物料的溫度穩(wěn)定性，使物料還原更徹底。通過設(shè)計(jì)保溫棉氈，進(jìn)一步減少熱能損失，確保了回轉(zhuǎn)窯筒體在高溫狀態(tài)下運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。
[0024]進(jìn)一步，所述冷卻滾筒的上方設(shè)有噴淋裝置，所述冷卻滾筒的出口連通至干式磁選機(jī);所述冷卻滾筒外設(shè)有滾筒托圈，所述滾筒驅(qū)動(dòng)裝置通過滾筒托圈帶動(dòng)冷卻滾筒旋轉(zhuǎn)。
[0025]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)窯、冷卻滾筒、干式磁選機(jī)共同構(gòu)成一套完整的深度還原鐵系統(tǒng)，更好得實(shí)現(xiàn)低溫深度快速還原鐵。
[0026]進(jìn)一步，所述回轉(zhuǎn)窯筒體的軸線與水平線夾角為1.5°?5°，所述加料段高于冷卻段。
[0027]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，傾斜設(shè)置，能夠使回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)的半熔融狀態(tài)還原鐵產(chǎn)品靠自身重力緩緩下流，還原過程中產(chǎn)生的煤氣和煙氣上浮，從煤氣出口和高溫?zé)煔獬隹谂懦鍪占?，?shí)現(xiàn)預(yù)熱再利用。
[0028]進(jìn)一步，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)、支架、托輪和限位輪，所述電機(jī)支撐在所述支架上，所述電機(jī)輸出端設(shè)有托輪，所述托輪外側(cè)設(shè)有限位輪，所述托輪、托圈與限位輪相配合方疋轉(zhuǎn)。
[0029]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，電機(jī)驅(qū)動(dòng)托輪旋轉(zhuǎn)，托圈在托輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，限位輪使得回轉(zhuǎn)窯筒體受熱時(shí)從兩側(cè)向雙筒體裝置膨脹，從而使雙筒體裝置的旋轉(zhuǎn)撥塊I和旋轉(zhuǎn)撥塊Π相互嚙合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)筒體裝置與回轉(zhuǎn)窯筒體的同周、同速運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0030]進(jìn)一步，所述的回轉(zhuǎn)窯筒體由多段筒體通過法蘭連接組成。
[0031]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，控制每段筒體的長度為6?12m，各段分別由法蘭連接，利于筒體的運(yùn)輸便利和回轉(zhuǎn)窯筒體等部件的拆卸、更換及維修，同時(shí)也確保了裝置現(xiàn)場安裝符合安裝的工藝要求;其材質(zhì)選擇310S、314、330、600等優(yōu)質(zhì)耐熱不銹鋼材料，在高溫環(huán)境下具有良好的抗熱疲勞和耐高溫性能及抗氧化性能，反復(fù)使用不易產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象，使用最高溫度可達(dá)到1150?1250°C以上。
[0032]進(jìn)一步，所述燒嘴連通有熱助燃風(fēng)管道和冷煤氣管道。
[0033]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0034]1、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的雙筒體裝置將每段加熱爐有效銜接，保證了被還原物料的溫度平穩(wěn)，并確?；剞D(zhuǎn)窯在高溫高強(qiáng)度、膨脹或收縮情況下長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行;還原過程中的高純煤氣從煤氣出口溢出并完全回收，經(jīng)處理用于煤化工或加熱爐燃燒使用，回收的煤氣可以滿足本實(shí)用新型加熱爐30%?60%的燃燒能源，同時(shí)也降低了碳排放量，同時(shí)，由于加熱溫度低于1100°C，因此避免了NOx的產(chǎn)生;采用隔焰式煤基回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度相對較低，還原劑消耗少，收集的高溫尾氣可用于濕式氧化球團(tuán)的烘干，也可以用于加熱爐燃燒加熱使用，節(jié)約能源，綠色環(huán)保。
[0035]2、本實(shí)用新型的裝置適合于各類鐵礦、各種品位Fe <65%低貧細(xì)難選鐵礦、復(fù)合礦及各種含鐵廢料還原冶選分離出高品位(TFe 2 90%)還原鐵粉或粒鐵產(chǎn)品，可應(yīng)用于優(yōu)特鋼冶煉、冶金優(yōu)質(zhì)爐料或污水處理、廢酸置換等化工脫氧、脫酸、凈化劑等產(chǎn)品;還可以回收高濃度煤氣及蘭碳副產(chǎn)品，進(jìn)行循環(huán)使用或者煤化工等其它行業(yè)的應(yīng)用。
[0036]3、傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯法的還原劑只能采用優(yōu)質(zhì)的5?25mm顆粒狀長煙煤煤炭；隧道窯等法只能采用無煙煤粉、蘭碳粉或焦粉。本實(shí)用新型的裝置對還原煤的要求不做嚴(yán)格限制，可以采用O?30mm煙煤、褐煤、無煙煤、焦粉等不限品種和細(xì)度的非焦煤炭等作為還原劑，為典型煤基還原鐵方法;且還原劑配加方法靈活，可以采用內(nèi)配煤法還原，也可以采用外配煤法還原，也可以采用內(nèi)、外均配煤法進(jìn)行還原。
[0037]4、本實(shí)用新型的煤基隔焰式回轉(zhuǎn)窯的還原工藝溫度只要求1070°C?1100°C之間，屬于各種煤基還原鐵方法中最低的還原溫度，在這種較低的還原溫度情況下，還原時(shí)間只有1.5?3.0h，屬于煤基還原鐵方法中較快的還原速度，而且產(chǎn)品還原率nFe 2 92%，最高可以達(dá)到nFe:97%，實(shí)現(xiàn)了深度直接還原和渣鐵分離還原效果，獲得全鐵TFe >90%，甚至生產(chǎn)出粒鐵產(chǎn)品。
[0038]5、本實(shí)用新型的裝置內(nèi)不設(shè)有較厚的耐火材料作為爐襯，因此窯體總重量可減少60 %?80 %的重量，大大減少了窯體載重負(fù)荷，也減少了傾動(dòng)