一種分段處理鐵礦石的轉底爐設備及處理方法技術

本發明專利技術涉及一種分段處理鐵礦石的轉底爐設備，包括：爐體、轉動爐底、傳動部分、電氣控制部分以及活動隔墻裝置；其中，爐體包括爐壁與爐頂；在爐壁外側上高于爐底400~1000mm的部位以一定的距離呈圓環形間隔安裝50~100個煤氣燒嘴，在每個煤氣燒嘴的上方各自安裝有一個二次風噴嘴；在爐體內靠近爐頂處安裝有圓周軌道，在圓周軌道上懸掛有兩套活動隔墻裝置，沿著圓周軌道在轉底爐的入料口和出料口之間移動；活動隔墻裝置的高度略低于爐體的爐高；活動隔墻裝置將轉底爐內部按照溫度的不同分隔為三段：1000~1200℃的低溫還原段、1300~1400℃的高溫熔融段、500~900℃的冷卻段；爐壁的外側均勻布置10~20組水冷管。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋼鐵生產領域，特別涉及。
技術介紹
轉底爐由軋鋼用的環形加熱爐演變而來，距今已有30多年的歷史。轉底爐起初用來處理鋼鐵生產過程中所產生的含鐵、含鋅粉塵，以及其它含鐵廢棄物、含鉻氧化物、生產不銹鋼時的廢棄物。隨著資源和環保壓力日益突出，轉底爐技術逐步受到鋼鐵行業的關注，并向鋼鐵生產主流程邁進。近十余年來，轉底爐技術移植到煉鐵生產的探索使得轉底爐成為直接還原設備，利用轉底爐進行鋼鐵生產的相關工藝已經得到充分發展，并成為最新的煤基煉鐵工藝之一，在鐵礦石的熔融還原、鋼鐵廠含鋅粉塵的配碳還原等領域中都已經得到了應用。轉底爐已經成為生產海綿鐵、金屬化球團和珠鐵的設備。轉底爐技術是將含鐵礦物或粉塵、煤粉和粘結劑混合造球，干燥后通過布料機均勻鋪在轉底爐的爐底上，爐底以一定速度旋轉運動，礦料在2(Γ30分鐘內經歷預熱段、還原段和冷卻段，最后還原為金屬化球團或珠鐵的工藝。轉底爐在進行生產時，爐內能量通過燒嘴中煤氣、天然氣或油的燃燒供給，爐內產生的廢氣溫度很高，可通過蓄熱室和換熱器回收熱能，從而把煤氣和助燃空氣預熱到指定的溫度，以用于生球的烘干，所述煤氣和助燃空氣最后經過除塵排入大氣。與其它煉鐵方法相比較，基于轉底爐的煉鐵方法具有獨特的優勢:完全的煤基煉鐵，無需焦炭；對原料、燃料和還原劑的要求比較靈活，對原料機械強度要求不高；采用敞焰加熱，加熱溫度比其它直接還原工藝中的加熱溫度高，因而還原后易于形成顆粒較粗大的鐵珠，而且還原速度快，在2(Γ40分鐘內即可完成，生產效率較高；工藝簡單，設備的構造比較簡單，投資費用相對較低；工藝操作簡單，易于掌握。然而實際生產中，除了規模較小外，還存在以下不足:(I) 一般來說爐內氣氛分為兩階段，前段是氧化氣氛，要求迅速提高物料溫度；后段是還原氣氛，以利于迅速還原。這在中小型爐中較難控制，而且理論研究證實鐵氧化物的還原是分段進行的，在較低溫時即可全部完成，在此階段沒有必要將爐溫保持得很高。(2)轉底爐內加熱所用的硅鑰棒長期在高溫下工作容易燒斷，使用壽命較短，不斷地更換硅鑰棒會降低轉底爐的爐齡，還影響工作效率。隨著進口鐵礦石價格的日益上漲，迫切需要我們加快開發利用國內鐵礦石的步伐。我國鐵礦石資源儲量巨大，但貧礦多富礦少，伴生夾雜礦較多，針對貧礦需要嚴格選礦獲得鐵精礦才能用于生產，針對難以處理，或者難以綜合回收利用的復雜礦，如高磷礦、稀土礦和硼鎂礦，設計新的生產工藝勢在必行。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有的煉鐵設備煉鐵規模小、使用壽命短等缺陷，從而提供一種能夠分段溫控的冶煉設備。為了實現上述目的，本專利技術提供了一種分段處理鐵礦石的轉底爐設備，包括:爐體、轉動爐底、傳動部分、電氣控制部分以及活動隔墻裝置；其中，所述的爐體包括爐壁與爐頂；在所述爐壁外側上高于爐底40(Tl000mm的部位以一定的距離呈圓環形間隔安裝50^100個煤氣燒嘴，在每個煤氣燒嘴的上方還各自安裝有一個二次風噴嘴；所述煤氣燒嘴和二次風噴嘴均能夠單獨控制；在所述爐體內靠近爐頂處安裝有圓周軌道，在所述圓周軌道上懸掛有兩套活動隔墻裝置，所述兩套活動隔墻裝置沿著所述圓周軌道在轉底爐的入料口和出料口之間移動；所述活動隔墻裝置的高度略低于所述爐體的爐高，保證鋪滿生球的轉動爐底旋轉時不會與所述活動隔墻裝置接觸；所述 活動隔墻裝置將轉底爐內部按照溫度的不同分隔為三段:1000^1200°C的低溫還原段、130(Tl400°C的高溫熔融段、50(T900°C的冷卻段；所述爐壁的外側均勻布置1(Γ20組水冷管，每組均由單獨閥門控制。上述技術方案中，所述低溫還原區間占整個爐內圓周的5(Γ70%，高溫熔融區間占整個爐內圓周的2(Γ30%，冷卻區間占整個爐內圓周的1(Γ30%。本專利技術還提供了一種基于所述的轉底爐設備所實現的分段處理方法，包括:步驟I)、首先根據礦料確定最優生產溫度和各生產階段所需時間，結合生產中爐底旋轉速度，計算每個溫度區所占爐體的圓周比例；步驟2)、根據步驟I)的計算結果移動爐體上部的活動隔墻裝置，將爐內分隔為低溫還原段、高溫熔融段與冷卻段，并將所述低溫還原段、高溫熔融段與冷卻段維持在一定比例；步驟3)、開啟爐壁上相應位置的煤氣燒嘴，保證爐內各區間的生產溫度。本專利技術的優點在于:本專利技術在鐵礦資源中主要物相的熱力學分析基礎上，通過對轉底爐配套設備(主要是燒嘴和活動隔墻擋板)實施改造，采用分段溫度控制的方法生產出較為純凈的珠鐵，可代替廢鋼用作電爐或轉爐煉鋼，實現了鐵礦資源的高效利用，具有一定的價值。附圖說明圖1是本專利技術的分段處理鐵礦石的轉底爐設備的結構示意圖。具體實施例方式現結合附圖對本專利技術作進一步的描述。參考圖1，本專利技術的轉底爐包括:爐體、轉動爐底、傳動部分、電氣控制部分以及懸掛式活動隔墻裝置；其中，所述的爐體包括爐壁與爐頂。在轉底爐外側爐壁上高于爐底40(Tl000mm的部位以一定的距離呈圓環形間隔安裝5(Γ100個煤氣燒嘴，在每個煤氣燒嘴的上方還各自安裝有一個二次風噴嘴，即在轉底爐外側爐壁上安裝有5(Γ100個二次風噴嘴；所述煤氣燒嘴和二次風噴嘴均可單獨控制。在爐內靠近爐頂處安裝有圓周軌道，在所述圓周軌道上懸掛有兩套活動隔墻裝置，這兩套活動隔墻裝置可以沿著圓周軌道在入料口和出料口之間的范圍內移動；所述活動隔墻裝置的高度略低于所述爐體的爐高，保證鋪滿生球的轉動爐底旋轉時不會與所述活動隔墻裝置接觸。通過這兩套活動隔墻裝置，可以調整爐內不同溫度區間的分配范圍。利用所述的活動隔墻裝置，轉底爐內部按照溫度區間的需要分隔為三段:i00(Ti20(rc的低溫還原段；130(Tl40(rC的高溫熔融段；50(Γ900 的冷卻段。一般來說，低溫還原區間占整個爐內圓周的5(Γ70%，高溫熔融區間占整個爐內圓周的2(Γ30%，冷卻區間占整個爐內圓周的1(Γ30%。外側爐壁上均勻布置1(Γ20組水冷管，每組均可由單獨閥門控制。以上是對本專利技術的轉底爐的結構所做的說明。基于本專利技術的轉底爐所實現的分段處理方法包括以下步驟:首先根據礦料確定最優生產溫度和各生產階段所需時間，結合生產中爐底旋轉速度，計算每個溫度區所占爐體的圓周比例；接著，根據之前的計算結·果移動爐體上部的活動隔墻裝置，將爐內分隔為低溫還原段、高溫熔融段與冷卻段，并將所述低溫還原段、高溫熔融段與冷卻段維持在一定比例。最后開啟爐壁上相應位置的煤氣燒嘴，保證爐內各區間的生產溫度。采用之前描述的本專利技術的轉底爐以及基于該轉底爐的分段處理方法，能夠提高提高鐵礦石的冶煉質量。已知:鐵礦石中主要有用礦物為鐵氧化物，還同時含有脈石，如硅、鋁、鈣、鎂氧化物。理論研究表明:鐵氧化物在1200°C以下便可還原形成彌散的金屬鐵，之后金屬鐵在凝聚長大的同時會與其他物質擴散接觸，如碳、硅、磷、硫等元素，作為有害元素的磷和硫是不希望擴散滲入金屬鐵的，而溫度越高保持時間越長擴散越充分，尤其是在液態下的物質擴散。當還原出的金屬鐵進入高溫(約1400°C以上)時，金屬鐵和渣料分別熔化凝聚長大，基于兩者密度、表面張力的差異出現分離，從而得到較為純凈的珠鐵。往往鐵礦中含有特殊的有價元素或雜質元素，如硼鎂礦中的硼元素，稀土礦中的稀土元素，高磷礦中的磷元素等，為了實現鐵礦資源的高效利用，需要將不同有價元素分離富集，而基于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分段處理鐵礦石的轉底爐設備，其特征在于，包括：爐體、轉動爐底、傳動部分、電氣控制部分以及活動隔墻裝置；其中，所述的爐體包括爐壁與爐頂；在所述爐壁外側上高于爐底400~1000mm的部位以一定的距離呈圓環形間隔安裝50~100個煤氣燒嘴，在每個煤氣燒嘴的上方還各自安裝有一個二次風噴嘴；所述煤氣燒嘴和二次風噴嘴均能夠單獨控制；在所述爐體內靠近爐頂處安裝有圓周軌道，在所述圓周軌道上懸掛有兩套活動隔墻裝置，所述兩套活動隔墻裝置沿著所述圓周軌道在轉底爐的入料口和出料口之間移動；所述活動隔墻裝置的高度略低于所述爐體的爐高，保證鋪滿生球的轉動爐底旋轉時不會與所述活動隔墻裝置接觸；所述活動隔墻裝置將轉底爐內部按照溫度的不同分隔為三段：1000~1200℃的低溫還原段、1300~1400℃的高溫熔融段、500~900℃的冷卻段；所述爐壁的外側均勻布置10~20組水冷管，每組均由單獨閥門控制。

【技術特征摘要】
1.一種分段處理鐵礦石的轉底爐設備，其特征在于，包括:爐體、轉動爐底、傳動部分、電氣控制部分以及活動隔墻裝置；其中，所述的爐體包括爐壁與爐頂； 在所述爐壁外側上高于爐底40(Tl000mm的部位以一定的距離呈圓環形間隔安裝50^100個煤氣燒嘴，在每個煤氣燒嘴的上方還各自安裝有一個二次風噴嘴；所述煤氣燒嘴和二次風噴嘴均能夠單獨控制； 在所述爐體內靠近爐頂處安裝有圓周軌道，在所述圓周軌道上懸掛有兩套活動隔墻裝置，所述兩套活動隔墻裝置沿著所述圓周軌道在轉底爐的入料口和出料口之間移動；所述活動隔墻裝置的高度略低于所述爐體的爐高，保證鋪滿生球的轉動爐底旋轉時不會與所述活動隔墻裝置接觸；所述活動隔墻裝置將轉底爐內部按照溫度的不同分隔為三段:1000^1200°C的低溫還原段、130(Tl400°C的高溫熔融...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾暉，薛慶國，梁棟，劉江，張毅，王靜松，張炯，佘雪峰，
申請(專利權)人：萊蕪鋼鐵集團有限公司，
類型：發明
國別省市：