CN101839632B - 含镍物料焙烧设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种含镍物料焙烧设备,包括:支座;可旋转地支撑在支座上且具有头端和尾端的回转窑,回转窑的尾端设有加料口和粒煤加入口,且回转窑的头端设有出料口、燃料喷入口、用于向回转窑内鼓送一次风以控制燃烧火焰形状和长度的一次风口和用于向回转窑内鼓送二次风以将回转窑的头部区域内控制为还原气氛的二次风口;用于驱动回转窑转动的驱动装置;烧嘴,所述烧嘴从所述燃料喷入口插入到回转窑内以向回转窑内鼓送燃料;一次风机,所述一次风机与一次风口相连;和二次风机,所述二次风机与二次风口相连。根据本发明的含镍物料焙烧设备,能够预还原镍、铁氧化物,降低后续电炉熔炼的电耗。

Description

含镍物料焙烧设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种含镍物料焙烧设备,尤其是涉及一种能够降低后续电炉熔炼时的电耗的含镍物料焙烧设备。
背景技术
[0002] 含镍物料,例如镍红土矿,通常利用电炉进行熔炼,在电炉熔炼之前,通常需要用回转窑进行焙烧,以脱去其中的水分。
[0003] 在利用传统的回转窑对含镍物料进行焙烧时,冷的含镍物料从窑尾加入到回转窑内,从窑头喷入燃料进行焙烧,整个回转窑内为氧化气氛,不会发生任何还原,因此物料中的镍铁不会被还原出来,后续电炉的电耗非常大。
[0004] 在用传统回转窑焙烧时,焙烧料的脱水效果差,尤其是无法彻底脱去结晶水。从传统回转窑的头端排出的热焙烧物料通常冷却后送到电炉进行熔炼,因此没有利用焙烧物料的热量,浪费了能源,且导致后续电炉的电耗增加。
发明内容
[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种能够对含镍物料进行焙烧同时能够预还原镍、铁氧化物,由此降低后续电炉熔炼的电耗的含镍物料焙烧设备。
[0006] 为了实现上述目的,根据本发明的含镍物料焙烧设备,包括:支座;回转窑,所述回转窑可旋转地支撑在支座上且具有头端和尾端,其中回转窑的尾端设有向回转窑内加入含镍物料的加料口和用于向回转窑内加入粒煤的粒煤加入口,且回转窑的头端设有排出焙烧料的出料口、用于向回转窑内喷入燃料的燃料喷入口、用于向回转窑内鼓送一次风以控制燃烧火焰形状和长度的一次风口和用于向回转窑内鼓送二次风以将回转窑的头端区域内控制为还原气氛且将回转窑的尾端区域控制为氧化气氛的二次风口 ;用于驱动回转窑转动的驱动装置;烧嘴,所述烧嘴从所述燃料喷入口插入到回转窑内以向回转窑内鼓送燃料; 一次风机,所述一次风机与一次风口相连;和二次风机,所述二次风机与二次风口相连。
[0007] 根据本发明的含镍物料焙烧设备,在回转窑尾端设置了加入了粒煤的粒煤加入口以及设置在头端的二次风口,因此可以将回转窑尾端的气氛控制为氧化气氛,以对含镍物料进行焙烧,同时将回转窑头端控制为还原气氛,利用从尾端加入的粒煤对含镍物料中的镍、铁氧化物进行预还原,降低了后续电炉的电耗。
[0008] 另外,根据本发明的含镍物料焙烧设备还具有如下附加技术特征:
[0009] 所述回转窑的中部设有三次风口,所述焙烧设备进一步包括与三次风口相连的三次风机。
[0010] 通过在回转窑中部设置三次风口,吹入三次风,能够促进窑内二次燃烧,提高回转窑内的温度,氧化段较高温带的长度加长,从而提高焙烧的热效率,脱水效果好,尤其是能够脱去结晶水,而且能够容易地控制回转窑内的温度。[0011] 所述二次风机为向回转窑内鼓送经过预热的热风的风机。
[0012] 所述燃料喷入口、一次风口、二次风口和出料口由回转窑敞开的头端构成。
[0013] 所述加料口和粒煤加入口由回转窑敞开的尾端构成。
[0014] 根据本发明的含镍物料焙烧设备进一步包括密闭窑头罩,所述密闭窑头罩与回转窑的敞开头端相连用于密封回转窑敞开的头端,其中所述二次风机与密闭窑头罩的顶部相连。
[0015] 根据本发明的含镍物料焙烧设备进一步包括密闭窑尾罩,所述密闭窑尾罩与回转窑的敞开尾端相连用于封闭敞开的尾端以收集烟气。
[0016] 根据本发明的含镍物料焙烧设备进一步设置在密闭窑尾罩下方并且与密闭窑尾罩相连的封闭保温焙烧料仓。
[0017] 通过设置封闭保温焙烧料仓,从回转窑排出的焙烧料能够在高温状态下直接送到电炉熔炼,充分利用了焙烧料的热量,降低了电耗。
[0018] 根据本发明的含镍物料焙烧设备进一步包括设置在封闭保温焙烧料仓下方用于接收从封闭保温焙烧料仓内排出的热焙烧料的料罐。通过设置料罐,能够热焙烧料送到电炉进行熔炼,进一步降低了电耗。
[0019] 所述烧嘴为具有多通道的套管结构,且所述一次风机与烧嘴径向外侧的通道相连。
[0020] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0021] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0022] 图1是根据本发明一个实施例的含镍物料焙烧设备的结构示意图;
[0023] 图2是利用图1所示含镍物料焙烧设备进行含镍物料焙烧的工艺流程图;和
[0024] 图3是利用图1所示含镍物料焙烧设备进行含镍物料焙烧的另一工艺流程图。
具体实施方式
[0025] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0026] 下面参考图1描述根据本发明一个实施例的含镍物料焙烧设备。如图1所示,根据本发明实施例的含镍物料焙烧设备包括回转窑1、支座2、驱动装置3、烧嘴4、一次风机5 和二次风机12。
[0027] 回转窑1可旋转地支撑在支座2上且具有头端(图1中的右端)和尾端(图1中的左端)。回转窑1的尾端设有向回转窑1内加入含镍物料的加料口和用于向回转窑内加入粒煤的粒煤加入口。在本发明的一个示例中,加料口和粒煤加入口应做广义理解,例如它们可以是分别设置的开口,也可以是由同一个口构成。在一个具体示例中,加料口和粒煤加入口可以由回转窑1的敞开的尾端构成。[0028] 在本发明的一个示例中,如图1所示,为了便于加料和粒煤,并对窑尾进行密封, 在回转窑1的尾端设置了密闭窑尾罩9,回转窑1的加料管和粒煤加入管(未示出)可以穿过密闭窑尾罩9深入回转窑1内,从而能够方便地向回转窑1内加入含镍物料和粒煤,且保证烟气不外泄。
[0029] 回转窑1的头端设有排出焙烧料的出料口、用于向回转窑内鼓送一次风以控制燃烧火焰形状和长度的一次风口和用于向回转窑内鼓送二次风以将回转窑的头端区域内控制为还原气氛的二次风口。同样,出料口、燃料喷入口、一次风口和二次风口也应做广义理解,例如可以是由单独的口构成。在一个具体示例中,出料口、燃料喷入口、一次风口和二次风口可以由回转窑1敞开的头端构成。
[0030] 驱动装置3用于驱动回转窑1在支座2上转动,如图1所示,驱动装置可以包括电机、减速器,安装在减速器上的齿轮和安装在回转窑1的外壁上与齿轮啮合的齿圈。当然, 驱动装置3并不限于上述具体示例。
[0031] 烧嘴4从燃料喷入口插入回转窑1内以向回转窑1内鼓送燃料,例如粉煤。如图 1所示,在本发明的一个具体示例中,烧嘴4包括燃油供给管41,用于在开炉时喷射燃油。 烧嘴4还包括供煤管42,用于将粉煤供给到回转窑1内。一次风管7与一次风机5和烧嘴 4相连,从而一次风机5通过一次风管7向回转窑1内吹一次风,由此控制火焰的形状和长度。
[0032] 二次风机12与二次风口相连以向回转窑1内送入二次风,二次风机12例如可以向回转窑1内鼓入经过预热的热风,从而将回转窑1的头端区域T控制为还原气氛。在图 1所示的示例中,一次风机5通过一次风管7与烧嘴4相连,烧嘴4例如是具有多通道的套管结构,由此可以通过烧嘴4的径向外侧通道和烧嘴4的径向内侧通道将一次风通过烧嘴 4喷入到回转窑1内。通过从回转窑1的尾端加入粒煤,且通过控制二次风,将头端区域T 控制为还原气氛,而回转窑1的尾端区域W为氧化气氛,从而能够预还原含镍物料中的镍、 铁氧化物,由此降低后续电炉熔炼的能耗。
[0033] 如图1所示,在本发明的一个示例中,在回转窑1的大体中部设有三次风口 101,三次风口 101与三次风机6相连,以从回转窑1的中部向回转窑1内鼓入三次风,需要说明的是,三次风口 101位于回转窑1的大体中部,而不必是正中间,只要能够通过喷入的三次风加长氧化段较高温度带的长度即可,三次风口为多个。通过从三次风机6从回转窑1的中部向回转窑内鼓入三次风,能够促进窑内二次燃烧,容易地控制回转窑1内的温度,并且增加了氧化段较高温度带的长度,提高了热效率,脱水效果好,尤其是能够脱去结晶水,使得脱水彻底充分,这是传统回转窑所不能实现的。
[0034] 如图1所示,在回转窑1的头端设置了密闭窑头罩10,密闭窑头罩10与回转窑1 的敞开头端相连用于密封回转窑敞开的头端,从而避免烟气泄露。二次风机12与密闭窑头罩10的顶部相连。
[0035] 为了进一步降低后续电炉熔炼的能耗,在回转窑1的头端设置了封闭保温焙烧料仓8,封闭保温焙烧料仓8设置在密闭窑尾罩10的下方并且与密闭窑尾罩10相连,用于接纳和存储从回转窑1排出的热焙烧料。封闭保温焙烧料仓8内的热焙烧料可以通过料罐L 直接送到电炉进行熔炼,从而利用了热焙烧料中的热量,节约了能源,进一步降低了电耗。
[0036] 下面参考图2描述利用图1所示含镍物料焙烧设备进行含镍物料焙烧的一个示例流程。
[0037] 如图2所示,首先,从回转窑1的尾端向回转窑1内加入含镍物料以及粒煤。从回转窑1的头端通过烧嘴4和一次风机5向回转窑1内喷入粉煤和一次风,同时通过二次风机12向回转窑1内吹二次风,从而通过一次风控制火焰的形状和长度,且通过二次风将回转窑1的尾端区域W控制为氧化气氛,而头端区域T控制为还原气氛。在尾端区域W,对经过含镍物料进行加热、焙烧,以脱去其中的水分。头端区域T,利用粒煤作为还原剂,对含镍物料中的镍铁进行预还原,从而还原出部分镍铁。最后,将经过焙烧和预还原的热焙烧料从回转窑1的头端排出,利用料罐L送电炉熔炼,无需冷却,并且部分镍、铁氧化物已经被预还原,因此降低了电炉熔炼的电耗。
[0038] 下面参考图3描述进行含镍物料焙烧的另一流程。将含镍物料以及粒煤一起从回转窑1的尾端加入到回转窑1内。从回转窑1的头端通过烧嘴4和一次风机5向回转窑1 内喷入粉煤和热的一次风,同时通过二次风机12向回转窑1内吹二次热风,从而通过一次风控制火焰的形状和长度,从而通过二次风将回转窑1的尾端区域W控制为氧化气氛,而头端区域T控制为还原气氛。在尾端区域W,对含镍物料进行加热、焙烧,以脱去其中的水分。 从回转窑1的大体中部向回转窑1内喷入三次风,促进窑内二次燃烧,由此延长高温区的长度,增加了氧化段,使得脱水更加充分,尤其是能够脱去结晶水,而且使得控制回转窑1内的温度变得更加容易。然后,在头端区域T对镍铁进行预还原。
[0039] 将经过焙烧彻底脱水和经过预还原的热焙烧料从回转窑1的头端排出的封闭保温料仓8内,在利用料罐L直接将高温焙烧料送到电炉熔炼。由此,焙烧料脱水充分,部分镍、铁氧化物被预还原,并且热焙烧料直接送电炉熔炼,因此大大降低了电炉熔炼的电耗, 提高了效率。
[0040] 此外,由于在回转窑1的头端和尾端分别设置了密闭窑头罩10和密闭窑尾罩9,因此,能够回收从头端和尾端排放的烟气,避免了烟气泄露。
[0041] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1. 一种含镍物料焙烧设备,其特征在于,包括:支座;回转窑,所述回转窑可旋转地支撑在支座上且具有头端和尾端,其中回转窑的尾端设有向回转窑内加入含镍物料的加料口和用于向回转窑内加入粒煤的粒煤加入口,且回转窑的头端设有排出焙烧料的出料口、用于向回转窑内喷入燃料的燃料喷入口、用于向回转窑内鼓送一次风以控制燃烧火焰形状和长度的一次风口和用于向回转窑内鼓送二次风以将回转窑的头端区域内控制为还原气氛且将回转窑的尾端区域控制为氧化气氛的二次风π ;用于驱动回转窑转动的驱动装置;烧嘴,所述烧嘴从所述燃料喷入口插入到回转窑内以向回转窑内鼓送燃料;一次风机,所述一次风机与一次风口相连;和二次风机,所述二次风机与二次风口相连。
2.根据权利要求1所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,所述回转窑的中部设有三次风口,所述焙烧设备进一步包括与三次风口相连的三次风机。
3.根据权利要求1所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,所述二次风机为向回转窑内鼓送经过预热的热风的风机。
4.根据权利要求1所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,所述燃料喷入口、一次风口、二次风口和出料口由回转窑敞开的头端构成。
5.根据权利要求1所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,所述加料口和粒煤加入口由回转窑敞开的尾端构成。
6.根据权利要求4所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,进一步包括密闭窑头罩,所述密闭窑头罩与回转窑的敞开头端相连用于密封回转窑敞开的头端,其中所述二次风机与密闭窑头罩的顶部相连。
7.根据权利要求5所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,进一步包括密闭窑尾罩,所述密闭窑尾罩与回转窑的敞开尾端相连用于封闭敞开的尾端以收集烟气。
8.根据权利要求7所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,进一步包括设置在密闭窑尾罩下方并且与密闭窑尾罩相连的封闭保温焙烧料仓。
9.根据权利要求8所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,进一步包括设置在封闭保温焙烧料仓下方用于接收从封闭保温焙烧料仓内排出的热焙烧料的料罐。
10.根据权利要求1所述的含镍物料焙烧设备,其特征在于,所述烧嘴为具有多通道的套管结构,且所述一次风机与烧嘴径向外侧的通道相连。
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