CN103789536A - 一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法 - Google Patents

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王明华
张彦荣
雷鹏飞
权芳民
张志刚
李慧春
展仁礼
田军
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Abstract

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法，将磁化焙烧后的温度为800℃～850℃,粒度为8mm～25mm的高温物料，从竖式冷却器的上部装入；选择CO或H2体积含量不大于30%的高炉煤气，从竖式冷却器的下部通入，控制高炉煤气流速范围为0.8m/s～1.5m/s；高温物料和高炉煤气在竖式冷却器内逆流流动的过程中进行热交换，高温物料温度降低为200℃以下，高炉煤气的温度上升为700℃～750℃。本发明使磁化焙烧的高温物料在冷却过程中产生的二次氧化，可在冷却器的冷却过程中得到二次微还原，提高了铁矿石磁化焙烧产品质量，同时防止了物料的过还原现象，余热循环利用。

Description

一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法
技术领域
   本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法。
背景技术
在传统的铁矿石磁化焙烧工艺中，一般采用高温物料直接入水进行冷却，在高温物料与水接触的冷却过程中，会造成还原物料的微氧化现象，并给铁矿石磁化焙烧后的金属回收率产生一定的影响，这种高温物料冷却方法不仅造成物料余热的损失和生产水耗的增加，而且物料冷却过程中产生含尘蒸气会造成一定的环境污染。
在铁矿石磁化焙烧炉中，为强化炉内的辐射传热，一般采用常温高热值煤气燃烧来提高炉温，高炉煤气因其理论燃烧温度较低，不能满足铁矿石磁化焙烧炉的加热需要，并在钢铁企业中出现利用率较低的富裕现象，而采用传统的管式换热器等设备进行煤气预热时，由于设备本身的耐热温度限制，不能满足磁化焙烧炉加热的需要，设备组成较为复杂，影响高温焙烧物料余热回收的生产成本。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺点，提供一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法。
为此，本发明采用如下技术方案：一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法，包括如下步骤：
A、物料的选择，将磁化焙烧后的温度为800℃～850℃,粒度为8 mm～25mm的高温物料，从竖式冷却器的上部装入；
B、冷却介质的选择，选择CO或 H2体积含量不大于30%的高炉煤气，从竖式冷却器的下部通入，控制高炉煤气流速范围为0.8 m/s～1.5m/s；
C、物料与高炉煤气的换热，高温物料和高炉煤气在竖式冷却器内逆流流动的过程进行热交换，高温物料温度降低为200℃以下，高炉煤气的温度上升为700℃～750℃，换热后的高炉煤气由竖式冷却器的上部排出，被冷却的物料由竖式冷却器的下部排出。
作为本发明进一步改进，所述B步骤高炉煤气换热升温后，经除尘器送到磁化焙烧炉作为加热燃料循环利用。
作为本发明进一步改进，所述C步骤在换热过程中，当高温物料温度大于600℃时，高温物料中的磁化焙烧铁矿石与高炉煤气中的CO进行微还原反应。
同时，高温物料在进入竖式冷却器后，根据CO和H2还原铁氧化物的平衡相图，在温度为800～850℃，高炉煤气中CO或H2的浓度达到2%以上时，就可使高温物料中的Fe2O3还原成Fe3O4，一般高炉煤气中CO或H2体积含量都能达到这个浓度；因此，高温物料在从磁化焙烧炉输送到竖式冷却器的过程中所产生的二次氧化，完全可在竖式冷却器的冷却过程中得到二次微还原；同时，根据CO和H2还原铁氧化物的平衡相图，在温度为800～850℃时，Fe3O4还原为FeO的CO或H2体积含量需要达到30%以上，这在高炉煤气中，还原性气氛浓度是不能达到的，其铁氧化物在竖式冷却器的冷却过程中是不能产生过还原的。
本发明的有益效果是：
（1）代替传统的水冷方法和氮气冷却方法，改变了传统的磁化焙烧后的高温物料水冷工艺，减少了生产水耗和环境污染。
（2）利用高炉煤气作为冷却介质进行高温物料无氧冷却和微还原，以防止高温物料的二次氧化，提高了铁矿石的磁化率。
（3）使磁化焙烧的高温物料在冷却过程中产生的二次氧化完全可在冷却器的冷却过程中得到二次微还原，提高了铁矿石磁化焙烧产品质量，同时防止了物料的过还原现象。
（4）通过回收高温物料的余热来预热高炉煤气，满足了磁化焙烧炉对高炉煤气的温度要求，提高了高炉煤气的利用率，扩大了其使用范围，使常温高炉煤气能直接使用，降低磁化焙烧成本，余热回收利用率为70%～80%，实现了高温物料的余热回收。
具体实施方式
   下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
（1）物料的选择，将磁化焙烧后的温度为800℃,粒度为8 mm的高温物料，从竖式冷却器的上部装入；
（2）冷却介质的选择，选择CO或 H2体积含量为10%的高炉煤气，从竖式冷却器的下部通入，控制高炉煤气流速为0.8 m/s；
（3）物料与高炉煤气的换热，高温物料和高炉煤气在竖式冷却器内逆流流动的过程进行热交换，高温物料温度降低为200℃，高炉煤气的温度上升为700℃，换热后的高炉煤气由竖式冷却器的上部排出，被冷却的物料由竖式冷却器的下部排出。
与传统的磁化焙烧冷却工艺相比，本发明使磁化焙烧的高温物料在冷却过程中产生的二次氧化在竖式冷却器的冷却过程中得到二次微还原，提高了铁矿石磁化焙烧产品质量，同时防止了物料的过还原现象，余热循环利用，使铁矿石磁化焙烧产品的金属回收率提高了1%，余热回收率为70%。
实施例2
A、物料的选择，将磁化焙烧后的温度为830℃,粒度为15 mm的高温物料，从竖式冷却器的上部装入；
B、冷却介质的选择，选择CO或 H2体积含量为20%的高炉煤气，从竖式冷却器的下部通入，控制高炉煤气流速为1.2 m/s；
C、物料与高炉煤气的换热，高温物料和高炉煤气在竖式冷却器内逆流流动的过程进行热交换，高温物料温度降低为150℃以下，高炉煤气的温度上升为730℃，换热后的高炉煤气由竖式冷却器的上部排出，被冷却的物料由竖式冷却器的下部排出。
与传统的磁化焙烧冷却工艺相比，本发明使磁化焙烧的高温物料在冷却过程中产生的二次氧化完全可在冷却器的冷却过程中得到二次微还原，提高了铁矿石磁化焙烧产品质量，同时防止了物料的过还原现象，余热循环利用，使铁矿石磁化焙烧产品的金属回收率提高了1.5%，余热回收率为75%。
实施例3
A、物料的选择，将磁化焙烧后的温度为850℃,粒度为25 mm的高温物料，从竖式冷却器的上部装入；
B、冷却介质的选择，选择CO或 H2体积含量为30%的高炉煤气，从竖式冷却器的下部通入，控制高炉煤气流速为1.5 m/s；
C、物料与高炉煤气的换热，高温物料和高炉煤气在竖式冷却器内逆流流动的过程进行热交换，高温物料温度降低为100℃，高炉煤气的温度上升为750℃，换热后的高炉煤气由竖式冷却器的上部排出，被冷却的物料由竖式冷却器的下部排出。
与传统的磁化焙烧冷却工艺相比，本发明使磁化焙烧的高温物料在冷却过程中产生的二次氧化完全可在冷却器的冷却过程中得到二次微还原，提高了铁矿石磁化焙烧产品质量，同时防止了物料的过还原现象，余热循环利用，使铁矿石磁化焙烧产品的金属回收率提高了2%，余热回收率为80%。

Claims (3)

1.一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法，包括如下步骤：
步骤A、物料的选择，将磁化焙烧后的温度为800℃～850℃,粒度为8 mm～25mm的高温物料，从竖式冷却器的上部装入；
步骤B、冷却介质的选择，选择CO或 H2体积含量为不大于30%的高炉煤气，从竖式冷却器的下部通入，控制高炉煤气流速范围为0.8 m/s～1.5m/s；
步骤C、物料与高炉煤气的换热，高温物料和高炉煤气在竖式冷却器内逆流流动的过程中进行热交换，高温物料温度降低为200℃以下，高炉煤气的温度上升为700℃～750℃，换热后的高炉煤气由竖式冷却器的上部排出，被冷却的物料由竖式冷却器的下部排出。
2.根据权利要求1所述的一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法，其特征在于：所述步骤B高炉煤气换热升温后，经除尘器送到磁化焙烧炉作为加热燃料循环利用。
3.根据权利要求1所述的一种铁矿石磁化焙烧产品无氧冷却与余热回收方法，其特征在于：所述步骤C在换热过程中，当高温物料温度大于600℃时，高温物料中的磁化焙烧铁矿石与高炉煤气中的CO进行微还原反应。
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