CN103952535A - 回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置及使用方法 - Google Patents

回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置及使用方法 Download PDF

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CN103952535A
CN103952535A CN201410110436.6A CN201410110436A CN103952535A CN 103952535 A CN103952535 A CN 103952535A CN 201410110436 A CN201410110436 A CN 201410110436A CN 103952535 A CN103952535 A CN 103952535A
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王明华
雷鹏飞
权芳民
展仁礼
张颂尧
李慧春
边立国
寇明月
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Gansu Jiu Steel Group Hongxing Iron and Steel Co Ltd
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Gansu Jiu Steel Group Hongxing Iron and Steel Co Ltd
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Abstract

本发明涉及冶炼设备技术领域，公开了一种回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置及使用方法。它包括罐体、物料入口、物料出口，所述罐体的上腔为延续还原区，下腔为换热区，所述换热区中设有换热管，换热管入口端设置在所述罐体的罐壁下侧、换热管出口端设置在所述罐体的罐壁中部，所述罐体的上腔罐壁上设有还原煤气出口。物料入口端与回转窑的出口端相连接，铁矿石在回转窑内完成20～30%的预还原后，进入本装置的罐体内利用铁矿石的高温余热。进行无热源延续还原，完成剩余70～80%的还原过程，经换热区冷却到200℃以下排出。本发明缩短了铁矿石在回转窑内焙烧时间，提高回转窑产能，降低还原碳的消耗量，减少了回转窑烟气中CO的含量，有效达到节能减排。

Description

回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置及使用方法
技术领域
本发明涉及冶炼设备技术领域，具体的说是一种节能减排的回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置及使用方法。
背景技术
目前，国内外铁矿石磁化焙烧还原过程全部集中在持续加热的反应窑内，还原后600～950℃的高温焙烧矿通过直接水冷或余热回收等冷却方法实现快速降温，以防止焙烧矿的二次氧化。
现有的磁化焙烧及其冷却方法主要存在如下问题：（1）铁矿石需要在加热还原窑内留存较长的磁化焙烧时间，才能完成全部还原过程，所需加热煤、电等能源的用量较大；（2）冷却降温过程中容易产生焙烧矿的二次氧化；（3）完成还原后的焙烧矿高温余热难以得到有效回收利用；（4）冷却降温导致水等资源消耗，同时造成一定的环境污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置，以解决铁矿石在回转窑磁化焙烧还原过程中所需水、电、煤等能源用量大，产生的余热无法回收利用的问题。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：
一种回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置，它包括罐体，所述罐体设有物料入口、物料出口，所述罐体的上腔为延续还原区，下腔为换热区，所述换热区中设有换热管，换热管入口端设置在所述罐体的罐壁下侧、换热管出口端设置在所述罐体的罐壁中部，所述罐体的上腔罐壁上设有还原煤气出口。
作为本发明的进一步改进，所述物料入口延伸向所述罐体的上腔内设有布料装置。
作为本发明的更进一步改进，所述罐体的罐壁外侧包裹有隔热保温材料。
作为本发明的更进一步改进，所述物料入口、物料出口的端口处均设有密封阀。
作为本发明的更进一步改进，回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置使用方法包括以下步骤：
步骤一：铁矿石经回转窑加热到900~950℃，还原过程完成20～30%后，由物料入口装入罐体内，进行后续的无热源保温还原；
步骤二：物料在所述延续还原区保温停留40～60min，完成铁矿石70～80%的全部还原过程，还原反应产生的CO和CO2混合煤气从所述还原煤气出口排出罐体；
步骤三：当焙烧物料温度降至600℃后，物料向下流入所述换热区进行冷却，冷空气从所述换热管入口端进入所述换热管中，与高温物料进行热交换，被加热的空气从所述换热管出口端排出罐体，作为回转窑的助燃空气进行收集利用；
步骤四：当物料的温度降至200℃后，从所述物料出口排出罐体。
本发明罐体内腔分为延续还原区、换热区，物料入口端与回转窑的出口端密封连接，还原反应产生CO和CO2混合煤气通过还原煤气出口排出，可作为回转窑的燃料收集利用；换热管中被加热的空气作为回转窑的助燃空气进行收集利用；本发明的使用实现了铁矿石的自还原、降温作业，节能减排，减少环境污染。
本发明的有益效果为：
（1）通过本发明的使用，使铁矿石磁化焙烧的大部分还原过程从回转窑转移到本装置中进行，可有效缩短铁矿石在回转窑内停留时间，提高回转窑产能；
（2）本发明利用高温预还原焙烧矿的余热完成磁化焙烧全部还原过程，降低了还原碳的消耗量，同时将罐体内产生的还原煤气收集作为回转窑的燃料，被加热的空气收集作为回转窑助燃空气，使高温物料余热得到高效利用；
（3）铁矿石的还原焙烧、降温作业在密闭罐体中进行，避免了二次氧化的发生；
（4）回转窑窑尾的煤粉配入量由2.0～5.0%下降到1.2～2.0%，回转窑排出的烟气中CO含量由4～6%下降到1～2%，减少了磁化焙烧过程对环境的污染。
说明书附图
图1是本发明的结构示意图；
图中：1、物料入口，2、密封阀，3、还原煤气出口，4、罐体，5、换热管出口端，6、换热管道，7、隔热保温材料，8、物料出口，9、延续还原区，10、换热管入口端，11、换热区，12、布料装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案及有益效果作进一步的详细说明。
如图1所示的一种回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置，它包括罐体4，罐体4设有物料入口1、物料出口8，罐体4的上腔为延续还原区9，下腔为换热区11，换热区11中设有换热管6，换热管入口端10设置在罐体4的罐壁下侧、换热管出口端5设置在罐体4的罐壁中部，罐体4的上腔罐壁上设有还原煤气出口3。
物料入口1延伸向罐体4的上腔内设有布料装置12。
罐体4的罐壁外侧包裹有隔热保温材料7。
物料入口2、物料出口8的端口处均设有密封阀2。
回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置的使用方法包括以下步骤：
步骤一：铁矿石经回转窑加热到900~950℃，还原过程完成20～30%，通过物料入口2装入本发明罐体4内，进行后续的无热源保温还原；
步骤二：物料在延续还原区9保温停留40～60min，完成铁矿石70～80%的全部还原过程，还原反应产生的CO和CO2混合煤气从还原煤气出口3排出罐体4，作为回转窑的燃料收集利用；
步骤三：当焙烧矿温度降至600℃后，物料向下流入换热区11进行冷却，冷空气从换热管入口端10进入换热管6中，与高温物料进行热交换，被加热的空气从换热管出口端5排出罐体4，作为回转窑的助燃空气进行收集利用；
步骤四：物料的温度降至200℃后，从物料出口8排出罐体4。
本发明的使用实现了铁矿石的自还原、降温作业，回转窑窑尾的煤粉配入量由2.0～5.0%下降到1.2～2.0%，回转窑排出的烟气中CO含量由4～6%下降到1～2%，减少了磁化焙烧过程对环境的污染，收集还原煤气和被加热的空气循环利用，做到节能减排，减少了环境污染。 

Claims (5)

1.一种回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置，其特征在于：它包括罐体（4），所述罐体（4）设有物料入口（1）、物料出口（8），所述罐体（4）的上腔为延续还原区（9），下腔为换热区（11），所述换热区（11）中设有换热管（6），换热管入口端（10）设置在所述罐体（4）的罐壁下侧、换热管出口端（5）设置在所述罐体（4）的罐壁中部，所述罐体（4）的上腔罐壁上设有还原煤气出口（3）。
2.根据权利要求1所述的回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置，其特征在于：所述物料入口（1）延伸向所述罐体（4）的上腔内设有布料装置（12）。
3.根据权利要求1所述的回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置，其特征在于：所述罐体（4）的罐壁外侧包裹有隔热保温材料（7）。
4.根据权利要求1所述的回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置，其特征在于：所述物料入口（2）、物料出口（8）的端口处均设有密封阀（2）。
5.根据权利要求1所述的回转窑磁化焙烧无热源延续还原装置使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：铁矿石经回转窑加热到900~950℃，还原过程完成20～30%后，由物料入口（2）装入所述罐体（4）内，进行后续的无热源保温还原；
步骤二：物料在所述延续还原区（9）保温停留40～60min，完成铁矿石70～80%的全部还原过程，还原反应产生的CO和CO2混合煤气从所述还原煤气出口（3）排出罐体（4）；
步骤三：当焙烧物料温度降至600℃后，物料向下流入所述换热区（11）进行冷却，冷空气从所述换热管入口端（10）进入所述换热管（6）中，与高温物料进行热交换，被加热的空气从所述换热管出口端（5）排出罐体（4），作为回转窑的助燃空气进行收集利用；
步骤四：当物料的温度降至200℃后，从所述物料出口（8）排出罐体（4）。
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