CN105969927A - 一种转底炉直接还原铁水淬装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对转底炉处理含铁固体废弃物生产的直接还原铁的水淬装置，包括转底炉、冲制装置、连接转底炉和冲制装置的热DRI溜管、热水池、分配器、位于分配器上方的第一输送装置、横向筒形离心脱水器、位于第一输送装置输出端下方的贮料仓、冷却水池等；分配器和第一输送装置均位于横向筒形离心脱水器中的筒空腔内；热DRI溜管进入冲制装置的入口处设有连接冷却水池的高压冷却水喷口，以对转底炉生产的直接还原铁的冷却，以最终满足电炉炼钢用直接还原铁作冷却剂的要求。

Description

一种转底炉直接还原铁水淬装置及方法

技术领域

本专利涉及含铁固废处理的转底炉生产直接还原铁领域，适用于转底炉直接还原铁的水淬处理。

背景技术

长期以来，电炉炼钢用铁源原料等问题制约了中国电炉钢生产的发展。国内目前电炉炼钢铁源原料主要来源于进口废钢、生铁块、热铁水和直接还原铁。其中，直接还原铁铁质纯净，碳含量低，可采用连续加料方式，能够最大限度的发挥了电炉炼钢能力，是优质的电炉炼钢最佳残余元素稀释剂和铁源材料。

“碳基转底炉+磨矿磁选”生产高铁品位直接还原铁工艺，可针对我国低品位、难选冶铁矿，以及钢铁冶金企业大量冶金粉尘固废难以利用的现状，并基于我国以煤为主要能源消费的基本国情，以内配碳球团或团块为原料，在1250～1350℃高温环境下，经过20～40min的还原处理，先获得金属化率达60％以上的直接还原铁球团(DRI)，经过冷却、磨矿、磁选后，可消除掺入煤灰和固废含铁原料引入直接还原铁中的脉石和S，获得铁品位达90％以上，铁回收率80％以上，密度＞2t/m³的高品位直接还原铁块，能有效满足电炉炼钢直接还原铁的使用要求。目前“碳基转底炉+磨矿磁选”生产直接还原铁工艺已经在国内逐步推广，并取得了一定的有效经济收益。

“碳基转底炉+磨矿磁选”生产直接还原铁工艺，由于转底炉排出的物料温度达1000℃，必须进行冷却后，才能实施运输，进行磨矿磁选，以获得高铁品位的直接还原铁块。

实施对转底炉生产的高温物料的冷却，现阶段主要采取两种方式，一种是水淬方式，一种是气冷方式。水淬方式，换热强度大，效率高，设备投资和建设费用低，是目前建设单位主要采用的方式；气冷方式，主要采用蒸汽和氮气进行换热，换热强度较低，蒸汽和氮气热量需要重新换热降温才能循环使用，介质消耗高，设备投资和建设费用高，回收期较长，且生产稳定性较差，技术方面还有待进一步完善。

现阶实施水淬冷却从转底炉排出的高温直接还原铁球团的具体技术介绍较少，常规技术路线是是通过转底炉排料机械，将高温物料通过溜管，卸入转底炉侧的深水池中，并采用捞渣机械将冷却料，转运至地面贮存仓内，以便运输。由于捞渣机械尾部置于深水池中，设备在热水中浸泡，设备老化严重，且深水池底部挤满冷却料，对捞渣机械尾部底座的推挤，易引起设备卡死，加大了运转过程中阻力，设备运行的故障率较高，底座在深水池中检修困难，难以满足连续化生产要求。

因此有必要提出一种新的技术方案解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种对转底炉处理含铁固体废弃物生产的直接还原铁的水淬装置，以期实现直接还原铁的冷却，便于输送、磨矿、磁选和压块，以最终满足电炉炼钢用直接还原铁作冷却剂的要求。

为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种转底炉直接还原铁水淬装置，包括转底炉、冲制装置、连接转底炉和冲制装置的热DRI溜管、热水池、自冲制装置延伸入热水池中的分配器、位于分配器上方的第一输送装置、横向筒形离心脱水器、位于第一输送装置输出端下方的贮料仓、位于贮料仓出料口下方的第二输送装置、位于第二输送装置输出端下方的集水池、冷却水池；分配器和第一输送装置均位于横向筒形离心脱水器中的筒空腔内；热DRI溜管进入冲制装置的入口处设有连接冷却水池的高压冷却水喷口。

进一步的，所述热水池及横向筒形离心脱水器的上方罩设有蒸汽罩；所述冲制装置上方罩设有蒸汽排烟筒，蒸汽排烟筒与蒸汽罩连通；所述蒸汽排烟筒中还设有在蒸汽排烟筒上部的冷却水喷头。

进一步的，还设有过滤池和热水泵；其中热水池通过管道与过滤池连通，热水池与过滤池连通管道端部设有过滤网，热水池液面上方设有补水管口，接外部供水管网；热水泵通过管道与热水池和蒸汽排烟筒下部室连通。

进一步的，所述第一输送装置下方设有第一回水渠，第一回水渠的回水端位于热水池上；所述第二输送装置下方设有第二回水渠，第二回水渠的回水端处还设有回收第二回水渠中回流水的集水池。

进一步的，所述冷却水池上方设有冷却器，且设有第一冷却泵及第二冷却泵，第一冷却泵将冷却器和高压冷却水喷口连通，该第二冷却泵将过滤池和冷却器连通。

进一步的，还设有位于第二输送装置下方的可逆胶带机，可逆胶带机的两端下方均设有贮料仓入口。

有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)采用高压冷却水冲制转底炉高温热料，利用水压头实施物料的运转，并在脱水器中完成脱水，最终可实现冷却后直接还原铁球团控制温度为～50℃，含水率15～20％；

(2)系统冷却水成本低，循环率高；

(3)系统充分考虑了蒸汽造成的用水损耗以及物料表水外溢，采用冷却和设置回水渠最大限度回收了水资源，并加以循环利用；

(4)脱水器四周为格栅滤网制成，使系统能够最大限度地收得冷却后的直接还原铁球团，避免现有技术水淬细渣粒沉积于热水池中，对渣粒回收较为困难的问题；

(5)与现有技术相比，系统传动设施置于热水池上，检修更换方便，作业率高。

而在上述转底炉直接还原铁水淬装置的基础上，本发明还公开该装置的使用方法，该使用方法的技术方案为：

转底炉生产的高温直接还原铁经热DRI溜管，排入冲制装置中，所述高压冷却水喷口喷出高压冷却水将高温直接还原铁带入分配器内，经分配器卸入横向筒形离心脱水器筒空腔中；横向筒形离心脱水器作圆周运动脱去物料的表水，冷却物料自横向筒形离心脱水器顶部跌落至第一输送装置上，并转运且卸入贮料仓中；冷却物料自贮料仓卸至第二输送装置上用以将冷却物料运出。

进一步的，冲装装置内高压水水压为0.2～0.3MPa，水质为浊环水，水温为30～40℃，料水比t/m³正常为1：5～1：8；料流速控制为0.5～1t/min；脱水器圆周运动速度为0.3～1.4r/min。

进一步的，设有第一冷却泵及第二冷却泵；第二冷却泵将热水自过滤池送入冷却器中冷却至30～40℃；并汇集至冷却池中；由第一冷却泵经高压冷却水喷口送至冲制装置中，用于对高温直接还原球团的水淬冷却；第一冷却泵出口压力为0.2～0.3MPa。

进一步的，高温直接还原球团水淬冷却过程中产生的蒸汽排入蒸汽排烟筒中，在蒸汽排烟筒上部设置有冷却水喷头，用于蒸汽降温，重新形成液态水，回流至热水池中；并且通过第一回水渠、第二回水渠将第一输送装置及第二输送装置上的溢出水收集重复利用。

附图说明

图1是本发明转底炉直接还原铁水淬装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案。

如图1所示，本发明公开一种转底炉直接还原铁水淬装置，包括生产高温直接还原铁的转底炉1、冲制装置3、连接转底炉1和冲制装置3的热DRI溜管2、热水池11、自冲制装置3延伸入热水池11中的分配器4、位于分配器4上方的第一输送装置6(在本实施方式中为胶带机6)、横向筒形离心脱水器5、位于第一输送装置6输出端下方的贮料仓8、位于贮料仓8出料口下方的第二输送装置10(在本实施方式中为胶带机10)、位于第二输送装置10输出端下方的集水池13、冷却水池15、连通热水池11的过滤池12和热水泵11-1；热DRI溜管2进入冲制装置3的入口处设有连接冷却水池15的高压冷却水喷口，用以喷出高压冷却水至自热DRI溜管2送出的高温直接还原铁物料；热水池11及横向筒形离心脱水器5的上方罩设有蒸汽罩16；冲制装置3上方罩设有蒸汽排烟筒17，蒸汽排烟筒17与蒸汽罩16通过阻燃、耐热极限温度为200℃的高分子材质管道连通；所述蒸汽排烟筒17中还设有在蒸汽排烟筒17上部的冷却水喷头18，该冷却水喷头18接外部管网。热水池11通过管道与过滤池12连通，热水池11与过滤池12连通管道端部设有过滤网，热水池11液面上方设有补水管口，接外部供水管网；热水泵11-1通过管道与热水池11和蒸汽排烟筒17下部室连通。其中，分配器4和第一输送装置6均位于横向筒形离心脱水器5中的筒空腔内。，还设有位于第二输送装置10下方的可逆胶带机7，可逆胶带机7的两端下方均设有贮料仓8入口。

进一步的，为了充分循环利用整个装置中的水资源，通过上述的冷却水喷头18对蒸汽排烟筒17中的蒸汽进行冷却成回收水落入热水池11中。以及，在第一输送装置6下方设有第一回水渠19，第一回水渠19的回水端位于热水池11上可以将回收水重新返回至热水池11中；所述第二输送装置10下方设有第二回水渠19-1，第二回水渠19-1的回水端处还设有回收第二回水渠中回流水的集水池13。第一、第二回水渠回水端处还设有挡渣过滤板19-2以防止有废渣回流入热水池11和集水池13。

进一步的，所述冷却水池15上方设有冷却器14，且设有第一冷却泵15-1及第二冷却泵12-1，第一冷却泵15-1将冷却器14和高压冷却水喷口连通，该第二冷却泵12-1将过滤池12和冷却器14连通。

而在上述转底炉直接还原铁水淬装置的基础上，本发明还公开该装置的使用方法，该使用方法的技术方案为：

转底炉1生产的高温直接还原铁经热DRI溜管2，排入冲制装置3中，所述高压冷却水喷口喷出高压冷却水将高温直接还原铁带入分配器4内，经分配器4卸入横向筒形离心脱水器5筒空腔中；横向筒形离心脱水器5作圆周运动脱去冷却物料的表水，冷却物料自横向筒形离心脱水器5顶部跌落至第一输送装置6上，并转运且卸入贮料仓8中；冷却物料自贮料仓8自卸料阀9卸至第二输送装置10上用以将冷却物料运出。这里可以进一步确定冲装装置内高压水水压为0.2～0.3MPa，水质为浊环水，水温为30～40℃，料水比t/m³正常为1：5～1：8；料流速控制为0.5～1t/min；脱水器圆周运动速度为0.3～1.4r/min。而第二冷却泵12-1将热水自过滤池12送入冷却器14中冷却至30～40℃；并汇集至冷却池15中；由第一冷却泵15-1经高压冷却水喷口送至冲制装置3中，用于对高温直接还原球团的水淬冷却；第一冷却泵15-1出口压力为0.2～0.3MPa。

而结合上述充分循环利用整个装置中的水资源的说明，高温直接还原球团水淬冷却过程中产生的蒸汽排入蒸汽排烟筒17中，在蒸汽排烟筒17上部设置有冷却水喷头18，用于蒸汽降温，重新形成液态水，回流至热水池11中；并且通过第一回水渠、第二回水渠将第一输送装置及第二输送装置上的溢出水收集重复利用。

本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种转底炉直接还原铁水淬装置，其特征是，包括转底炉、冲制装置、连接转底炉和冲制装置的热DRI溜管、热水池、自冲制装置延伸入热水池中的分配器、位于分配器上方的第一输送装置、横向筒形离心脱水器、位于第一输送装置输出端下方的贮料仓、位于贮料仓出料口下方的第二输送装置、位于第二输送装置输出端下方的集水池、冷却水池；分配器和第一输送装置均位于横向筒形离心脱水器中的筒空腔内；热DRI溜管进入冲制装置的入口处设有连接冷却水池的高压冷却水喷口。

2.如权利要求1所述的转底炉直接还原铁水淬装置，其特征是，所述热水池及横向筒形离心脱水器的上方罩设有蒸汽罩；所述冲制装置上方罩设有蒸汽排烟筒，蒸汽排烟筒与蒸汽罩连通；所述蒸汽排烟筒中还设有在蒸汽排烟筒上部的冷却水喷头。

3.如权利要求2所述的转底炉直接还原铁水淬装置，其特征是，还设有过滤池和热水泵；其中热水池通过管道与过滤池连通，热水池与过滤池连通管道端部设有过滤网，热水池液面上方设有补水管口，接外部供水管网；热水泵通过管道与热水池和蒸汽排烟筒下部室连通。

4.如权利要求3所述的转底炉直接还原铁水淬装置，其特征是，所述第一输送装置下方设有第一回水渠，第一回水渠的回水端位于热水池上；所述第二输送装置下方设有第二回水渠，第二回水渠的回水端处还设有回收第二回水渠中回流水的集水池。

5.如权利要求4所述的转底炉直接还原铁水淬装置，其特征是，所述冷却水池上方设有冷却器，且设有第一冷却泵及第二冷却泵，第一冷却泵将冷却器和高压冷却水喷口连通，该第二冷却泵将过滤池和冷却器连通。

6.如权利要求1所述的转底炉直接还原铁水淬装置，其特征是，还设有位于第二输送装置下方的可逆胶带机，可逆胶带机的两端下方均设有贮料仓入口。

7.一种使用权利要求1至6中任一项所述转底炉直接还原铁水淬装置的使用方法，其特征是，转底炉生产的高温直接还原铁经热DRI溜管，排入冲制装置中，所述高压冷却水喷口喷出高压冷却水将高温直接还原铁带入分配器内，经分配器卸入横向筒形离心脱水器筒空腔中；横向筒形离心脱水器作圆周运动脱去物料的表水，冷却物料自横向筒形离心脱水器顶部跌落至第一输送装置上，并转运且卸入贮料仓中；冷却物料自贮料仓卸至第二输送装置上用以将冷却物料运出。

8.如权利要求7所述的使用方法，其特征是，冲装装置内高压水水压为0.2～0.3MPa，水质为浊环水，水温为30～40℃，料水比t/m³正常为1：5～1：8；料流速控制为0.5～1t/min；脱水器圆周运动速度为0.3～1.4r/min。

9.如权利要求7或8所述的使用方法，其特征是，设有第一冷却泵及第二冷却泵；第二冷却泵将热水自过滤池送入冷却器中冷却至30～40℃；并汇集至冷却池中；由第一冷却泵经高压冷却水喷口送至冲制装置中，用于对高温直接还原球团的水淬冷却；第一冷却泵出口压力为0.2～0.3MPa。

10.如权利要求9所述的使用方法，其特征是，高温直接还原球团水淬冷却过程中产生的蒸汽排入蒸汽排烟筒中，在蒸汽排烟筒上部设置有冷却水喷头，用于蒸汽降温，重新形成液态水，回流至热水池中；并且通过第一回水渠、第二回水渠将第一输送装置及第二输送装置上的溢出水收集重复利用。