CN108531677A - 一种利用转底炉实现厚料层球团还原的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种利用转底炉实现厚料层球团还原的方法，包括步骤：(1)将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第一混匀料，将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第二混匀料，将铁精粉、还原剂、膨润土和水按比例混匀以获得第三混匀料；(2)将步骤(1)获得的第一、第二和第三混匀料分别造球以获得第一生球团、第二生球团和第三生球团；(3)将步骤(2)获得的第一、第二和第三生球团分别烘干以获得第一干球团、第二干球团和第三干球团；(4)将步骤(3)获得的第一、第二和第三干球团分别布入转底炉进行还原，其中第二干球团布置于第一干球团上方，第三干球团布置于第二干球团上方。还公开了利用转底炉实现厚料层球团还原的系统。
Description
技术领域
本发明属于非高炉炼铁技术领域，具体涉及转底炉直接还原的方法及系统，更具体而言，涉及利用转底炉实现厚料层球团还原的方法和系统。
技术背景
随着非高炉冶炼工艺的快速发展，出现了如转底炉、车底炉、隧道窑、回转窑等配套的煤基直接还原设备。转底炉由于对炉料自身的强度没有特殊要求，更因其流程短、能耗低、投资少、操作灵活、运行稳定等优点而可以用于铁精矿的直接还原，为电炉炼钢提供优质原料，同时广泛应用于处理各种复合矿、低品位复杂难选矿和冶金含铁固体废弃物等，转底炉内含碳球团升温、反应所需热量主要依靠炉壁、炉气的辐射传热，因此要求转底炉内球团薄层均匀布料，料层厚度一般为1～3层球高。此种传热方式和布料方式的还原效率低，能耗高。大大限制了转底炉的产能。如何实现转底炉的厚料层布料从而提高转底炉的产能，成为业内一大难点，现有资料显示，至今也没有好的解决方法。因此，如何实现转底炉厚料层布料，提高能源利用率，增大转底炉产能，成为亟待解决的难题。
将设备大型化是提高转底炉生产率措施之一，但简单地凭借设备的大型化来解决问题，必然带来维护、设计、运行操作和加工制造方面的困难。同时，受炉内辐射传热和炉膛燃烧供热的限制，还原所需气氛和球团受热均匀性也将难以保证。因此如何提高料层厚度，同时保证良好热交换效率，对提高转底炉生产效率及降低单位产品能耗具有重要意义。
中国发明专利申请公开CN 102634623A中记载了一种转底炉煤基直接还原工艺的含碳矿料球团布料方法，在转底炉料床上重叠铺设多个料层，每一个料层由粒径相同的含碳矿料球团均匀铺设构成，所述多个料层含碳矿料球团的粒径按料层由下至上的顺序依次增大15％～25％，所述多个料层为三层，总厚度为40mm～70mm。在三层布料的情况下，总金属化率在还原25分钟后达到了最大值83.33％。该发明提出了多层布料，每一层的粒径不同，这样能实现不同料层还原时间一致。
但是，该发明专利申请公开CN 102634623A中记载的铺料过程复杂，粒径不同会大幅增加转底炉前端工序(制球和烘干)的设备投入，而且以目前转底炉布料操作水平，很难保证相同粒径的球团刚好能铺在一层，如此将较难实现还原过程中厚料层整体金属化率的提高。
另外，申请号为20161110584.3的中国专利申请提供了制备金属化球团的方法和系统。制备金属化球团的方法包括：将含铁原料与还原剂及添加剂进行第一混合，以便得到第一混合物料；将所述第一混合物料进行第一造球处理，以便得到母球；将铁矿粉与粘结剂进行第二混合，以便得到第二混合物料；将所述母球与所述第二混合物料进行第二造球处理，以便使所述铁矿粉对所述母球进行包裹，得到以所述母球为核心的复合含碳球团；以及将所述复合含碳球团送至转底炉内进行多层布料，并在所述转底炉内的第一还原区和第二还原区内进行直接还原处理，以便得到金属化球团。利用该方法可以有效增大布料厚度，并且可以有效防止表面球团熔化，提高了多层球团的金属化率。
但是，该方法也存在缺点，例如第二次造球球团外表一层铁矿粉在还原时因与还原剂接触不完全，反应条件差。
此外，文章《钒钛磁铁矿转底炉多层球还原基础研究》(重庆大学博士学位论文，胡途，2013年)对利用三段式加热炉模拟转底炉加热制度对钒钛磁铁精矿含碳球团三层球还原过程进行了研究，并采用非等径布料方法和硅铁强化方法促进三层球同步还原。通过非等径布料和硅铁强化共同作用，即上层球团为直径30mm、无硅铁添加剂的圆球，中下两层球团分别为添加了1％和3％硅铁的椭球，三层球团在还原大约35min(分钟)后共同达到一个高的金属化率。根据实际生产情况以及经济性来确定合理的金属化率以及还原时间，调整不同料层球团尺寸和硅铁添加量，通过二者协同作用可以实现多层球同步还原，最终实现转底炉厚料层操作。但是，该方案存在如下不足：需添加硅铁添加剂，球团直径较大，以及料层厚度不足。
另外，申请号为201610606055.6的专利提供了一种转底炉多层球团同步还原的方法。将钒钛磁铁精矿与碳质还原剂混合进行造球、压球或混合压块，将造球、压球或混合压块置于转底炉中形成多层球层，顶部球层在造球、压球或混合压块过程中未加入添加剂，相邻的下方球层按造球、压球或混合压块质量的0.01～30％递增加入添加剂，然后进行同步还原过程得到可供电炉炼钢使用的还原球团。发明加快下部球层含碳球团的还原速率、缩短还原时间，使整个料层在还原一定时间后同时达到某一特定还原工艺条件下所能达到的最高金属化率，实现转底炉含碳球团多层球同步还原，最大限度地减弱表层含碳球团在还原后期的二次氧化程度。
但是，该方案也存在例如如下缺点：需要添加剂使用铝粉，成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用转底炉实现厚料层球团还原的方法及系统，其中球团传热速度快，还原效果好，提高了转底炉生产效率，降低了单位产品的能源消耗。
本发明提供一种利用转底炉实现厚料层球团还原的方法，该方法包括步骤：
(1)将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第一混匀料，将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第二混匀料，将铁精粉、还原剂、膨润土和水按比例混匀以获得第三混匀料；
(2)将步骤(1)获得的第一、第二和第三混匀料分别造球以获得第一生球团、第二生球团和第三生球团；
(3)将步骤(2)获得的第一、第二和第三生球团分别烘干以获得第一干球团、第二干球团和第三干球团；
(4)将步骤(3)获得的第一、第二和第三干球团分别布入转底炉进行还原，其中第二干球团布置于第一干球团上方，第三干球团布置于第二干球团上方。
优选地，在所述铁精粉中，粒度为200目部分的质量分数为85％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为10％或以下，粒度为50-150目部分的质量分数为5％或以下；
所述还原剂中碳的质量含量为80％或以上，且粒度为200目部分的质量分数为70％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为22％或以下，且粒度为50-150目部分的质量分数为8％或以下；
在所述膨润土中，粒度为200目部分的质量分数为75％或以上。
优选地，在所述第一混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：重油为100:12～32:13～18；
在所述第二混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：重油为100:14～34:7～13；
在所述第三混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：膨润土：水＝100:12～32:2～33:5.6～8.5。
优选地，其中所述生球团的粒径为8～16mm，所述烘干在温度100～120℃下进行，且烘干后得到的所述干球团含水率低于1.5％。
优选地，其中所述步骤(4)还包括：将所述第一干球团点燃然后布入转底炉中，和/或将所述第二干球团点燃然后布入转底炉中。
优选地，其中所述第一干球团形成布料厚度为1～2层；所述第二干球团形成布料厚度为2～3层；所述第三干球团形成布料厚度为2～3层。
优选地，其中在所述步骤(4)中，在所述还原之前，使转底炉内以温度500-800℃预热5-8分钟，然后以还原温度800-1200℃进行中温还原6-12min，以还原温度1200-1350℃进行高温还原22-36min，接着将还原后的所述第一、第二、第三干球团冷却5-8min到最终出炉温度700-800℃。
本发明还提供一种利用转底炉实现厚料层球团还原的系统，包括：
第一混料装置、第二混料装置和第三混料装置，其中所述第一、第二混料装置用于接收并混合铁精粉、还原剂和重油以分别获得第一混匀料和第二混匀料，第三混料装置用于接收并混合铁精粉、还原剂、膨润土和水以获得第三混匀料；
第一造球装置、第二造球装置和第三造球装置，其用于分别从所述第一、第二和第三混料装置获得所述第一、第二和第三混匀料并分别造球以获得第一生球团、第二生球团和第三生球团；
第一烘干装置、第二烘干装置和第三烘干装置，其用于分别从所述第一造球装置、第二造球装置和第三造球装置接收所述第一生球团、第二生球团和第三生球团并进行烘干以获得第一干球团、第二干球团和第三干球团；以及
转底炉，其包括依次布置的第一布料器、第二布料器和第三布料器，用于分别从所述第一烘干装置、第二烘干装置和第三烘干装置接收所述第一干球团、第二干球团和第三干球团，并将第二干球团布置于第一干球团上方，将第三干球团布置于第二干球团上方，以进行还原。
优选地，其中所述转底炉还包括：设置于所述第一布料器与第二布料器之间的第一挡墙、设置于所述第二布料器与第三布料器之间的第二挡墙、和设置于所述第三布料器的与所述第二挡墙相反一侧的第三挡墙，用于阻挡所述第一、第二和第三干球团在布入转底炉的过程中彼此混杂。
优选地，其中所述第一布料器包括第一点火器，其用于将从第一布料器输出的第一干球团点燃，且所述第二布料器包括第二点火器，其用于将从第二布料器输出的第二干球团点燃。
优选地，其中所述转底炉还包括设置于转底炉的炉底的出料口，用于排出还原后的球团，在转底炉旋转方向上，所述第一布料器与所述出料口之间形成的角度为11°～14°，所述第一布料器与第二布料器之间形成的角度为14°～18°，所述第二布料器与第三布料器之间形成的角度为12°～16°。
优选地，其中在转底炉旋转方向上，所述第一挡墙、第二挡墙、第三挡墙分别与所述第一布料器、第二布料器、第三布料器之间形成的角度为5o～10°。
优选地，其中所述第一挡墙的底部与所述转底炉的炉底上表面的距离为11～32cm，所述第二挡墙的底部与所述转底炉的炉底上表面的距离为14～35cm，所述第三挡墙的底部与所述转底炉的炉底上表面的距离为18～39cm。
为了确保球团在转底炉内的预热、还原、冷却效果，即：防止预热参数不当导致球团破碎，转底炉内以温度500-800℃预热时间5-8min，防止还原温度低和还原时间短而导致金属化率偏低以及还原温度过高和还原时间过长而导致物料出现大量液相，进而粘结炉底，使炉底上涨，降低生产效率。中温还原时间6-12min，还原温度800-1200℃，高温还原温度1200-1350℃，时间22-36min。为了保护转底炉出料螺旋寿命，将还原后的球团冷却5-8min，最终出炉温度为700-800℃。
在本发明的上述技术方案中，由于重油的热值高、粘结性强、燃点低、与铁精粉造球后球团强度高，且含重油球团在被点燃进入转底炉后，重油迅速燃烧促使球团升温迅速，先布入转底炉底层进行还原，未配入重油的球团在无需点燃的情况下布于含重油球团表面，通过底部含重油球团燃烧加热和转底炉加热而还原，最终底层和表层球团均获得良好还原，实现转底炉内厚料层球团的还原。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1是示出根据本发明实施例的转底炉的示意图，其中(a)部分示出了转底炉的俯视图，(b)部分示出了转底炉沿其工作时的转动方向展开的侧视展开图；
图2是示出根据本发明实施例的利用转底炉实现厚料层球团还原的方法的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1是示出根据本发明实施例的转底炉的示意图，其中(a)部分示出了转底炉的俯视图，(b)部分示出了转底炉沿其工作时的转动方向展开的侧视展开图。根据本发明一实施例，利用转底炉实现厚料层球团还原的系统包括：第一混料装置，第二混料装置，第三混料装置；第一造球装置，第二造球装置，第三造球装置；第一烘干装置，第二烘干装置，第三烘干装置；以及转底炉。如图1所示，根据本发明实施例，转底炉包括：依次布置的第一布料器1，第二布料器3，第三布料器5；第一挡墙2，第二挡墙4，第三挡墙6；以及炉体8，该炉体8包括出料口7，其设置于转底炉8的炉底，用于排出还原后球团。在这里，尽管混料装置、造球装置、烘干装置各自以3个为例进行描述，但是其各自数量可以根据需要进行调整，本发明不限于此。
第一、第二、第三混料装置各自用于将接收的原料进行混合得到混匀料，且各自包括入料口和混匀料出口，其入料口可以根据需要接收所需原料，例如铁精粉、重油、还原剂、膨润土和/或水等等，例如，第一、第二混料装置各自的入料口可以包括铁精粉入口、重油入口和还原剂入口，分别用于接收铁精粉、重油和还原剂；例如第三混料装置的入料口可以包括铁精粉入口、还原剂入口、膨润土入口和注水口，分别用于接收铁精粉、还原剂、膨润土和水。第一、第二、第三混料装置各自的混匀料出口用于输出混合后的混匀料。
第一、第二、第三造球装置用于对混匀料造球获得生球团，且各自包括混匀料入口和生球团出口。第一、第二、第三造球装置的混匀料入口分别与第一、第二、第三混料装置的混匀料出口连接，用于从相应的混匀料出口接收混匀料，并对接收的混匀料造球以得到生球团，进而通过生球团出口输出所得到的生球团。
第一、第二、第三烘干装置各自包括生球团入口和干球团出口，通过各自的生球团入口分别与第一、第二、第三造球装置的生球团出口连接，用于从相应的生球团出口接收生球团，对生球团进行烘干得到干球团，并通过干球团出口输出干球团。
转底炉的第一布料器1包括第一布料口12，第二布料器3包括第二布料口32，第三布料器5包括第三布料口51，第一布料器1、第二布料器3、第三布料器5分别与第一、第二、第三烘干装置的干球团出口连接以接收来自第一、第二、第三烘干装置的第一干球团、第二干球团和第三干球团，其中第二干球团布置于第一干球团上方，将第三干球团布置于第二干球团上方。转底炉的第一布料器1还包括第一点火器11，用于将从第一布料器1输出的第一干球团点燃，第二布料器3还包括第二点火器31，用于将从第二布料器3输出的第一干球团点燃。
转底炉还包括：设置于所述第一布料器1与第二布料器3之间的第一挡墙2、设置于所述第二布料器3与第三布料器5之间的第二挡墙4、和设置于所述第三布料器5的与所述第二挡墙4相反一侧的第三挡墙6，用于阻挡所述第一、第二和第三干球团在布入转底炉的过程中彼此混杂。
所述系统的各装置之间以及转底炉的各组成部分之间的衔接良好以防止漏料，且使得转底炉内炉料布置均匀。转底炉相对于其纵轴线沿旋转方向可旋转，在转底炉旋转方向上，优选地，出料口7、第一布料器1、第一挡墙2、第二布料器3、第二挡墙4、第三布料器5、第三挡墙6依次布置，其中转底炉的第一布料器1与转底炉出料口7之间形成的角度α为11°～14°，第一布料器1与第二布料器3之间形成的角度β为14°～18°，第二布料器3与第三布料器5之间形成的角度γ为12°～16°，第一挡墙2、第二挡墙4、第三挡墙6分别与第一布料器1、第二布料器3、第三布料器5之间形成的角度δ1、δ2、δ3为5o～10°，用于防止从第一布料器1、第二布料器3、第三布料器5输出的干球团在落下过程中彼此混杂。第一挡墙2、第二挡墙4和第三挡墙6的底部与转底炉的炉底上表面相距一距离，以便从第一布料器1、第二布料器3和第三布料器5输出的干球团在炉底形成至少1层布料厚度。例如，第一挡墙2的底部与炉底上表面的距离为11～32cm，第二挡墙4的底部与炉底上表面的距离为14～35cm，第三挡墙6的底部与炉底上表面的距离为18～39cm，当然挡墙与炉底上表面的距离也可以为其他适当距离，只要能够防止不同的干球团在布入转底炉过程中彼此混杂以及不影响布于炉底的球团形成的厚料层即可。
图2是示出根据本发明实施例的利用转底炉实现厚料层球团还原的方法的示意图。
根据本发明实施例，利用转底炉实现厚料层球团还原的方法包括步骤：
(1)将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第一混匀料，将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第二混匀料，将铁精粉、还原剂、膨润土和水按比例混匀以获得第三混匀料；
(2)将步骤(1)获得的第一、第二和第三混匀料分别造球以获得第一生球团、第二生球团和第三生球团；
(3)将步骤(2)获得的第一、第二和第三生球团分别烘干以获得第一干球团、第二干球团和第三干球团；
(4)将步骤(3)获得的第一、第二和第三干球团分别布入转底炉进行还原，其中第二干球团布置于第一干球团上方，第三干球团布置于第二干球团上方。
根据本发明实施例，在所述铁精粉中，粒度为200目部分的质量分数为85％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为10％或以下，粒度为50-150目部分的质量分数为5％或以下；
所述还原剂中碳的质量含量为80％或以上，且粒度为200目部分的质量分数为70％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为22％或以下，且粒度为50-150目部分的质量分数为8％或以下；
在所述膨润土中，粒度为200目部分的质量分数为75％或以上。
根据本发明实施例，在所述第一混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：重油为100:12～32:13～18；
在所述第二混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：重油为100:14～34:7～13；
在所述第三混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：膨润土：水为100:12～32:2～3:5.6～8.5。
根据本发明实施例，其中所述生球团的粒径为8～16mm，所述烘干在温度100～120℃下进行，且烘干后得到的所述干球团含水率低于1.5％。
根据本发明实施例，其中所述步骤(4)还包括：将所述第一干球团点燃然后布入转底炉中，和/或将所述第二干球团点燃然后布入转底炉中。
根据本发明实施例，其中所述第一干球团形成布料厚度为1～2层；所述第二干球团形成布料厚度为2～3层；所述第三干球团形成布料厚度为2～3层。在本发明的其它实施例中，第一、第二、第三干球团形成的布料厚度也可以为其它多层。
根据本发明实施例，其中在所述步骤(4)中，在所述还原之前，使转底炉内以温度500-800℃预热5-8分钟，然后以还原温度800-1200℃进行中温还原6-12min，以还原温度1200-1350℃进行高温还原22-36min，接着将还原后的所述第一、第二、第三干球团冷却5-8min到最终出炉温度700-800℃。
下面通过几个具体的实施例来进一步举例说明本发明的如上技术方案。
实施例1
采用如下步骤，利用转底炉实现厚料层球团还原：
(1)将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第一混匀料，将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第二混匀料，将铁精粉、还原剂、膨润土和水按比例混匀以获得第三混匀料；
(2)将步骤(1)获得的第一、第二和第三混匀料分别造球以获得第一生球团、第二生球团和第三生球团；
(3)将步骤(2)获得的第一、第二和第三生球团分别烘干以获得第一干球团、第二干球团和第三干球团；
(4)将步骤(3)获得的第一、第二和第三干球团分别布入转底炉进行还原，其中第二干球团布置于第一干球团上方，第三干球团布置于第二干球团上方。
其中在转底炉工作时的旋转方向上，转底炉的第一布料器1与转底炉出料口7之间的形成的角度为11°，第一布料器1与第二布料器3之间形成的角度为14°，第二布料器3与第三布料器5之间形成的角度为12°，第一、第二、第三挡墙2、4、6分别与第一、第二、第三布料器1、3、5之间形成的角度为5°，第一挡墙2的底部与转底炉的炉底上表面的距离为11cm，第二挡墙4的底部与转底炉的炉底上表面的距离为14cm，第三挡墙6的底部与转底炉的炉底上表面的距离为18cm。
铁精粉TFe中铁的含量为62％，其粒度为200目部分的质量分数为85.7％或以上、粒度为150-200目部分的质量分数为9.68％或以下，粒度为50-150目部分的质量分数为4.62％或以下；还原剂中C(碳)的含量为81.75％或以上，其粒度为200目部分的质量分数为76.38％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为19.77％或以上，粒度为50-150目部分的质量分数为3.85％或以下；膨润土中粒度为200目部分的质量分数为88％，
根据质量分数，第一混匀料中铁精粉：还原剂：重油＝100:12:13；第二混匀料中铁精粉：还原剂：重油＝100:14:7，第三混匀料中铁精粉：还原剂：膨润土：水＝100:12:2.3:5.6；生球团粒径为8～16mm，烘干温度为100～120℃，烘干后球团含水率0.8％；第一干球团由第一点火器11点燃后通过第一布料口12进入转底炉，布料厚度为1层；第二干球团在第二火器31点燃通过第二布料口32进入转底炉，布料厚度为2层；第三干球团通过第三布料口51进入转底炉，布料厚度为3层。
布入干球团后，转底炉预热6min，预热温度为500-800℃，然后中温还原10min，还原温度为1000-1230℃，然后以还原温度1230-1270℃进行高温还原29min，然后冷却6min，还原后球团的最终出炉温度为700-800℃,还原后球团平均金属化率为88.76％。与现有技术相比，生产效率提高26.75％，能耗降低8.76％。
实施例2
步骤同实施例1。
其中在转底炉工作时的旋转方向上，转底炉的第一布料器1与转底炉出料口7之间的形成的角度为12.5°，第一布料器1与第二布料器3之间形成的角度为16°，第二布料器3与第三布料器5之间形成的角度为15°，第一、第二、第三挡墙2、4、6分别与第一、第二、第三布料器1、3、5之间形成的角度为7°，第一挡墙2的底部与转底炉的炉底上表面的距离为21cm，第二挡墙4的底部与转底炉的炉底上表面的距离为23cm，第三挡墙6的底部与转底炉的炉底上表面的距离为27cm。
铁精粉TFe中铁的含量为66％，其粒度为200目部分的质量分数为91.22％、粒度为150-200目部分的质量分数为3.96％或以下，粒度为50-150目部分的质量分数为4.82％或以上；还原剂中C(碳)的含量为84.21％或以上，其粒度为200目部分的质量分数为71.25％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为21.35％或以上，粒度为50-150目部分的质量分数为7.4％或以下；膨润土中粒度为200目部分的质量分数为75％以上
根据质量分数，第一混匀料中铁精粉：还原剂：重油＝100:22:16；第二混匀料中铁精粉：还原剂：重油＝100:25:9，第三混匀料中铁精粉：还原剂：膨润土：水＝100:29:3:6.8；生球团粒径为8.5～12.5mm，烘干温度为100～120℃，烘干后球团含水率1.1％；第一干球团由第一点火器11点燃后通过第一布料口12进入转底炉，布料厚度为2层；第二干球团在第二火器31点燃通过第二布料口32进入转底炉，布料厚度为3层；第三干球团通过第三布料口51进入转底炉，布料厚度为2层。
布入干球团后，转底炉预热5min，预热温度为500-750℃，然后中温还原8min，还原温度为1000-1230℃，然后以还原温度1260-1310℃进行高温还原23min，然后冷却8min，还原后球团的最终出炉温度为750-800℃,还原后球团平均金属化率为90.67％。与现有技术相比，生产效率提高27.11％，能耗降低9.32％。
实施例3
步骤同实施例1。
其中在转底炉工作时的旋转方向上，转底炉的第一布料器1与转底炉出料口7之间的形成的角度为14°，第一布料器1与第二布料器3之间形成的角度为18°，第二布料器3与第三布料器5之间形成的角度为16°，第一、第二、第三挡墙2、4、6分别与第一、第二、第三布料器1、3、5之间形成的角度为10°，第一挡墙2的底部与转底炉的炉底上表面的距离为32cm，第二挡墙4的底部与转底炉的炉底上表面的距离为35cm，第三挡墙6的底部与转底炉的炉底上表面的距离为39cm。
铁精粉TFe中铁的含量为63.6％，其粒度为200目部分的质量分数为88.47％、粒度为150-200目部分的质量分数为8.66％，粒度为50-150目部分的质量分数为2.87％或以上；还原剂中C(碳)的含量为80.3％或以上，其粒度为200目部分的质量分数为83.47％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为11.2％或以下，粒度为50-150目部分的质量分数为5.33％或以下；膨润土中粒度为200目部分的质量分数为92％以上
根据质量分数，第一混匀料中铁精粉：还原剂：重油＝100:32:18；第二混匀料中铁精粉：还原剂：重油＝100:34:13，第三混匀料中铁精粉：还原剂：膨润土：水＝100:32:2.6:8.5；生球团粒径为8.5～12.5mm，烘干温度为100～120℃，烘干后球团含水率1.2％；第一干球团由第一点火器11点燃后通过第一布料口12进入转底炉，布料厚度为2层；第二干球团在第二火器31点燃通过第二布料口32进入转底炉，布料厚度为2层；第三干球团通过第三布料口51进入转底炉，布料厚度为3层。
布入干球团后，转底炉预热8min，预热温度为600-800℃，然后中温还原12min，还原温度为1000-1230℃，然后以还原温度1320-1340℃进行高温还原33min，然后冷却8min，还原后球团的最终出炉温度为750-800℃,还原后球团平均金属化率为89.69％。与现有技术相比，生产效率提高23.11％，能耗降低8.99％。
以上实施例中，还原剂可以是：还原煤例如烟煤、无烟煤，焦炭，南碳等等。
因此，利用本发明的转底炉来实现厚料层球团还原，球团传热速度快，还原效果好，转底炉生产效率提高20％以上，能源消耗降低6％以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种利用转底炉实现厚料层球团还原的方法，包括步骤：
(1)将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第一混匀料，将铁精粉、还原剂和重油按比例混匀以获得第二混匀料，将铁精粉、还原剂、膨润土和水按比例混匀以获得第三混匀料；
(2)将步骤(1)获得的第一、第二和第三混匀料分别造球以获得第一生球团、第二生球团和第三生球团；
(3)将步骤(2)获得的第一、第二和第三生球团分别烘干以获得第一干球团、第二干球团和第三干球团；
(4)将步骤(3)获得的第一、第二和第三干球团分别布入转底炉进行还原，其中第二干球团布置于第一干球团上方，第三干球团布置于第二干球团上方。
2.如权利要求1所述的方法，其中，
在所述铁精粉中，粒度为200目部分的质量分数为85％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为10％或以下，粒度为50-150目部分的质量分数为5％或以下；
所述还原剂中碳的质量含量为80％或以上，且粒度为200目部分的质量分数为70％或以上，粒度为150-200目部分的质量分数为22％或以下，且粒度为50-150目部分的质量分数为8％或以下；
在所述膨润土中，粒度为200目部分的质量分数为75％或以上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
在所述第一混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：重油为100:12～32:13～18；
在所述第二混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：重油为100:14～34:7～13；
在所述第三混匀料中，根据质量比，铁精粉：还原剂：膨润土：水为100:12～32:2～3:5.6～8.5。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述生球团的粒径为8～16mm，所述烘干在温度100～120℃下进行，且烘干后得到的所述干球团含水率低于1.5％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中在所述步骤(4)中，在所述还原之前，使转底炉内以温度500-800℃预热5-8分钟，然后以还原温度800-1200℃进行中温还原6-12min，以还原温度1200-1350℃进行高温还原22-36min，接着将还原后的所述第一、第二、第三干球团冷却5-8min到最终出炉温度700-800℃。
6.一种利用转底炉实现厚料层球团还原的系统，包括：
第一混料装置、第二混料装置和第三混料装置，其中所述第一、第二混料装置用于接收并混合铁精粉、还原剂和重油以分别获得第一混匀料和第二混匀料，第三混料装置用于接收并混合铁精粉、还原剂、膨润土和水以获得第三混匀料；
第一造球装置、第二造球装置和第三造球装置，其用于分别从所述第一、第二和第三混料装置获得所述第一、第二和第三混匀料并分别造球以获得第一生球团、第二生球团和第三生球团；
第一烘干装置、第二烘干装置和第三烘干装置，其用于分别从所述第一造球装置、第二造球装置和第三造球装置接收所述第一生球团、第二生球团和第三生球团并进行烘干以获得第一干球团、第二干球团和第三干球团；以及
转底炉，其包括依次布置的第一布料器、第二布料器和第三布料器，用于分别从所述第一烘干装置、第二烘干装置和第三烘干装置接收所述第一干球团、第二干球团和第三干球团，并将第二干球团布置于第一干球团上方，将第三干球团布置于第二干球团上方，以进行还原。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述转底炉还包括：设置于所述第一布料器与第二布料器之间的第一挡墙、设置于所述第二布料器与第三布料器之间的第二挡墙、和设置于所述第三布料器的与所述第二挡墙相反一侧的第三挡墙，用于阻挡所述第一、第二和第三干球团在布入转底炉的过程中彼此混杂。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其中所述第一布料器包括第一点火器，其用于将从第一布料器输出的第一干球团点燃，且所述第二布料器包括第二点火器，其用于将从第二布料器输出的第二干球团点燃。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的系统，其中所述转底炉还包括设置于转底炉的炉底的出料口，用于排出还原后的球团，在转底炉旋转方向上，所述第一布料器与所述出料口之间形成的角度为11°～14°，所述第一布料器与第二布料器之间形成的角度为14°～18°，所述第二布料器与第三布料器之间形成的角度为12°～16°。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的系统，其中在转底炉旋转方向上，所述第一挡墙、第二挡墙、第三挡墙分别与所述第一布料器、第二布料器、第三布料器之间形成的角度为5°～10°。
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