CN110592304B - 一种铁矿粉预处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种铁矿粉预处理工艺，包括以下步骤，铁矿粉和熔剂进行预混料；混料均匀后混合料进入球磨机中进行球磨和二次混合，处理后的混合料经锁风喂料阀喂入回转窑窑尾溜槽，进入回转窑，通过窑内烘干带、预热带；预热到400～800℃的热矿从回转窑窑头进入隧道窑，在隧道窑内配入煤粉进行预还原，预还原的物料经过斗式提升机提升后卸料。该方法采用回转窑和隧道窑实现含铁原料的预热和预还原，使含铁原料达到一定的还原度，回转窑内不加煤粉或通入CO等还原气体，就不会有还原反应进行，可以有效减少回转窑内结圈现象的发生。

Description

一种铁矿粉预处理工艺
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种铁矿粉预处理工艺，尤其是一种铁矿粉提温预还原预处理工艺系统。
背景技术
熔融还原法是指一切不用高炉法生产液态铁水的方法，以非焦煤作为主要能源，使用块矿、球团矿或者直接使用铁矿粉等原料，在高温熔融状态下用碳把铁氧化物还原成金属铁的冶炼方法。其开发目的在于部分地替代传统的高炉炼铁法。
传统的HIsmelt熔融还原预热预还原工艺流程采用流化床作为铁矿粉预处理工艺，流化床工艺故障率高导致全流程不能够稳定连续生产。存在含铁原料粘结失流等问题，预热系统故障频繁，导致设备作业率低下，针对HIsmelt运行过程中铁矿粉预热预还原出现的技术问题，本发明提供一种铁矿粉预处理工艺，提高了工艺的稳定性，可以有效减少回转窑内结圈现象的发生，物料可以在隧道窑中进行充分还原。该方法采用回转窑和隧道窑实现含铁原料的预热和预还原，使含铁原料达到一定的还原度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种铁矿粉预处理工艺，包括以下步骤，
(1)铁矿粉和熔剂分别通过皮带进入储料仓，铁矿粉和熔剂的粒度控制在6mm以下，所述铁矿粉和熔剂按比例进行配料；
(2)进入混料机进行预混料；
(3)混料均匀后混合料进入球磨机中进行球磨和二次混合，使混合料进一步磨细和混合均匀，球磨后粒度控制在4mm以下；
(4)步骤(3)处理后的混合料经锁风喂料阀喂入回转窑窑尾溜槽，进入回转窑，通过窑内烘干带、预热带；烘干带温度为80～130℃，预热带温度为400～800℃，预热到400～800℃的热矿从回转窑窑头进入隧道窑，在隧道窑内配入煤粉进行预还原，预还原度在50％～90％；
(5)预还原的物料经过斗式提升机提升后卸料；
(6)斗式提升机下面为热矿固定振动筛，筛网孔径可以为5～20mm之间，筛下的热料经高温锁风卸料阀出料，落入高温链斗输送机，输送至热矿仓顶部，筛上的大块物料进入热矿破碎机进行破碎，破碎后直接落入高温链斗输送机，同热矿一起输送至热矿仓顶部；
(7)回转窑燃烧生成的烟气和反应生成的废气均通过窑尾罩重力除尘除去大颗粒粉尘，再经多管除尘充分除尘后进入余热锅炉，最后经降温的窑尾废气进入耐高温袋式除尘器进行净化处理，净化后的气体含尘浓度≤10mg/m3，除尘后合格的废气通过窑尾风机、烟囱排空，产生的重力除尘灰和布袋除尘灰通过溜管落至隧道窑上，进行循环利用。
进一步地，铁矿粉和熔剂的重量配比为10:1～5:1。
进一步地，所述熔剂为白云石、石灰石或生石灰。
进一步地，在隧道窑内配入煤粉进行预还原，铁矿粉：煤粉按3：1～4:1的比例配加，隧道窑内温度为950～1180℃。
进一步地，铁矿粉的主要化学成分(％)包括：成分TFe：58-65％，SiO2：3-8％，Al2O3：1-5％，P：0.05-0.1％，S：0.01-0.5％。
进一步地，物料在回转窑中只是进行干燥、提温，不进行还原，回转窑内不加煤粉或通入CO等还原气体。
进一步地，预还原的物料：TFe≥92％，MFe≥86％，C≥0.04％，S＜0.01％。
本发明的优点及效果：本发明涉及一种铁矿粉预处理工艺，该方法采用回转窑和隧道窑实现含铁原料的预热和预还原，使含铁原料达到一定的还原度，所涉及的方案具有以下优点及有益效果：首先，相比于传统流化床预热预还原工艺，该工艺拓宽了含铁原料的粒度适用范围，避免了预热过程中的粘结失流问题，大大提高了设备整体的运行率；其次，该方法具有操作简单、运行可靠、单时含铁原料处理量大等优点，对保障直接还原炼铁工艺的高效、稳定生产提供了重要的预处理准备；物料在回转窑中只是进行干燥、提温，不进行还原，回转窑内不加煤粉或通入CO等还原气体，就不会有还原反应进行，可以有效减少回转窑内结圈现象的发生。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书来实现和获得。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。
实施例1
一种铁矿粉预处理工艺，具体工艺步骤为：
(1)将铁矿粉破碎筛分成小于6mm的粉料，熔剂生石灰粉破碎筛分成小于3mm的粉料，铁矿粉和生石灰粉的化学成分如表1和表2所示：
表1铁矿粉的主要化学成分(％)
成分 TFe SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> P S 水 +6.3mm
指标 62.5 4.3 2.0 0.08 0.03 5 ≤12.0
表2生石灰粉的主要化学成分(％)
原料 CaO MgO SiO<sub>2</sub> P S
生石灰粉 ≥85 ≤5 ≤3.5 ≤0.05 ≤0.15
(2)然后铁矿粉和熔剂按比例进行配料比例为8：1，进入混料机进行预混料、强混。
(3)混料均匀后混合料进入球磨机中进行球磨和二次混合，使混合料进一步磨细和混合均匀，主要目的是混合均匀，对有的大颗粒进行磨细，使全部粉料都达到＜6mm；
(4)混匀料经锁风喂料阀喂入回转窑窑尾溜槽，进入回转窑，通过窑内烘干带、预热带。回转窑倾角为3～3.5°，物料依靠窑筒体的斜度及窑的转动在窑内向前运动。
第一段带是物料烘干和预热带。该段带位于回转窑窑尾开始的一段较长区域内。物料在此带脱水排出挥发分，应尽可能利用热烟气的热与挥发分煅烧热。其温度在高温端为800℃，加料端为520℃，
(5)预热到600℃的热矿从回转窑窑头进入隧道窑，在隧道窑内配入煤粉进行预还原(铁矿粉：煤粉按3：1的比例配加)，预还原度在60％。
隧道窑工艺采用煤气的加热方式，燃烧室设在沿隧道窑长度方向的两侧墙上，根据炉温调整煤气量，使炉内温度稳定控制在一定的范围内。正常反应的炉内温度为1000℃。
得到是预还原的物料：TFe≥92％，MFe≥86％，C≥0.04％，S＜0.01％。
(6)预还原的物料经过斗式提升机提升到一定高度后卸料。
(7)斗式提升机下面为热矿固定振动筛，筛网孔径可以为15mm。筛下的热料经高温锁风卸料阀出料，落入高温链斗输送机，输送至热矿仓顶部。筛上的大块物料进入热矿破碎机进行破碎，破碎后直接落入高温链斗输送机，同热矿一起输送至热矿仓顶部。
(8)回转窑燃烧生成的烟气和反应生成的废气均通过窑尾罩重力除尘除去大颗粒粉尘，再经多管除尘充分除尘后进入余热锅炉，最后经降温的窑尾废气进入耐高温袋式除尘器进行净化处理，净化后的气体含尘浓度≤10mg/m3，除尘后合格的废气通过窑尾风机、烟囱排空。产生的重力除尘灰和布袋除尘灰通过溜管落至隧道窑上，进行循环利用。
实施例2
一种铁矿粉预处理工艺，具体工艺步骤为：
(1)将铁矿粉破碎筛分成小于6mm的粉料，熔剂生石灰粉破碎筛分成小于3mm的粉料，铁矿粉和生石灰粉的化学成分如表3和表2所示：
表3铁矿粉的主要化学成分(％)
成分 TFe SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> P S FeO CaO
指标 62.39 3.86 2.24 0.08 0.01 0.38 0.08
MgO K<sub>2</sub>O TiO<sub>2</sub> ZnO Mn V Cl
0.11 0.02 0.07 ＜0.01 0.07 ＜0.01 0.01
(2)然后铁矿粉和熔剂按比例进行配料比例为6：1，进入混料机进行预混料、强混。
(3)混料均匀后混合料进入球磨机中进行球磨和二次混合，使混合料进一步磨细和混合均匀，主要目的是混合均匀，对有的大颗粒进行磨细，使全部粉料都达到＜6mm；
(4)混匀料经锁风喂料阀喂入回转窑窑尾溜槽，进入回转窑，通过窑内烘干带、预热带。回转窑倾角为3.5°，物料依靠窑筒体的斜度及窑的转动在窑内向前运到。
第一段带是物料烘干和预热带。该段带位于回转窑窑尾开始的一段较长区域内。物料在此带脱水排出挥发分，应尽可能利用热烟气的热与挥发分煅烧热。其温度在高温端为900℃，加料端为550℃，
(5)预热到600℃的热矿从回转窑窑头进入隧道窑，在隧道窑内配入煤粉进行预还原(铁矿粉：煤粉按4：1的比例配加)，预还原度在65％。
隧道窑工艺采用煤气的加热方式，燃烧室设在沿隧道窑长度方向的两侧墙上，根据炉温调整煤气量，使炉内温度稳定控制在一定的范围内。正常反应的炉内温度为1150℃。
得到是预还原的物料：TFe≥92％，MFe≥86％，C≥0.04％，S＜0.01％。
(6)预还原的物料经过斗式提升机提升到一定高度后卸料。
(7)斗式提升机下面为热矿固定振动筛，筛网孔径可以为12mm。筛下的热料经高温锁风卸料阀出料，落入高温链斗输送机，输送至热矿仓顶部。筛上的大块物料进入热矿破碎机进行破碎，破碎后直接落入高温链斗输送机，同热矿一起输送至热矿仓顶部。
(8)回转窑燃烧生成的烟气和反应生成的废气均通过窑尾罩重力除尘除去大颗粒粉尘，再经多管除尘充分除尘后进入余热锅炉，最后经降温的窑尾废气进入耐高温袋式除尘器进行净化处理，净化后的气体含尘浓度≤10mg/m3，除尘后合格的废气通过窑尾风机、烟囱排空。产生的重力除尘灰和布袋除尘灰通过溜管落至隧道窑上，进行循环利用。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种铁矿粉预处理工艺，其特征在于，包括以下步骤，
(1)铁矿粉和熔剂分别通过皮带进入储料仓，铁矿粉的主要化学成分(％)包括：成分TFe：58-65％，SiO2：3-8％，Al2O3：1-5％，P：0.05-0.1％，S：0.01-0.5％；熔剂为白云石、石灰石或生石灰；铁矿粉和熔剂的粒度控制在6mm以下，所述铁矿粉和熔剂的重量配比为10:1～5:1；
(2)进入混料机进行预混料；
(3)混料均匀后混合料进入球磨机中进行球磨和二次混合，使混合料进一步磨细和混合均匀，球磨后粒度控制在4mm以下；
(4)步骤(3)处理后的混合料经锁风喂料阀喂入回转窑窑尾溜槽，进入回转窑，通过窑内烘干带、预热带；烘干带温度为80～130℃，预热带温度为400～800℃，预热到400～800℃的热矿从回转窑窑头进入隧道窑，在隧道窑内配入煤粉进行预还原，铁矿粉：煤粉按3：1～4:1的比例配加，隧道窑内温度为950～1180℃，预还原度在50％～90％；
(5)预还原的物料经过斗式提升机提升后卸料；
(6)斗式提升机下面为热矿固定振动筛，筛网孔径为5～20mm之间，筛下的热料经高温锁风卸料阀出料，落入高温链斗输送机，输送至热矿仓顶部，筛上的大块物料进入热矿破碎机进行破碎，破碎后直接落入高温链斗输送机，同热矿一起输送至热矿仓顶部；
(7)回转窑燃烧生成的烟气和反应生成的废气均通过窑尾罩重力除尘除去大颗粒粉尘，再经多管除尘充分除尘后进入余热锅炉，最后经降温的窑尾废气进入耐高温袋式除尘器进行净化处理，净化后的气体含尘浓度≤10mg/m3，除尘后合格的废气通过窑尾风机、烟囱排空，产生的重力除尘灰和布袋除尘灰通过溜管落至隧道窑上，进行循环利用。
2.如权利要求1一种铁矿粉预处理工艺，其特征在于，物料在回转窑中只是进行干燥、提温，不进行还原，回转窑内不加煤粉或通入还原气体。
3.如权利要求1一种铁矿粉预处理工艺，其特征在于，预还原的物料：TFe≥92％，MFe≥86％，C≥0.04％，S＜0.01％。
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