CN113405356A - 一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，属于冶金设备技术领域。包括回转窑窑体，回转窑窑体有多段，第一段回转窑窑体首端设置有窑头罩，所述窑头罩上设置有窑头燃烧器，最后一段回转窑窑体的末端设置有窑尾排气烟罩，窑尾排气烟罩上设置有物料加料口，两段相邻回转窑窑体的首尾之间通过联接室联接在一起，每段回转窑窑体上均设置有回转窑托轮及回转窑旋转动力系统。本发明结构设计合理，占地面积小、热能利用率高，与传统的一体式的回转窑相比，有效的克服回转窑窑体过长而占地面积太大、单一烧嘴燃烧系统问题多、前段温度太高物料粘挂窑体耐材的问题，同时使得整个焙烧或冶金过程工艺更好调控，提高了生产效率，经济效益更佳。

Description

一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑
技术领域
本发明属于冶金设备技术领域，涉及优化红土镍矿还原冶炼的工艺技术，具体涉及一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑。
背景技术
回转窑是对散状或浆状物料进行加热处理的热工设备，广泛应用于有色冶金、黑色冶金、耐火材料、水泥、化工等工业部门。筒体内有耐火砖衬及换热装置，以低速回转。物料与热烟气一般为逆流换热，物料从窑的高端(又称冷端或窑尾端)加入。由于筒体倾斜安装，在回转时，窑内物料在沿周向翻滚的同时沿轴向移动。燃烧器在低端(又称热端或窑头端)喷入燃料燃烧,，烟气由高端排出。物料在移动过程中得到加热，经过物理和化学变化，成为合格物料从低端卸出。整个过程是物料矿砂自上而下，烟气热量自下而上，形成热交换。
近年来，回转窑的用途除了传统水泥行业，逐渐延伸到冶金、固废处理等领域。冶金领域主要是将回转窑用作干燥湿矿、预还原焙烧矿砂、直接还原冶炼矿砂三个领域。起干燥作用的回转窑窑头温度一般是500-600℃，预还原焙烧作用的回转窑窑头温度一般是800-1000℃，直接还原冶炼回转窑窑头温度一般是1000-1200℃。特别是冶金行业的RKEF即回转窑加电炉技术领域，红土镍矿预还焙烧原领域使得回转窑逐渐大型化，比如近年新建的RKEF项目，回转窑直径已经超过5米、长度已经超过100米，未来还有更大更长的可能性。
由于红土镍矿预还原焙烧和直接还原冶炼回转窑长度过长，就会导致以下 3个主要问题：1.单一的窑头燃烧器大功率化、导致燃烧器制造困难、燃烧效率低、燃烧系统投资过大；2.窑体太长，占地面积太大，很多工厂布置形成布带细长状，使得征地、规划、运行等都不方便；3.窑体过长，就会导致窑尾热量不足、而窑头部分温度过高，物料熔融后粘挂在最下面回转窑窑头耐火材料上，大大降低了回转窑的运行率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，以解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，包括回转窑窑体1，所述回转窑窑体1有多段，第一段回转窑窑体1首端设置有窑头罩2，所述窑头罩2 上设置有窑头燃烧器3，最后一段回转窑窑体1的末端设置有窑尾排气烟罩4，所述窑尾排气烟罩4上设置有物料加料口5，两段相邻回转窑窑体1的首尾之间通过联接室6联接在一起，每段回转窑窑体1上均设置有回转窑托轮8及回转窑旋转动力系统7。
所述回转窑由两段回转窑窑体1首尾联接形成“U”形结构。
所述回转窑由三段回转窑窑体1首尾联接形成“S”形结构。
所述回转窑窑体1与联接室6之间连通有负压烟尘回窑系统9。
所述连接室6上设置有联接室辅助接口10。
所述联接室6内设置物料溜槽及防堵装置。
所述回转窑窑体1包括钢质外壳，所述钢质外壳内部砌筑耐火材料。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明公开的折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑及其联接室结构设计合理，占地面积小、投资少，热能利用率高，与传统的一体式的回转窑冶炼工艺相比，有效的克服回转窑窑体过长而占地面积太大、单一烧嘴燃烧系统问题多、前段温度太高物料粘挂窑体耐材的问题，同时使得整个焙烧或冶金过程工艺更好调控，提高了生产效率，经济效益更佳，可实现规模化的生产，是目前回转窑冶金领域的一种突破性的设计方案。
本发明将促进红土镍矿还原冶炼领域的更多衍生技术发展前行，比如可以很好解决直接还原技术中窑头过烧粘窑问题和RKEF工艺余热利用问题，综上，本发明在红土镍矿还原冶炼领域内具有良好的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图中所示：回转窑窑体1；窑头罩2；窑头燃烧器3；窑尾排气烟罩4；物料加料口5；联接室6；回转窑旋转动力系统7；回转窑托轮8；负压烟尘回窑系统9；联接室辅助接口10。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例及附图对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
如图1，本实施例提供一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，包括两段回转窑窑体1，所述回转窑由两段回转窑窑体1首尾联接形成“U”形结构，第一段回转窑窑体1首端设置有窑头罩2，所述窑头罩2上设置有窑头燃烧器3，最后一段回转窑窑体1的末端设置有窑尾排气烟罩4，所述窑尾排气烟罩4上设置有物料加料口5，两段相邻回转窑窑体1的首尾之间通过联接室6联接在一起，每段回转窑窑体1上均设置有回转窑托轮8及回转窑旋转动力系统7。
在回转窑窑体1与联接室6之间连接有负压烟尘回窑系统9，所述负压烟尘回窑系统9为负压风机。在连接室6上设置有联接室辅助接口10。在联接室 6内设置物料溜槽及防堵装置。所述回转窑窑体1包括钢质外壳，所述钢质外壳内部砌筑耐火材料。
本实施例中通过联接室联接在一起的回转窑窑体是可以旋转的，联接室是固定的，结构为矩形，被联接的回转窑筒体伸入联接室10-20cm。由于设置在最上面的回转窑窑尾处设置有负压风机来达到热交换的目的，所以所有被联接的回转窑窑体和联接室内均为负压环境，一般情况下烟气是不会在回转窑与联接室连接处外冒，但是为了减少漏风量，本实施例中设置了一台小型负压风机，来收集旋转的筒体与联接室间隙之间保护罩内的烟尘烟气，循环到联接室内利用。
本实施例中，矿砂物料在联接室内由特制的耐磨耐高温溜槽自上而下依靠重力滑落到下面的回转窑内。
本实施例中，在使用时由最下面回转窑窑头燃烧器提供主要热量，最上面回转窑窑尾处提供矿砂和兰炭还原剂，但是如果窑尾温度不足时，可以在联接室处设置小型烧嘴，提供后段回转窑需要的热量。
本实施例中，在最下端燃烧器温度过高，导致矿砂熔融度过高，粘挂在附近耐火材料上发生堵塞事故的情况下，提前减少最下端窑头燃烧器的热量供给，由联接室处设置小型烧嘴供给热量，提供后段回转窑需要的热量。
本实施例中，在联接室上面回转窑温度过高的情况下，打开风口接口，以自然吸风或鼓风方式加入冷风，来降低上面回转窑内温度。
本实施例中，在联接室下面的回转窑还原剂不足的情况下，使用兰炭或无烟煤还原剂从接口处添加，满足下面回转窑的要求。在联接室接口处添加其它焙烧或冶炼需要的辅助性物料，比如少量石灰石、镁砂、高温抗凝剂。
本实施例中，将各段窑体直径和长度作了相应的调整，以RKEF回转窑-- 矿热炉的镍铁冶炼为例。在生产过程中出现矿料预还原不充分的现象，使后期的电炉的冶炼过程消耗更多的电能。本实施例设计的最下面回转窑适当增加了筒径、使用特制耐火材料，使内部物料在高温段受热面积和受热时间增加，还原更充分，给整个冶炼过程带来更好的经济效益。
本发明不同于矿砂使用多个回转窑分开工作，其可以使得下面回转窑的余热进入上面回转窑继续与冷态物料热交换，达到余热直接利用的目的；同时热态物料也从上面回转窑以热态形式进入下面回转窑，热量无丝毫损失的状态下进一步加热，达到节能高效目的。
实施例2
如图2，本实施例与实施例1的不同之处在于，包括三段回转窑窑体1，所述回转窑由三段回转窑窑体1首尾联接形成“S”形结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，包括回转窑窑体(1)，其特征在于，所述回转窑窑体(1)有多段，第一段回转窑窑体(1)首端设置有窑头罩(2)，所述窑头罩(2)上设置有窑头燃烧器(3)，最后一段回转窑窑体(1)的末端设置有窑尾排气烟罩(4)，所述窑尾排气烟罩(4)上设置有物料加料口(5)，两段相邻回转窑窑体(1)的首尾之间通过联接室(6)联接在一起，每段回转窑窑体(1)上均设置有回转窑托轮(8)及回转窑旋转动力系统(7)。
2.根据权利要求1所述的一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，其特征在于：所述回转窑由两段回转窑窑体(1)首尾联接形成“U”形结构。
3.根据权利要求1所述的一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，其特征在于：所述回转窑由三段回转窑窑体(1)首尾联接形成“S”形结构。
4.根据权利要求1所述的一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，其特征在于：所述回转窑窑体(1)与联接室(6)之间连通有负压烟尘回窑系统(9)。
5.根据权利要求1所述的一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，其特征在于：所述连接室(6)上设置有联接室辅助接口(10)。
6.根据权利要求1所述的一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，其特征在于：所述联接室(6)内设置物料溜槽及防堵装置。
7.根据权利要求1所述的一种折叠式联接的红土镍矿还原冶炼回转窑，其特征在于：所述回转窑窑体(1)包括钢质外壳，所述钢质外壳内部砌筑耐火材料。
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