CN208586341U - 一种氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，属于冶金和矿物工程技术领域，装置依次包括预热段、焙烧段和气冷段，以及除尘装置、窑车和换热器，焙烧段上设置高温烟气排出口和高温空气管路分别与换热器连通；每段连接处分别设置窑顶压下结构；气冷段设置中温烟气抽出口，预热段穿设中温烟气管路与中温烟气抽出口连通，中温烟气管路设置中温空气入口，中温烟气管路上设置抽风机；除尘装置分别通过管路与预热段和换热器连通。本实用新型利用钢铁企业冷轧酸再生工序的副产品氧化铁红生产金属化球团，回收氧化铁红隧道窑直接还原过程中排出的高温烟气余热，均衡隧道窑长度方向炉压分布、缩短窑体长度、提高焙烧产量。

Description

一种氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置

技术领域

本实用新型属于冶金和矿物工程技术领域，具体涉及一种氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置。

背景技术

在钢铁企业冷轧生产中，普遍对热轧钢板表面进行酸洗。钢板酸洗是一种表面处理技术，采用化学方法除去钢铁表面的氧化铁层，当用盐酸或硫酸对钢铁表面酸洗后，氧化铁层中大量的氧化物溶解生成FeCI₂或FeSO₄，因废酸液中溶解有大量的Fe²⁺及盐酸或硫酸，如果不经过处理直接排放将给环境带来较大的影响。酸洗废液的主要成分是氯化亚铁(FeCl₂)，可通过高温加热使其分解生成氯化氢气体，氯化氢溶于水后得到的盐酸可返回冷轧酸洗工序进行重复利用，同时高温加热分解产生的副产品氧化铁红(主要成份为Fe₂O₃)可作为含铁原料进行利用。因此，冷轧酸洗废液通过酸再生工艺，不仅减小了酸的消耗量，杜绝了废酸排放所产生的环境污染，同时获得了高质量的氧化铁红产品（纯度在99.3%以上）。对于一个轧钢产能1000万t/a的钢铁企业来说，氧化铁红的产生量为3.3t/a左右。

氧化铁红是钢铁企业冷轧生产过程中酸再生的副产品，具有无毒、无味的特性。当氧化铁红粉体用作颜料时，由于其良好的耐温、耐候、耐酸、耐碱以及高附着力、高透明度和强烈吸收紫外线的性能，其优良特性是传统颜料无法比拟的。

在钢铁企业冷轧工序产生的氧化铁红中，Fe₂O₃的含量虽然可达到国家一级品铁含量的要求，但由于氧化铁红中SiO₂含量偏高，当作为颜料的原料进行利用时，SiO₂属于颜料中的有害物质，达不到颜料级氧化铁红的使用要求。如果对氧化铁红进行脱硅处理，可生产出Fe₂O₃含量大于99.3 %、SiO₂含量小于80 ppm的高品质氧化铁红，满足颜料级氧化铁红的质量要求。如果对预脱硅后氧化铁红进一步进行深度脱硅处理，可生产出满足软磁铁氧体或磁器件需要的原料。由于氧化铁红脱硅处理投资较大、生产成本较高，不利于氧化铁红的开发利用。因此，研发一种回收利用钢铁企业冷轧废酸液中氧化铁红工艺，使之转化成为有价值的材料显得尤为重要。

目前，含铁物料隧道窑直接还原工艺是将含铁物料造块后与煤粉、石灰石粉按照一定比例配料并混合后装入到还原罐中，然后把还原罐装设在窑车上。装有还原罐的窑车推入到隧道窑内后，还原罐中的氧化铁红经温度1150-1250℃、时间25-40h的还原焙烧和无氧冷却后，可得到直接还原铁。含铁物料煤基隧道窑直接还原工艺具有技术成熟、设备投资低、生产操作简单的特点，但氧化铁红在隧道窑直接还原中存在着单条窑生产能力小、产品能耗高、生产过程环境污染严重等问题。

在隧道窑的窑型选择方面，由于窑车上还原罐沿窑车宽度和长度方向多点布罐、沿高度方向多层布罐，隧道窑两侧侧墙烧嘴喷出的高温火焰穿透能力较弱，为提高还原罐中焙烧物料温度的均匀性，隧道窑选择的宽度一般较窄。

在含铁物料隧道窑直接还原中，为均衡隧道窑内沿窑长方向的炉压分布，降低窑内正压冒火及负压吸风现象，普遍采用从隧道窑入料端和出料端两端排烟的方法。由于含铁物料采用煤炭作为还原剂，煤炭在300-500℃较低温度下有挥发份放出，造成隧道窑入窑端排出的烟气中含有一定的可燃气体，这些可燃气体在烟气中比例较低，在较低温度下不能将其进行燃烧，烟气直接排入大气既造成环境污染，同时又造成能源浪费。此外，隧道窑为回收从入料端排出的高温烟气余热，一般设有较长的预热段，造成含铁物料在隧道窑内焙烧时间较长、产能较低。

在含铁物料隧道窑焙烧过程中，物料加热一般采用外供气体燃料，对于气体燃料缺乏的地区使用这种生产工艺时，含铁物料隧道窑直接还原工艺受到了限制，一般为向隧道窑供给气体燃料，需要配套建设煤气发生炉设备，从而使含铁物料采用隧道窑焙烧的成本提高，同时煤炭的使用会带来一系列的环境问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，以解决现有技术中氧化铁红在隧道窑直接还原技术中存在着单条窑生产能力小、产品能耗高、生产过程环境污染严重等问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，依次包括预热段、焙烧段和气冷段，还包括除尘装置和窑车，还包括换热器，所述焙烧段的顶壁上设置若干高温烟气排出口，高温烟气排出口通过管道与换热器连通，焙烧段的顶壁上还穿设有若干高温空气管路，高温空气管路的顶端与换热器连通，穿入焙烧段的一端设置若干高温空气入口；预热段和焙烧段的连接处和焙烧段和冷气段的连接处分别设置窑顶压下结构；气冷段的入口处设置中温烟气抽出口，预热段的顶壁上穿设中温烟气管路与中温烟气抽出口连通，中温烟气管路穿入端至少设置上下两组中温空气入口，中温烟气管路上设置抽风机；除尘装置分别通过管路与预热段和换热器连通。

所述换热器采用蓄热式换热器。

所述蓄热式换热器内设置数个蓄热体，包括排烟蓄热体和加热空气蓄热体，排烟蓄热体与高温烟气排出口连通，加热空气蓄热体与高温空气管路连通。

所述高温烟气排出口设置于焙烧段靠近出料端的一侧。

所述高温空气管路均匀穿设于焙烧段内，至少设置两组，每组高温空气管路上至少设置上下两组高温空气入口。

所述中温空气入口和高温空气入口的上层的高度高于窑车上部，下层的高度位于窑车的下部。

所述换热器上设置鼓风机。

本实用新型相较于现有技术的有益效果为：

1、隧道窑采用蓄热式换热器回收高温烟气余热，采用物料双面加热技术强化物料传热，缩短了隧道窑的长度，提高了隧道窑的产量，降低了氧化铁红的焙烧成本；

2、在隧道窑气冷段，采用常温空气回收高温物料及窑车的余热，并将产生的中温空气送入到预热段进行窑车及物料的预热，可有效提高隧道窑的热效率。

本实用新型利用钢铁企业冷轧酸再生工序的副产品氧化铁红生产金属化球团，回收氧化铁红隧道窑直接还原过程中排出的高温烟气余热，均衡隧道窑长度方向炉压分布、缩短窑体长度、提高焙烧产量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图标记含义如下：1、换热器；2、高温烟气排出口；3、高温空气管路；4、高温空气入口；5、窑顶压下结构；6、鼓风机；7、中温烟气抽出口；8、中温烟气管路；9、中温空气入口；10、抽风机；11、焙烧段；12、预热段；13、气冷段；14、窑车；15、除尘装置；16、自然吸风口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，依次包括预热段12、焙烧段11和气冷段13，还包括除尘装置15和窑车14，还包括换热器1，所述焙烧段11的顶壁上设置若干高温烟气排出口2，高温烟气排出口2通过管道与换热器1连通，焙烧段11的顶壁上还穿设有若干高温空气管路3，高温空气管路3的顶端与换热器1连通，穿入焙烧段11的一端设置若干高温空气入口4；预热段12和焙烧段11的连接处和焙烧段11和冷气段13的连接处分别设置窑顶压下结构5；气冷段13的入口处设置中温烟气抽出口7，气冷段13的出口处设置自然吸风口16，预热段12的顶壁上穿设中温烟气管路8与中温烟气抽出口7连通，中温烟气管路8穿入端至少设置上下两组中温空气入口9，中温烟气管路8上设置抽风机10；除尘装置15分别通过管路与预热段12和换热器1连通。

所述换热器1采用蓄热式换热器。

所述换热器1内设置数个蓄热体，包括排烟蓄热体和加热空气蓄热体，排烟蓄热体与高温烟气排出口2连通，加热空气蓄热体与高温空气管路3连通。蓄热体数量可以为3个，蓄热式换热器工作时2个蓄热体排烟、1个蓄热体加热空气；蓄热体数量也可以为5个，蓄热式换热器工作时3个蓄热体排烟、2个蓄热体加热空气，蓄热式换热器中各蓄热体按一定时间间隔进行切换。

所述高温烟气排出口2设置于焙烧段11靠近出料端的一侧。

所述高温空气管路3均匀穿设于焙烧段11内，至少设置两组，每组高温空气管路3上至少设置上下两组高温空气入口4。

所述中温空气入口9和高温空气入口4的上层的高度高于窑车14上部，下层的高度位于窑车14的下部。

所述换热器1上设置鼓风机6。

作业时，在焙烧段11接近出料端一侧设置2-3个高温烟气排出口2，焙烧段11排出1000-1100℃高温烟气通过高温烟气排出口11进入到蓄热式换热器1中，在蓄热式换热器1中高温烟气通过与鼓风机6鼓入的常温空气进行热交换，可将高温烟气温度降至200℃左右，同时产生950-1000℃高温热风，降温后的烟气经除尘装置15加压后进行排放；自然吸风口16通过气冷段13负压吸入的常温空气在与窑车14内高温焙烧物料逆向换热过程中，常温空气吸收高温焙烧物料与窑车余热，当空气温度升高到500-600℃时，中温空气从气冷段13入口侧窑顶位置的中温烟气抽出口7抽出，抽出的中温空气再经抽风机10加压后，分为上、下两股气流供入预热段12，通过中温空气入口9供入下层的中温空气从窑车14下部通入，对窑车14下部进行加热后再流动到窑车14上部；供入上层的中温空气从窑车14上部通入后，对窑车14上部物料进行预热。在隧道窑预热段12，中温空气在预热段12逆流流动到入口侧且其温度降低到200℃左右时，从预热段12入口侧窑顶位置经排放管道排出，再经除尘装置15加压后进行排放。

Claims (7)

1.一种氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，依次包括预热段、焙烧段和气冷段，还包括除尘装置和窑车，其特征在于：还包括换热器（1），所述焙烧段（11）的顶壁上设置若干高温烟气排出口（2），高温烟气排出口（2）通过管道与换热器（1）连通，焙烧段（11）的顶壁上还穿设有若干高温空气管路（3），高温空气管路（3）的顶端与换热器（1）连通，穿入焙烧段（11）的一端设置若干高温空气入口（4）；预热段（12）和焙烧段（11）的连接处和焙烧段（11）和气冷段（13）的连接处分别设置窑顶压下结构（5）；气冷段（13）的入口处设置中温烟气抽出口（7），气冷段（13）的出口处设置自然吸风口（16），预热段（12）的顶壁上穿设中温烟气管路（8）与中温烟气抽出口（7）连通，中温烟气管路（8）穿入端至少设置上下两组中温空气入口（9），中温烟气管路（8）上设置抽风机（10）；除尘装置（15）分别通过管路与预热段（12）和换热器（1）连通。

2.如权利要求1所述的氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，其特征在于：所述换热器（1）采用蓄热式换热器。

3.如权利要求1或2所述的氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，其特征在于：所述换热器（1）内设置数个蓄热体，包括排烟蓄热体和加热空气蓄热体，排烟蓄热体与高温烟气排出口（2）连通，加热空气蓄热体与高温空气管路（3）连通。

4.如权利要求3所述的氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，其特征在于：所述高温烟气排出口（2）设置于焙烧段（11）靠近出料端的一侧。

5.如权利要求4所述的氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，其特征在于：所述高温空气管路（3）均匀穿设于焙烧段（11）内，至少设置两组，每组高温空气管路（3）上至少设置上下两组高温空气入口（4）。

6.如权利要求5所述的氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，其特征在于：所述中温空气入口（9）和高温空气入口（4）的上层的高度高于窑车（14）上部，下层的高度位于窑车（14）的下部。

7.如权利要求6所述的氧化铁红隧道窑生产金属化球团的装置，其特征在于：所述换热器（1）上设置鼓风机（6）。