CN87104326A - 在回转窑内直接还原含氧化铁物料的工艺 - Google Patents

Abstract

本工艺炉料与炉内气氛呈逆流移动通过回转窑。使用含高挥发性组分的煤作还原剂，从炉壳的多数位置上送入含氧气体。有50％以下的碳还原剂系从窑的排料端吹进窑内，其中含有10至40％的3至5毫米以下的细颗粒和90至60％大于此值而在10至15毫米以下的粗颗粒，并分布在窑长的50％的区域内。剩下的煤则从窑的装料端加入。本发明的优点在于回转窑排料端前面的温度和炉料含炭量可以保持稳定，固而能提高其金属化程度和防止过粗物料的形成。

Description

本发明涉及一项在回转窑内直接还原含氧化铁的物料以生产海棉铁的工艺，炉料在窑内与窑内气氛呈逆流方向移动通入回转窑。在回转窑的装料端加入具有高含量挥发性组分的固体炭还原剂，在回转窑的排料端吹入具有高含量挥发性组分的固体炭还原剂，并使它分布在窑长的一部分的炉料上，含氧的气体则从炉壳的多数位置上通过回转窑内。

回转窑排料端的正前方地区是特别容易受到温度波动和炉料中炭消耗的影响，其结果可使金属化的程度有波动、窑内产生结窑和热量消耗增加。

已经出现过各种方案，提出如何把部分的固体炭还原剂在排料端靠气动吹入回转窑内，并使它分布在窑长的一部分炉料上。

美国专利第981，280号提出使用空气通过第一个吹入装置吹入粉状烟煤，此装置的作用和供粉煤燃烧的燃烧器相似。粒度为10到20毫米的块煤用第二个吹入装置吹入。

美国专利第4，378，244号提出把总煤量的15至35%颗粒大小为0至12.5毫米的部分用两个吹入装置在排料端将它送入窑内，并使这些煤分布在最少为窑长的50%的区域内。其余粒度约在50毫米以下的则在装料端送入窑内。

加拿大专利第872，728号提出使用一吹入装置在排料端把颗粒直径为6毫米以下的煤吹进窑内，其余的煤则在装料端送入，不同的是粒度在1毫米以下的煤也是在排料端吹进窑内。

印度专利第142，368号提出把所有的煤用6毫米的筛子分做两部分，把粗的部分在装料端加入窑内，而把细的部分在排料端加入窑内。细粒部分用一个或两个吹入装置吹进窑内，其量占总煤量的40到70%。

已公布的西德专利第3，332，556号提出把60至100%的外加的煤在排料端加入窑内，并指出吹入的煤不能含有外加煤总量的20%以上的粒度在4毫米以下的细煤部分。使用两个吹入装置来把煤吹进窑内。一个吹入装置用来把筛下的粒度在4毫米以下的在允许量以内的部分吹进窑内，并把它分布在窑长的20%的区域内;第二个吹入装置是用来把筛上的粒度为4毫米以上的煤吹进。这部分的煤是分布在排料端前面窑长的20%和70%之间的区域内。

但是这些工艺通常都不能使回转窑的最终区域保持最适宜的工作条件。

本发明的目的是要使回转窑的最终区域经常保持最适宜的工作条件。

按照本发明为了实现这一目的可把具有高含量挥发性组分的固体碳质物料分做粗的和细的部分，将一部分粗的和一部分细的混合起来，用一个吹入装置把所得的混合物在排料端吹进回转窑内，所述的混合物内含有10至40%的细粒部分和90至60%的粗粒部分，吹进的量可达加入的固体碳量的50%，吹进的混合物分布在窑长的50%以内的区域，剩余的固体碳质物料则在装料端加入窑内。固体碳还原剂的可燃挥发性组分的含量在20%以上。部分挥发性组分含量低的还原剂则可从柱料端加入。通常由空气组成的含氧气体经过炉壳上的管子及（或）一组喷嘴吹进窑内，这些管子的开孔系布置在回转窑的纵轴上，而喷嘴的出口孔则大致分布在窑的内衬上。空气是在排料端经过中央燃烧器的空气管适当地送入窑内。当回转窑开始工作和在停顿期间都可用中央燃烧器来加热，为了使温度上升，也可在短时间内使用它。可以把全部的或其中一部分的固体还原剂进行分离以取得粗的和细的部分。可使用振动筛来进行适当的分离。不需吹进窑内的粗的和细的部分可在装料端装进窑内。任何没有经受过上述分离操作的还原剂也可在装料端装入窑内。吹进窑内的还原剂的分布长度系从窑的排料端量起。假如还原剂中的挥发性组分含量较低，则选择吹入混合物的细粒部分的比例时就应取较高的值，因为在这种情况下就应燃烧较多量的细颗粒还原剂，以便供给所需的热。假如挥发性组分的含量较高则所选用的比例就应在较低的范围内，因为这时被排出的挥发性组分燃烧时会供应更多的热量。在分离还原剂时所选用的筛眼网目应取决于煤的反应性质、挥发性组分的含量和窑内所需的工作条件。假如回转窑是在低的生产能力之下工作，则吹入的碳质物料所占总加入量的百分数就要在较高的范围内。

在最佳的实施方案中，固体碳物料的分离是用3-5毫米的筛分切割的。所谓“筛分切割”是指所用筛眼网目是在该范围内。大多数情况下在这样范围内筛分能取得特别好的工作条件。

在最佳的实施方案中，吹进的碳质物料混合物内含有15至30%的细粒部分和85至70%的粗粒部分。大多数情况下这样的混合比能取得特别好的工作条件。

在最佳的实施方案中吹进的固体碳质物料混合物的量为加入的总的碳质物料量的15至30%。大多数情况下这样的量能取得特别好的工作条件，特别是当炉料处理量高的时候。

还有一个特点是吹进的较粗部分的颗粒尺寸保持在上限值以下，而且系把颗粒尺寸大于这一上限值的粗粒在装料端加进回转窑内。可以在分离出较粗的和较细的部分之前把这些粗粒除去，或者在把上述两部分分离出来后再从较粗部分中除去这些粗粒。结果是吹进的粗的部分中不再带有过粗的煤粒，出料中将只含有少量的过剩炭，在窑内能获得更为稳定的工作状态。当还原剂中含有大量的和数量不定的粗颗粒时，除去这些粗粒就特别有效。

在最佳的实施方案中，吹进的粗的部分的颗粒尺寸应保持在上限值的为10至15毫米以下。这一限制会使回转窑内出现特别优良的工作状态。

在最佳的实施方案中，分离出的粗的和细的部分系送到各自的容器内，按照所需的量把粗的和细的部分从容器内取出并混合，把所得的混合物在排料端吹进入转窑内，多余的粗的和细的部分则分别从容器上面排出，并在装料端加入回转窑内。所指的“容器”包括溜槽，料仓和类似设备。在容器的下端装有排料装置以便按照所需量控制各个容器内粗的和细胞的部分的排出。多余量的粗的和细的部分则从容器上部排出并在装料端加进回转窑内。物料在排料端吹进窑内或在装料端加入窑内之前，各部分的料流入料仓内并按照所控制的量从其中排出。在这种情况下用很少的费用便可获得所需的由粗的和细的部分组成的混合物，而且与所供应煤的粒度分布的波动无关。

本发明的详细说明可参照实例。

回转窑的直径是4.8米，长80米。炉壳上装有八根风管和三组的喷嘴。空气是通过炉壳的风管和喷嘴组吹进窑内的自由空间，并且还通过喷嘴组吹进入炉料内。在窑排料端装有煤的吹入装置和中央燃烧器。

所使用的原料如下：

矿石：    铁含量    66.5%

水份含量    0.5%

颗粒尺寸    5至20毫米

加料速度    32，000公斤/小时

白云石    1至3毫米

加料速度    1，500公斤/小时

煤    固定炭    55%

挥发性物质    32%

灰分    13%

硫    0.6%

水分含量    6%

颗粒尺寸    0至15毫米＊

5毫米以下颗粒所占比例    波动于5至50%

实例1

把煤在装料端加入回转窑内，其量为12，500公斤/时。另外的煤是在排料端加入窑内，其量为5，000公斤/时，并分布在从排料端算起的25米长的区域内。

吹进的煤中5毫米以下的颗粒比例变动很大，结果排料端附近窑内的温度条件有很大变化。假如这些小颗粒的比例高，由于它们在窑的自由空间内迅速燃烧，温度显著升高，由于粗颗粒进入料层的速度较低，因而料层中的炭将贫化。其结果是，虽然窑的这部分温度较高，但金属化的程度则下降。高的温度会导致热点的产生，因而窑结的生产便增加。

产物：

海棉铁    21，800公斤/小时

颗粒尺寸    0至50毫米

10至15%    大于20毫米

金属化程度    85至90%

排出的非磁性物料

所占比例    2至15%

实例2

工艺和实例1相同只是用5毫米的筛子把煤筛分为5至15毫米的粗的部分和0至5毫米的细的部分。把这两部分分别存放在料仓内，并使用用皮带式的权重加料器按一定的比值从料仓取出，混合好后，从吹入装置吹进窑内。

在排料端吹进窑内的煤，其量为5，000公斤/时，其中0至5毫米颗粒为1200公斤/时，5至15毫米的颗粒为3，800公斤/小时。

在回转窑的末端，窑内气氛保持在1090℃的恒温。

产物：

海棉铁    21，800公斤/小时

颗粒尺寸    0至20毫米

1至2%    大于20毫米

金属化程度    93至96%

排出的非磁性物料

所占比例    8至11%

本发明的优点在于回转窑的最终区域排料端的正前方能保持极稳定的工作条件。由于还原剂是分成粗的和细的部分并按一定比例混合，甚至当供应的煤中细颗粒的含量经常有频繁的波动时这一比例仍能正确保持恒定。结果是窑内的温度条件和炉料中的炭含量实质上都能保持为常数，而且可以迅速改变，需要时可以控制。可以用这样的方法调整和改变这一比例：用一个吹入装置来工作，在窑内飞机场的细颗粒煤的迅速燃烧可使温度保持恒定，并使空气中携带的氧含量的消耗迅速而恒定，窑内气氛中飞扬的较粗的煤只能很慢地燃烧。结果是吹进的煤能以恒定的速度进入料层中。

Claims (7)

1、一项在回转窑内直接还原含氧化铁的物料以生产海棉铁的工艺，其中炉料与炉内气氛呈逆流方向移动通过回转窑，在回转窑的装料端加入具有高含量挥发性组分的固体碳还原剂，在回转窑的排料端吹入具有高含量挥发性组分的固体炭还原剂并使它分布在窑长的一部分的炉料上，含氧的气体则从炉壳的多数位置上通过回转窑内，其特征是具有高含量挥发性组分的固体碳还原剂系分成粗的和细的部分，把一部分粗的和一部分细的混合起来，用吹气装置在排料端把所得的混合物吹进回转窑内；所述的混合物含有10至40%的细的部分和90至60%的粗的部分，且吹进的量为加入的固体炭还原剂总量的50%，吹入的混合物分布在窑长的50%的区域内，剩余的固体碳还原剂在装料端加入回转窑内。

2、按照权利要求1的工艺，其特征在于固体碳还原剂系用3至5毫米的筛子来筛分。

3、按照权利要求1或2的工艺，其特征在于吹进炭还原剂混合物含有15至30%的细的部分和85至70%的粗的部分。

4、按照权利要求1至3的工艺，其特征在于吹进的固体炭物料混合物的量为加入的总的炭质物料量的15至30%。

5、按照权利要求1至4的工艺，其特征在于吹进的粗的部分的颗粒尺寸要维持在一上限值以下，而且分离出的粒度大于上限值的粗颗粒在加料端加进回转窑内。

6、按照权利要求5的工艺，其特征在于吹入的粗的部分的颗粒尺寸要保持在上限值10至15毫米以下。

7、按照权利要求1至6的任一项的工艺，其特征在于分离出的粗的和细的部分是送入各自的容器内，按照所需的量把粗的和细的部分从容器取出并混合，在排料端吹进所得的混合物;多余量的粗的和细的部分则分别从容器上部排出，并在装料端加入回转窑内。