[发明专利]步进式单体串联焙烧炉生产直接还原铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接还原铁的生产方法，尤其涉及一种步进式单体串联焙烧炉生产直接还原铁的方法，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

金属化球团是直接还原铁的一种，是重要的冶金原料，可用于炼铁或炼钢。直接还原铁生产工艺的原理，是将铁矿粉或含铁原料在低于铁的熔化温度的条件下进行还原反应，将铁矿中的氧夺走而形成金属铁。

传统金属化球团的制造工艺中，通常将以煤做还原剂来进行还原反应的方法，称为煤基直接还原法，其主要有回转窑法、隧道窑法和转底炉法，然而，上述传统方法均存在生产效率低、金属化率低等缺点。中国专利CN101148686A公开了一种隧道车底式快速还原炉直接还原铁的工艺，与传统隧道窑法相比，具有球团反应速度快、反应时间缩短、直接还原铁质量提升及产量提高的优点，然而，仍然存在如下缺点：工序能耗高，单位能耗高达900kcal/kg以上；生产效率低，炉内焙烧时间高达130分钟以上，严重制约产量提高；设备维护难度大，因设备损坏后，隧道窑内降温过程长，延长了维修时间。

中国专利CN1191377C公告了一种用含碳铁矿球团生产直接还原铁的方法，该方法用类似烧结球团的生产方法生产金属化球团，使含碳铁矿球团料层连续顺流还原焙烧，还原反应生成的CO在球团周围烧烧放热以加热球团，缩短传热距离，提高了生产率；但是，这种方法仍然存在以下缺点，由于料层厚度薄，生产效率低，单位炉底面积生产率仅为200kg/(m²·h)；金属化率不稳定，这是因为在该工艺中球团料层的底部比上部焙烧时间短，底部球团因还原时间过短而造成还原率低；若要保证底部球团的还原率，就需要延长焙烧还原时间，然而在底部料层进行充分还原时，含氧量高的气流就会穿过底部料层上升到料层上部，将已还原的金属再氧化，从而无法保证金属化率。

发明内容

本发明的目的是提供一种步进式单体串联焙烧炉生产直接还原铁的方法，该工艺具有生产率高、金属化率高并且稳定的特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的步进式单体串联焙烧炉生产直接还原铁的方法，包括如下工序：

造球将铁矿粉、煤粉和粘结剂混合压制成球团并经烘干，制取自还原球团；

装料向单体焙烧炉内依次装入下层燃料、自还原球团、上层燃料，形成厚度为400--900mm的料层；

焙烧在单体焙烧炉内，点燃所述上层燃料、加热焙烧自还原球团并引燃自还原球团上表面，形成还原焙烧层，并从上向下鼓入助燃风，同时从下部引风，使还原焙烧层从上向下扩展；在上部料层完成还原后，改变鼓风和引风方向，即从下向上鼓入助燃风，从上部引风，使下部料层完成还原，制得金属化球团。

进一步，所述料层中还包括垫底料，铺设在所述下层燃料与所述单体焙烧炉炉底之间，厚度为25--50mm。

其中，所述工艺，还包括如下工序：

单体串联将若干个单体焙烧炉串联成焙烧炉组，该焙烧炉组以步进方式移动，每次移动一个单体焙烧炉工作位，每个工作位的上部和下部分别设有风箱；每个单体焙烧炉移动到一个工作位时，与该工作位的风箱密封对接。

所述造球工序中，铁矿粉、煤粉和粘结剂按重量份配比为：铁矿粉68-74份，煤粉22-26份，粘结剂3-5份。

所述装料工序中，上层燃料、自还原球团和下层燃料的厚度分别为50--100mm、300--700mm、50--100mm。

所述助燃风为冷空气、热风、富氧冷风或富氧热风。

所述单体焙烧炉，包括筒形炉体，该炉体的上端面开口，下端面设有箅条，所述炉体壁的上、下两端设有密封装置，向上、向下分别与风箱密封连接；所述炉体壁外下端部相对设有轮对。

本发明提供的步进式单体串联焙烧炉生产直接还原铁的方法，采用单体焙烧炉来制取金属化球团，并在自还原球团料层的上下两面分别铺装燃料；在焙烧过程中，首先点燃上层燃料、引燃自还原球团上表面，形成还原焙烧层，并从上向下鼓入助燃风，同时从下部引风，使还原焙烧层从上向下扩展；在上部料层完成还原后，改变鼓风和引风方向，即从下向上鼓入助燃风，从上部引风，使下部料层完成还原，制得金属化球团。

在焙烧过程中，无论是从上向下鼓风、从下部引风，即上吹下引，还是从下向上鼓风、从上部引风，即下吹上引，均能通过调节风压和风量，使整个料层的球团焙烧温度稳步上升并保持在1000-1350℃，并能控制炉内气体的气氛，保障充分的还原温度及时间，使整个料层上下部球团均得到充分还原。