[发明专利]一种还原炉及生产直接还原铁的装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种还原炉，尤其涉及包括还原炉的煤基直接还原铁生产装置，属于直接还原铁生产设备技术领域。

背景技术

    现有直接还原铁的生产主要分为气基法和煤基法。其中采用煤基法生产直接还原铁能够使产量上规模，因此是生产直接还原铁的首先方法。煤基法直接还原铁的生产工艺和设备主要有下列几种：

    1、回转窖生产工艺：目前回转窖工艺是煤基法直接还原铁生产的主流工艺。有德国的克虏伯法(Krupp—CODIR)及鲁奇法(SL／RN)，印度的阿卡尔法(ACCAR)、西尔法(Si 11)、梯第尔法(TDR)，以及英国的戴维法(DRC)等等。其中，德国的CODIR法最为典型，在煤基法直接还原铁中占据了重要地位，其优点如下：产品出窖后经磁选能提高铁的品位，产品质量较好，成为电炉冶炼优质钢的洁净铁源之一，能够连续、稳定地进行规模化生产，设备作业率较高，在各种回转窖工艺中具有较为突出的优势，且技术日趋成熟，但其存在的缺点与不足有：炉料在随窖体转动时极易造碎，因而常会因粉末和煤灰粘连在窖体上并形成“结圈”而损坏炉衬，造成事故，使作业率下降，同时受“结圈的影响，会造成还原温度偏低，最高温度只能达到1100℃左右，另外还会影响还原速度，而且煤质要求过高，要求煤的灰熔点必须高于1280℃，否则会继续“结圈”，影响单台设备的生产能力。我国已建成并投入使用的回转窖工艺有三种；一步法、二步法和冷固结球团法。一步法是先把细磨的铁精矿进行造球，在链篦机上干燥、预热到900℃后直接送入回转窖进行固结和还原，所有工序在一条流水线上连续完成。二步法是先把细磨的铁精矿进行造球，经1300℃的高温氧化焙烧后制成氧化球团，再送入回转窖进行还原，制成成品。冷固结球团法是在磁铁矿精粉中加入少量复合粘结剂造球，在200℃的低温下干燥固结后，再送入回转窖进行还原，省略了高温焙烧氧化固结的过程。

2、转底炉生产工艺：转底炉由于其反应速度快，原料适应性强等诸多优点，近年来得到快速发展，转底炉主要有Fastmet、Inmeto、Comwet这三种，其中机械化、自动化程度较高的是Fastmet法，具有先进、经济、可靠的优点，由美国Midrex直接还原铁公司和日本神户制钢于60年代开发出来的直接还原铁法。其优点是：能使原料中的矿、煤粉紧密结合，在高温下只需10—20min即可快速还原，生产周期短，原料在炉底不运动，能随炉底前行，故不会造碎，对矿、煤粉球强度要求不高，能量利用率高，还原产物C0经二次然烧放出大量热能，该热能相当于总供给热量的一半(国外报道为三分二)，原料中含有的有害杂质(锌、铅、砷)在转底炉中可以部份或大部份挥发进入烟气中，有利于从烟气中得到回收，炉内为微负压系统，无烟气泄出，无工业污染水，烟气中S0₂排放量大大低于烧结矿，投资成本低于同等生产规模的回转窖生产工艺。其缺点是：转底炉产品含铁品位低（TFe<85％），含硫高(硫O.1～O.2％)，产品难于直接作为炼钢生产用原料，只能作为高炉炼铁的小量原料，即当加入量较小时，可提高高炉产量，降低焦比，但当加入量较大时，可能会对高炉冶炼产生影响，另外设备运转部件多，运行维护难度大，产品的质量及稳定性有待考证。总之，转底炉还原装置的应用正进一步改变我国直接还原铁生产的格局，呈现出大好的发展热潮。

3、隧道窖生产工艺：国内除采用回转窖生产直接还原铁外，还采用隧道窖生产直接还原铁，计划建设100多座回转窖，年产量达400万吨，现己建成70座，还原铁产量为30万吨。隧道窖工艺采用铁矿粉和还原煤间接加热的方式来还原，其缺点是：热效率低、能耗高，每吨直接还原铁要消耗500—650Kg的还原用煤，还要消耗450—550Kg的加热用煤，生产周期长(48—76h)，污染严重(还原煤灰、废还原罐等固体废弃物多，粉尘多)，产品质量不稳定、单机生产能力难于扩大，因此，隧道窖工艺不是我国今后直接还原铁发展的方向。

发明内容

针对上述现有技术存在的种种不足，本发明提供一种铁转化率高，煤耗低的还原炉。

本发明的另一个目的在于提供一种包括还原炉的清洁式直接还原铁生产装置。