[发明专利]一种生产还原铁粉用优质海绵铁的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产还原铁粉用优质海绵铁的方法及配套设备，能够使用超级铁精矿粉/轧钢铁鳞等含铁氧化物（Fe≥71.5%）生产出满足粉末冶金行业还原铁粉用的海绵铁，同时也能够使用普通铁精矿粉/高品位块矿等（Fe≥68%）生产钢铁行业用炼钢海绵铁。

背景技术

直接还原铁，简称DRI(Direct Reduction Iron)，也称海绵铁，是用高品位铁矿、球团矿或轧钢铁鳞等杂质含量低的含铁氧化物在固态直接还原生产的冶金产品，其化学成分稳定，杂质含量少，可作为优质废钢的代用品，炼钢中配加直接还原铁是控制、稀释钢中有害元素的重要手段之一，同时也是改善钢材质量、增加钢材品种、发展钢铁冶金超短流程的重要原料，因此它成为世界各国具备资源条件的地区发展钢铁工业的选择；除此之外，直接还原铁还可以用作转炉炼钢冷却剂、高炉炼铁用的还原球团、水处理脱氧剂、有色冶金置换剂等；用超级铁精矿粉/轧钢铁鳞等含铁氧化物（Fe≥71.5%）生产的高品质海绵铁经过二次还原还可以供粉末冶金行业生产还原铁粉使用，市场前景十分广阔。

粉末冶金是一门金属粉末的制取和以金属粉末或金属粉末与非金属的混合物为原料，经压制成形、高温烧结等工序加工制造各种零件和材料的新兴工艺方法和技术，属于新工艺、新技术、新材料领域。因技术含量高，又属于典型的节能、节材项目而倍受重视，世界各国均将其列入重点发展的高新技术产业。金属粉末是生产粉末冶金零件与材料的基础原料，是粉末冶金产业的基础，其中铁粉是一种应用最广泛，用量最大的一种金属粉末，约占金属粉末总产量的80～85％。用铁粉制造机械零部件时，其材料利用率达95%以上，而用金属材料切削加工时，其材料利用率在45%左右，国际上普通认为1吨铁粉的产品相当于3吨钢材的利用率。世界各国都非常重视铁粉的生产，全世界每年生产100多万吨铁粉，我国已达30余万吨的生产能力，其中还原铁粉产量占60%，能否生产出优质海绵铁是关系到能否生产还原铁粉的关键工序。

以往粉末冶金行业生产还原铁粉用优质海绵铁主要采用以下工艺：“超纯铁精矿粉/轧钢铁鳞等→烘干→磁选→粉碎→筛分→装罐→隧道窑→卸罐→清刷→优质海绵铁”。生产优质海绵铁是生产还原铁粉的关键工序，传统粉末冶金企业生产优质海绵铁所使用的是隧道窑，多年来国内还原铁粉生产厂家也对隧道窑进行了大量改进，部分隧道窑也实现了机械化装卸罐操作，加热方式也由原来的煤加热改进为发生炉煤气/天然气/煤层气等，生产环境比以前有所改善，但是仍然存在以下问题：

1、机械化装卸罐装置运行不稳定，导致很多企业不得不改为人工装罐，致使生产人员劳动强度增大；2、隧道窑生产运行成本高，由于台车上的反应罐要不断经过“预热→高温→冷却”因此造成反应罐寿命很低，生产吨铁粉反应罐耐材损耗就占到成本的1/3左右，同时损坏的反应罐再处理很麻烦，很容易造成环境污染；3、隧道窑生产环境差，装卸罐过程中粉尘污染大；4、机械化程度不高，生产效率低；5、占地面积大；6、热能利用低。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的问题，而提供一种既可以生产还原铁粉用优质海绵铁也可以生产炼钢用海绵铁的生产工艺和配套设备。

一种生产还原铁粉用优质海绵铁的设备，包括防偏析布料小车、组合反应罐竖炉、煤气回收系统、排烟系统、燃气系统、专用燃烧器、空气预热系统、真空负压吸送系统、冷却系统、变频调速出料系统、滚动筛分系统、储料罐、储料仓，其特征在于：防偏析布料小车、煤气回收系统分别安装在组合反应罐竖炉的顶部，排烟系统、燃气系统、专用燃烧器、空气预热系统分别安装在组合反应罐竖炉的四周，冷却系统安装在组合反应罐竖炉出料口与变频调速出料系统之间，变频调速出料系统的出料口对着滚动筛分系统进料口，滚动筛分系统与储料罐之间安装真空负压吸送系统，真空负压吸送系统另一端连接到车间外细粉储料仓，燃气系统的燃气和空气预热系统的预热空气均进入专用燃烧器。

所述的组合反应罐竖炉是由长寿命Si₃N₄结合SiC组合反应罐砖砌成。

所述的储料罐为带有保护气氛。

本发明的排烟系统、燃气系统、专用燃烧器、空气预热系统、冷却系统、变频调速出料系统、滚动筛分系统、储料罐、储料仓等均采用现有结构。

一种生产还原铁粉用优质海绵铁的方法，其特征在于按以下步骤进行：