[发明专利]一种分段处理铁矿石的转底炉设备及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁生产领域，特别涉及一种分段处理铁矿石的转底炉设备及处理方法。

背景技术

转底炉由轧钢用的环形加热炉演变而来，距今已有30多年的历史。转底炉起初用来处理钢铁生产过程中所产生的含铁、含锌粉尘，以及其它含铁废弃物、含铬氧化物、生产不锈钢时的废弃物。随着资源和环保压力日益突出，转底炉技术逐步受到钢铁行业的关注，并向钢铁生产主流程迈进。近十余年来，转底炉技术移植到炼铁生产的探索使得转底炉成为直接还原设备，利用转底炉进行钢铁生产的相关工艺已经得到充分发展，并成为最新的煤基炼铁工艺之一，在铁矿石的熔融还原、钢铁厂含锌粉尘的配碳还原等领域中都已经得到了应用。转底炉已经成为生产海绵铁、金属化球团和珠铁的设备。

转底炉技术是将含铁矿物或粉尘、煤粉和粘结剂混合造球，干燥后通过布料机均匀铺在转底炉的炉底上，炉底以一定速度旋转运动，矿料在20~30分钟内经历预热段、还原段和冷却段，最后还原为金属化球团或珠铁的工艺。转底炉在进行生产时，炉内能量通过烧嘴中煤气、天然气或油的燃烧供给，炉内产生的废气温度很高，可通过蓄热室和换热器回收热能，从而把煤气和助燃空气预热到指定的温度，以用于生球的烘干，所述煤气和助燃空气最后经过除尘排入大气。

与其它炼铁方法相比较，基于转底炉的炼铁方法具有独特的优势：完全的煤基炼铁，无需焦炭；对原料、燃料和还原剂的要求比较灵活，对原料机械强度要求不高；采用敞焰加热，加热温度比其它直接还原工艺中的加热温度高，因而还原后易于形成颗粒较粗大的铁珠，而且还原速度快，在20~40分钟内即可完成，生产效率较高；工艺简单，设备的构造比较简单，投资费用相对较低；工艺操作简单，易于掌握。然而实际生产中，除了规模较小外，还存在以下不足：

(1)一般来说炉内气氛分为两阶段，前段是氧化气氛，要求迅速提高物料温度；后段是还原气氛，以利于迅速还原。这在中小型炉中较难控制，而且理论研究证实铁氧化物的还原是分段进行的，在较低温时即可全部完成，在此阶段没有必要将炉温保持得很高。

(2)转底炉内加热所用的硅钼棒长期在高温下工作容易烧断，使用寿命较短，不断地更换硅钼棒会降低转底炉的炉龄，还影响工作效率。

随着进口铁矿石价格的日益上涨，迫切需要我们加快开发利用国内铁矿石的步伐。我国铁矿石资源储量巨大，但贫矿多富矿少，伴生夹杂矿较多，针对贫矿需要严格选矿获得铁精矿才能用于生产，针对难以处理，或者难以综合回收利用的复杂矿，如高磷矿、稀土矿和硼镁矿，设计新的生产工艺势在必行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的炼铁设备炼铁规模小、使用寿命短等缺陷，从而提供一种能够分段温控的冶炼设备。

为了实现上述目的，本发明提供了一种分段处理铁矿石的转底炉设备，包括：炉体、转动炉底、传动部分、电气控制部分以及活动隔墙装置；其中，所述的炉体包括炉壁与炉顶；

在所述炉壁外侧上高于炉底400~1000mm的部位以一定的距离呈圆环形间隔安装50~100个煤气烧嘴，在每个煤气烧嘴的上方还各自安装有一个二次风喷嘴；所述煤气烧嘴和二次风喷嘴均能够单独控制；

在所述炉体内靠近炉顶处安装有圆周轨道，在所述圆周轨道上悬挂有两套活动隔墙装置，所述两套活动隔墙装置沿着所述圆周轨道在转底炉的入料口和出料口之间移动；所述活动隔墙装置的高度略低于所述炉体的炉高，保证铺满生球的转动炉底旋转时不会与所述活动隔墙装置接触；所述活动隔墙装置将转底炉内部按照温度的不同分隔为三段：1000~1200℃的低温还原段、1300~1400℃的高温熔融段、500~900℃的冷却段；

所述炉壁的外侧均匀布置10~20组水冷管，每组均由单独阀门控制。

上述技术方案中，所述低温还原区间占整个炉内圆周的50~70%，高温熔融区间占整个炉内圆周的20~30%，冷却区间占整个炉内圆周的10~30%。

本发明还提供了一种基于所述的转底炉设备所实现的分段处理方法，包括：

步骤1)、首先根据矿料确定最优生产温度和各生产阶段所需时间，结合生产中炉底旋转速度，计算每个温度区所占炉体的圆周比例；

步骤2)、根据步骤1)的计算结果移动炉体上部的活动隔墙装置，将炉内分隔为低温还原段、高温熔融段与冷却段，并将所述低温还原段、高温熔融段与冷却段维持在一定比例；

步骤3)、开启炉壁上相应位置的煤气烧嘴，保证炉内各区间的生产温度。

本发明的优点在于：