[发明专利]一种用于隧道窑生产海绵铁的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其是海绵铁生产工艺。

背景技术

直接还原铁(DRI)在我国俗称海绵铁，其生产方法有很多种，煤基隧道窑法为其中之一。煤基隧道窑法很适合我国国情，该工艺的工序环节少，设备简单，运行稳定，同时不用焦碳，避免了铁水生产过程中必不可少的重污染工序——焦化、烧结，产品质量均匀、稳定可靠。但是，其反应时间长，能耗高，利用系数，即每立方米窑容积日产量甚至不及高炉的十分之一，产能太低，生产成本高，因此，逐渐成为了淘汰工艺，大部分已建成的生产线均已停产。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于隧道窑生产海绵铁的工艺。

实施本发明所采用的技术方案是，对原料、还原剂、添加剂混合、球磨，得到球磨料；球磨料与水或球磨料与水及发泡剂充分混合，得到混合料；用耐热钢罐装混合料并进入隧道窑，控制反应温度800～850℃，时间2～3小时，得到反应料；将反应料用干式球磨机球磨；用带旋转磁场的多级旋风除尘器进行精选分级，得到成品料；

所述原料为铁矿石和/或铁的氧化物，所述还原剂为无烟煤或褐煤；所述添加剂为脱硫剂碳酸钙；所述液态发泡剂为石脑油、正戊烷、正己烷、正庚烷的一种或多种。

进一步，所述隧道窑中气流呈旋流状态，隧道窑的冷却段侧面鼓冷风，从隧道窑冷却段靠近保温段侧面吸出热风，再用热风将煤粉喷入保温段进行燃烧；从隧道窑预热段侧面气流前点吸出热烟气，再将热烟气从预热段侧面气流后点鼓入。

本发明的有益效果是，与现行隧道窑工艺相比：产能提高10倍，隧道窑单位产能可达2～4T/m³d^-1，达到甚至超过高炉水平；综合能耗比原隧道窑低50％；由于反应温度低，反应罐和窑炉设备使用寿命延长；根据不同原料和不同煤种，试验出最佳配比，可使出窑产品含煤粉量很少，减少环境污染；整个工序除对燃煤烟气应进行环保处理外，次生污染少、产品质量高。按本工艺对铁鳞进行试验，全铁品位达97％，金属化率最高达99.63％，铁回收率大于95％，工序过程基本可避免二次氧化，有利于保证产品质量。对61.54％的磁铁矿进行试验，全铁品位达到86.3％，铁回收率88％。

附图说明

图1是本发明实施例工艺流程图。

具体实施方式

参见图1，将还原煤粉、氧化铁原料和添加剂按一定比例混合干式球磨至-120目，然后加发泡剂和水调匀，装罐，反应罐用耐热钢制造，半密封状态，即只留反应气体排出口，然后装入窑车进隧道窑。隧道窑的运行方式与常规隧道窑基本相同，采用热风喷煤方式，调整布风状态，控制反应罐内温度800～850℃，保温时间2-3小时左右；冷却段取消水箱急冷，改为吹冷风，然后取热风助燃。窑车冷却出窑后，取出罐内产品，采用双筒平动球磨机对产品干磨，该机配有带旋转磁场的多极旋风除尘器，可对产品分质分级，即获得海绵铁成品。

控制窑车行进速度和燃烧煤粉的喷入量，冷却段快速冷却，保温段充分燃烧，预热段的烟气热充分利用，窑内和窑底风压平衡。出窑的烟气分别进入烘干炉对原料、原煤、添加剂，燃烧用煤进行烘干，使其水份含量降到5％以下，燃烧用煤球磨至-200目。

原料为铁矿石和/或铁的氧化物，包括泥状矿、鲕状矿等；还原剂为无烟煤或褐煤；添加剂为脱硫剂碳酸钙；液态发泡剂为石脑油、正戊烷、正己烷、正庚烷的一种或多种。

隧道窑中气流呈旋流状态，隧道窑的冷却段侧面鼓冷风，从隧道窑冷却段靠近保温段侧面吸出热风，再用热风将煤粉喷入保温段进行燃烧；从隧道窑预热段侧面气流前点吸出热烟气，再将热烟气从预热段侧面气流后点鼓入。

出窑后的窑车冷却到略高于常温即可进卸料设备卸料，最后采用双筒平动球磨机干磨，双筒平动球磨机参见专利号2005100322913，该球磨机配用带旋转磁场的多级旋风除尘器，可对产品进行精选分级，需及时包装，防二次氧化。

本工艺对各种氧化铁都能充分还原，包括泥状矿、鲕状矿。实验对铁鳞还原所获海锦铁全铁品位97％，金属化率达99.63％，铁回收率95％；对全铁61.54％的磁铁矿还原，全铁品位达到86.3％，铁回收率88％。本工艺对增加我国DRI产量，改变现有进口状况，甚至对短流程炼钢这一重大技术开发领域都能产生重大影响。