[发明专利]一种铁矿石回转窑高温直接还原物料冷却的隔氧方法

说明书

本发明针对传统回转窑直接还原后的高温金属化物料在输送和冷却过程中出现的二次氧化问题，提供了一种铁矿石回转窑高温直接还原物料冷却的隔氧方法：在回转窑还原后的高温金属化物料输送和冷却过程中，通过在高温物料下料管内吹入带压水蒸汽，水蒸汽从喷嘴喷出后与残炭中的碳发生水煤气反应而产出Hsubgt;2/subgt;和CO，Hsubgt;2/subgt;和CO作为还原性气氛可使高温金属化物料与空气隔绝，从而可防止高温还原物料在输送和冷却过程中产生的二次氧化。无氧保护后的水煤气逆流进入到回转窑内，作为燃料进行利用；水煤气反应的强吸热可使高温还原物料的余热得到回收利用；高温还原物料经过水煤气反应降温后，降低了滚筒式冷却器的冷却负荷，提高了高温还原物料的冷却效率。

技术领域

本发明涉及一种铁矿石回转窑高温直接还原物料冷却的隔氧方法，属于直接还原铁技术领域。

背景技术

铁矿石回转窑直接还原作为非高炉炼铁的主要技术之一，其以工艺流程简单和经济性好等优越性得到普遍关注，该工艺将粉状含铁原料制成含碳球团，球团加入到回转窑后，在窑内温度1000-1250℃的还原区将含碳球团中的铁氧化物还原为金属化球团。

铁矿石从铁矿石料斗加入后进入到回转窑内，物料在回转窑的旋转作用下，从回转窑入料端往出料端方向移动，物料在窑内移动过程中与逆流而来的烟气进行直接换热，物料温度在不断升高过程中与从出料端经粒煤喷枪喷入的还原煤进行混合，可使高温铁矿石得到还原。物料加热采用窑头烧嘴外供的燃料经燃烧后产生的火焰作为热源。焙烧完成的物料从高温焙烧物料排出口排出后进入到下料溜槽中，再经螺旋给料器、冷却器物料入口进入到滚筒式间接冷却器内。高温还原物料在滚筒式间接冷却器内与冷却介质进行间接换热，冷却后的物料从冷却器物料出口排出，再经下料溜槽、螺旋给料器得到常温焙烧物料。

球团在回转窑内经高温还原后，从回转窑排出的球团温度高达950-1150℃，高温球团中金属铁与氧化性气氛接触后极易发生氧化，使金属铁氧化为铁氧化物，造成金属化球团的金属化率降低，氧化性气氛可以是空气、CO₂、H₂O中的一种或任意几种混合物。为使回转窑还原后的高温金属化球团在无氧化情况下进行输送和冷却，需对还原后的高温金属化球团进行隔氧保护。

球团在回转窑内还原过程中，为提高还原产品的金属化率，一般在球团中喷入过量的煤炭作为还原剂，球团还原后其内部残留有少量的残炭，高温的残炭与还原金属化球团混合物一起从回转窑的出料端排出，混合物料再经无氧冷却后，还需进行干式磁选，才能得到高品位的金属化球团。

目前在回转窑还原后的高温金属化球团在输送和冷却过程中，尽管在输送和冷却设备的入出端均设有螺旋给料器，通过入出口端的料层厚度进行隔氧密封，但由于高温金属化球团之间存在间隙，料层厚度密封很难实现完全的隔氧操作，同时当高温金属化球团输送和冷却的设备入出口存在温度差和高度差时，冷空气在输送和冷却设备内部从低温端进入而从高温端排出，从而在输送和冷却设备内产生了气流流动，就使高温金属化球团产生二次氧化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有铁矿石回转窑直接还原工艺存在高温金属化球团在输送和冷却过程中存在的二次氧化、回转窑需外供燃气以及还原后物料需进行金属化球团与残炭分离的问题，提出一种铁矿石回转窑高温直接还原物料冷却的隔氧方法。

本发明铁矿石回转窑高温直接还原物料冷却的隔氧方法，由以下设备和方法完成：

设备：包括与回转窑的高温焙烧物料排出口连接的高温物料下料管，所述高温物料下料管连接冷却器的物料入口，所述高温物料下料管上设有蒸汽通入装置，所述蒸汽通入装置设置于靠近高温物料下料管入口端，所述蒸汽通入装置包括蒸汽管道，所述蒸汽管道连接蒸汽环管，所述蒸汽环管内侧设有蒸汽出口，所述蒸汽出口与高温物料下料管内部相连通，所述高温物料下料管内靠近出口端设有螺旋给料器；所述冷却器为滚筒式间接冷却器，所述滚筒式间接冷却器上设有冷却介质入口和冷却介质出口，所述滚筒式间接冷却器的物料出口连接常温物料下料管，所述常温物料下料管内设有螺旋给料器。