高效梯级叉分式回转还原炉的制作方法

文档序号:10456420阅读:517来源:国知局
高效梯级叉分式回转还原炉的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于有色金属冶金领域,具体涉及一种高效梯级叉分式回转还原炉。
【背景技术】
[0002] 红土镍矿占全球镍资源的70%以上,储存量远大于硫化矿,有资源优势,近年鲜有 大型硫化镍矿发现;加大红土镍矿开发成为必然。
[0003] 2010年,世界镍消费量146.4万t,中国镍消费53.4万t,占全球镍消费量36%左右。 镍消费在各行业中越来越多的应用,特别是在不锈钢生产应用中占60%。而不锈钢的使用 越来越广泛,不锈钢生产使用镍铁比例逐年在增加。
[0004] 传统镍铁的冶炼主要有高炉冶炼、电炉还原冶炼和回转窑干燥-回转窑还原-电炉 还原冶炼(RKEF工艺)。上述方法,都能生产出不同品位的镍铁产品。然而,高炉冶炼和电炉 还原冶炼均不同程度地存在污染重、能耗高、资源利用水平低的问题。
[0005] 而大型焙烧还原回转窑是整个红土镍矿冶炼工艺流程中关键设备之一,矿石经干 燥后进入回转窑,在回转窑内加热到800°C后去除矿石表面水分及结晶水,并部分还原矿石 中的铁、镍和钴氧化物,进入电炉熔炼。
[0006] 回转窑工艺与RKEF、高炉法或电炉法等工艺相比有如下优点:
[0007] (1)熔炼的主要能源为煤,而不是昂贵的焦炭或电能。
[0008] (2)原料的自由选择,可用东南亚的各种红土镍矿。
[0009] (3)所产高镍镍铁质量高(含Nil0%_20%左右),可直接用作不锈钢的生产原料。 [0010] (4)同时可作为钢水熔炼时的冷却剂。
[0011] 然而回转窑工艺最大的问题在于熔炼过程中的结圈问题,为了清理结圈,回转窑 平均半个月到一个月(最长两个月)就要进行停机维修,打掉结圈后才能继续生产,这对于 生产的连续性影响非常大,严重影响生产的进程,现有的解决方案都是在优化还原温度、还 原剂的配料比等方面做努力,最多只能延缓结圈进程而无法彻底解决回转窑结圈造成的生 产工艺不连续(除圈周期15天以上并严重损伤回转窑耐火材料),需经常停机维修的问题。 【实用新型内容】
[0012] 本实用新型的目的在于提供一种高效梯级叉分式回转还原炉,该回转还原炉将易 于结圈的熔炼段与干燥和预还原段分开,并且将熔炼段设为两组,一组为生产组进行生产, 另一组为备用组,当生产组出现结圈而不适于生产时,备用组转换为生产组进行生产,而原 生产组转换为备用组进行去除结圈的作业,从而实现生产的连续性。
[0013] 为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
[0014] 本实用新型提供一种高效梯级叉分式回转还原炉,包括:一主窑身,两个副窑身, 一梯级叉分式主支架;
[0015]其中,该主窑身由主窑身支架组托设,该主窑身支架组上设有托轮,与套设于主窑 身上的大齿圈咬合,从而支撑该主窑身,该主窑身支架组上还设有使该主窑身在托轮上旋 转的驱动及传动装置,该主窑身呈倾斜放置,位置相对较高的上端为主窑身窑尾,位置相对 较低的下端为主窑身窑头,该主窑身靠近该主窑身窑尾端为干燥段,紧邻干燥段并至该主 窑身窑头端的部分为预还原段;
[0016]该两个副窑身分别设于主窑身两侧,并接近于主窑身窑头位置;各该副窑身分别 由一副窑身支架托设,各该副窑身支架上设有托轮,与套设于各该副窑身上的大齿圈咬合, 从而支撑各该副窑身,各该副窑身支架上还设有使各该副窑身在托轮上旋转的驱动及传动 装置,各该副窑身呈倾斜放置,位置相对较高的上端为副窑身窑尾,位置相对较低的下端为 副窑身窑头,各该副窑身整体设为熔炼段;
[0017]该主窑身和各该副窑身的斜度的为2.5%,并且主窑身窑头位置高于副窑身窑尾; [0018]该梯级叉分式主支架呈"个"字形,该梯级叉分式主支架的上部的"人"字部分为输 出部,支架下部为支撑部;该输出部由中空的管道构成,"人"字顶部开口,用于承接主窑身 窑头送出的红土镍矿,在开口内部设有一可左右摆动的控制闸门,用于控制预还原料的输 送方向;"人"字底部左右两端各有一水平开口的出料口,各该出料口,与各该副窑身窑尾通 过密封部分别连接。优选地,所述主窑身和所述副窑身内部窑壁上由镁铝尖晶石复合砖砌 筑成3-5道环形挡料坝,该挡料坝与副窑身垂直,高度为相应窑身直径的八分之一至十分之 〇
[0019] 本实用新型所用高效梯级叉分式回转还原炉直接还原红土镍矿生产镍铁的过程 中相关的其他设备,如压球设备、混料设备、进料设备、喷煤设备(如喷煤管,鼓风机,粉煤仓 等)、烘干设备、烟气除尘和净化设备等均使用现有技术设备。
[0020] 其中,根据回转窑型号的大小匹配两通道、三通道或四通道的不同喷煤燃烧装置 喷吹烟煤燃烧发热,具有燃烧充分,火焰活泼有力,不伤窑皮,可维修性强,后期维修费用 低,工作性能稳定可靠。
[0021] 本实用新型的优点为:
[0022] 1.改变回转窑结构
[0023]本实用新型提供的高效梯级叉分式回转还原炉将窑身的熔炼段(副窑身)与干燥 段和预还原段(主窑身)分开,并且配备两个熔炼段,当一个熔炼段发生结圈情况时,控制阀 门可以控制红土镍矿预还原料进入另一个熔炼段继续生产,而该结圈熔炼段则进行停机清 理,使得整个生产过程得以连续进行,无需在熔炼段结圈时将整机进行停机处理,造成生产 的中断;同时在除掉结圈过程中往往会破坏回转窑的耐火材料层,红土镍矿烧熔状态对耐 火材料的侵蚀也较大,采用将熔炼段与干燥段和预还原段分开,在除圈时仅会损伤熔炼段 的耐火材料而不会将回转还原炉整体的耐火材料破坏,从而无需全窑更换耐火材料,节约 了成本。
[0024] 2.优化回转窑结构
[0025]为了防止梯级叉分式回转还原炉结圈,还对其内部设计进行了优化:使用高温防 腐耐火材料镁铝尖晶石复合砖在窑内(主窑身和副窑身)砌筑成挡料坝,使得物料在窑内停 留时间延长,分布均匀,受热均匀,防止由于受热不均造成的结块。
[0026]本实用新型的有益效果在于:
[0027]本实用新型提供的高效梯级叉分式回转还原炉及采用该回转窑直接还原生产镍 铁的方法,可通过改变原有回转窑的结构以及控制结圈条件,使得回转窑只需一年彻底停 机一次进行维修即可,而不是像过去那样半个月到一个月就停机维修一次,实现了生产的 连续性,提高镍铁回收率,节约冶炼成本。
【附图说明】
[0028] 图1为本实用新型提供的梯级叉分式回转还原炉的侧视图。
[0029] 图2为本实用新型提供的梯级叉分式回转还原炉的俯视图。
[0030] 图3为本实用新型提供的梯级叉分式回转还原炉的主窑身窑尾端视图。
[0031 ]图4为本实用新型提供的梯级叉分式回转还原炉的主窑身窑头端视图。
[0032] 图5为本实用新型提供的梯级叉分式回转还原炉的整体结构的立体示意图。
[0033] 图6为本实用新型提供的梯级叉分式回转还原炉的梯级叉分式主支架的剖面图。
[0034] 附图标记
[0035] 1:主窑身;2:副窑身;3:主窑身支架组;4:副窑身支架;5:电机;6:梯级叉分式主支 架;61:输出部;62:支撑部;63:出料口;64:密封部;7:托轮;8:齿轮;9:大齿圈;11:主窑身窑 尾;12:主窑身窑头,13:副窑身窑尾;14:副窑身窑头;15:控制阀门。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步地说明。
[0037]实施例1试验设备
[0038]本实用新型所用主体设备:高效梯级叉分式回转还原炉:主窑身师m X 60m,其中干 燥段40m,预还原段20m,副窑身栖m X 20m,熔炼段20m;辅助设备由250 X 150mm颚式破碎机J 1500mm圆盘制粒机、烟气收尘系统、Testo360型烟气测试仪、终端控制系统等组成。
[0039] 如图1至图6所示,为本实用新型提供的一种从镍红土矿中冶炼镍铁的高效梯级叉 分式回转还原炉,包括:主窑身1、副窑身2,梯级叉分式主支架6;其中,该主窑身1由主窑身 支架组3托设,该主窑身支架组3上设有托轮7与套设于主窑身1上的大齿圈9咬合,从而支撑 该主窑身1,该主窑身支架组3上还设有使该主窑身1在托轮7上旋转的驱动及传动装置5,本 实施例中该驱动装置为电机5,其连接一减速机,并通过传动装置齿轮8传动给主窑身1;该 主窑身1呈倾斜放置,位置相对较高的上端为主窑身窑尾11,位置相对较低的下端为主窑身 窑头12,该主窑身1靠近该主窑身窑尾11端为干燥段,本实施例中长度为40m,紧邻干燥段并 至该主窑身窑头12端的部分为预还原段,本实施例中长度为20m;
[0040] 该两个副窑身2分别设于主窑身1两侧,并接近于主窑身窑头12位置;各该副窑身2 分别由一副窑身支架4托设,各该副窑身支架4上设有托轮7,与套设于副窑身2上的大齿圈9 咬合,从而支撑各该副窑身2,各该副窑身支架4上还设有使各该副窑身2在托轮7上旋转的 驱动及传动装置
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