专利名称：利用含铁副产物制备熔融还原铁的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用含铁副产物制备熔融还原铁的方法及装置，更详细地，涉及包括下述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的方法及装置，即，将在炼钢厂生成的含铁副产物中的湿式炼钢污泥、炼钢粉尘混合或将湿式炼钢污泥和轧制铁鳞混合之后，使含水分的混合物在转炉中成型为成型原料，然后在熔炉以燃烧器火花温度熔融成型原料，之后进行冷却，从而制备出硫含量低且优质的熔融还原铁。
背景技术：
通常，炼钢厂生成的含铁副产物有高炉污泥、炼钢厂的炼钢污泥、炼钢粉尘、热轧油污泥以及轧制铁鳞(Mill Scale)等。上述的污泥、炼钢粉尘及轧制铁鳞大部分为工业废弃物，以往，为了循环利用废弃 物，制备成另外的产品来使用。但是，上述的高炉污泥、炼钢厂的炼钢污泥、炼钢粉尘、热轧油污泥以及轧制铁鳞等大部分为粉末状态或者含有大量水分的污泥，不能单独循环利用，因而，与粘结剂混合之后，用另外的成型机压制来制备成团矿形态，然后进行使用。按照如上所述的方式制备成团矿形态而循环利用的产品有粉尘团矿、污泥压制砖(Sludge Pressed Brick, SPB)、冷固结球团(Cold BondedPellet, CBP)以及轧制铁鱗球团(Mill Scale Pellet，MSP)等产品。近年来，在制备成团矿形态之后，在高温炉中仅还原表面的产品有热压块铁(Hot Briquette Iron, HBI)、直接还原铁(Direct Reduced Iron,DRI)等，这些产品(即上述粉尘团矿、污泥压制砖(SPB)、冷固结球团(CBP)、轧制铁鳞球团(MSP)、热压块铁(HBI)及直接还原铁(DRI)产品的使用用途例如有在高炉、电炉中用作主副原料，在电炉用作冷却剂、氧化剂及废铁代替物等。另一方面，上述在炼钢厂生成的炼钢污泥在电炉的氧吹炼过程中生成粉尘，当对这些粉尘进行湿式集尘时，集尘为湿式炼钢污泥，当对这些粉尘进行干式集尘时，集尘为炼钢粉尘，首先筛选湿式集尘的约60 y m以上的微粒子，而60 y m以下的微粒子则经过浓缩及脱水处理后成为污泥饼。这种湿式炼钢污泥含有大量的Fe、CaO成分，但由于是微粒，并且水分含量高，因而不能进行填埋处理，由此，为了循环利用废弃物，对在干式集尘机中生成的上述炼钢粉尘(EP、EC、L/T Dust)和污泥进行干燥，以与粉精矿、水泥、糖蜜等硫(S)含量高的粘结剂混合，并以压块成型法进行压制，从而制备团矿形态的粉尘团矿、污泥压制砖及冷固结球团，轧制铁鳞则用于与粘结剂混合以制备轧制铁鳞球团。S卩，现有的使用湿式炼钢污泥来制备粉尘团矿或者SPB、CBP的通常方法如下将湿式炼钢污泥和粘结剂混合，在具有规定形状的模具压块装置的模具中装入混合物，然后通过驱动上述压块装置，对上述装入模具的混合物进行压缩成型，从而制备粉尘矿或者SPBXBP0并且，HBI、DRI产品的制备方法如下将压缩成型的成型物投入到还原炉中，然后利用1200° C以上的炉内温度对上述成型物的表面进行固相烧结还原处理，从而制备熔融还原铁。如上所述，通过如上所述的方法制备的熔融还原铁产品有粉尘团矿、CBP、SPB、MSP、HBI及DRI等，上述产品的成分如表I所示。表I
权利要求
1.利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其用于利用含铁副产物制备硫含量低的熔融还原铁，其特征在于，包括 转炉(210)，在一端和另一端形成投入口(210a)和排出口(210b)，所述转炉(210)能够旋转，能够以所投入的、由含I 50重量％水分的含铁副产物形成的混合物(F)制备成成型原料(G)； 移送用管体(220)，一端设置在所述转炉(210)的排出口(210b)，从而能够控制所排出的成型原料(G)的量并且进行移送； 熔炉(230)，内侧与所述移送用管体(220)的另一端连接，通过利用一个以上的燃烧器(231)的火花对被移送而流入的成型原料(G)进行熔融，并使由此熔融的熔融物(I)能够通过下部连续流出；以及 熔融还原铁制备单元(250)，通过收容从所述熔炉(230)排出的熔融物(I)并进行冷 却，从而制备熔融还原铁(J)。
2.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于，在所述熔炉(230)的下部还包括 排出单元(240),储存在所述熔炉(230)熔融并连续流出的熔融物(I )，能够通过向一个方向倾斜来去除悬浮的杂质(H)，通过向另一方向倾斜来排出去除杂质后的熔融物。
3.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于，还包括 废热供应单元(260)，一端和另一端以能够分别与所述熔炉(230)和转炉(210)相连通的方式连接在所述熔炉(230 )和所述转炉(210 )上，从而利用在所述熔炉(230 )生成的废热对被投入到转炉(210)而制备成成型原料(G)的混合物(F)进行预热。
4.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于， 在所述熔炉(230)还设置块状的还原剂，在投入成型原料之前，通过利用一个以上的燃烧器(231)的火花燃烧所述还原剂，从而在成型原料(G)熔融时去除氧，由此使成型原料(G)还原成纯铁，并且利用燃烧热和燃烧器(231)的火花使投入到熔炉(230)的成型原料连续熔融。
5.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于， 所述混合物(F)通过在10 90重量％的含I 50重量％水分的含铁副产物中还添加I 50重量％的还原剂和I 50重量％的微粉CaO (即脱硫剂)而成，或者通过对10 .90重量％的不含水分的含铁副产物、I 50重量％的水、I 50重量％的还原剂以及I .50重量％的微粉CaO (即脱硫剂)进行混合而成。
6.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于， 所述成型原料(G)通过在混合物(F)中一同混合还原剂的方式制备，或者将另外的还原剂与不含还原剂的混合物一同投入到移送用管体(220)的漏斗(221)中。
7.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于， 所述转炉(210)被设置成一端外周面与能够通过施加电源而驱动的马达(211)的旋转单元(211a)连接，从而能够旋转，使得能够在旋转的过程中将混合物(F)制备成具有预定尺寸的成型原料(G)，排出口(210b)侧相比投入口(210a)向下倾斜5 10°，使得能够将在旋转过程中制备出的成型原料(G)自动排至排出口(210b)侦U。
8.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于，所述移送用管体(220)包括 漏斗(221)，所述漏斗(221)的一端与所述排出口(210b)相邻，以用于收集通过所述排出口(210b)排出的成型原料(G);以及 移送管(225)，一端与所述漏斗(221)的另一端连接，另一端以能够与熔炉(230)相连通的方式连接至熔炉(230)，在与所述漏斗(221)相邻的位置上内设有投入量调节阀(223)，所述投入量调节阀(223)能够通过施加电源而被驱动，以用于控制移送到所述熔炉(230)的成型原料(G)的量。
9.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于，所述熔炉(230)包括 中空的上部熔炉(232)，在外周面形成有连通孔，使得内部与所述移送用管体(220)的 另一端相连通，并且上部与废热供应单元(260)的一端连接； 中空的中间部熔炉(233)，其上表面与所述上部熔炉(232)的底面结合，在所述中间部熔炉(233)的内部，下部的直径小于上部的直径，使得能够向下部收集成型原料(G);以及 下部熔炉(234)，其上表面与所述中间部熔炉(233)的底面连接，在内周面形成有熔融用槽，使得能够收容成型原料(G)并通过并列设置的一个以上燃烧器(231)进行熔融，在底面形成有与所述熔融槽连接的弓I导通路(234a)。
10.根据权利要求I所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于，所述熔融还原铁制备单元(250)由如下结构构成冷却槽(251)，用于收容从熔炉(230)流出的熔融物并使所述熔融物冷却；冷却水供应管(253)，具有冷却水喷嘴(252)，从而能够利用供应泵向收容在所述冷却槽(251)的熔融物(I)供应冷水并且喷射冷水；排出管(254)，使喷射至所述冷却槽(251)的冷却水排出并予以储存，以供循环利用；以及废冷却水储存槽(255)，用于储存通过所述排出管(254)排出的废冷却水； 或者设置为如下能够通过将从熔炉(230)流出的熔融物储存在包括圆形在内的多边形砂箱、之后向砂箱注入冷却水进行冷却来制备熔融还原铁。
11.根据权利要求2所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于，所述排出单元(240)包括 储存槽(242)，其上部能够借助与形成在所述熔炉(230)的下部熔炉(234)的引导通路(234a)相连通的盖板(241)进行开闭，并且能够储存通过熔炉(230)熔融并流出的包含杂质的熔融物； 盖板开关用马达(244)，将一端与所述盖板(241)上表面两端连接的铁丝(243)的另一端卷取在滑轮(244a)上，从而以能够得到正反驱动的方式固定在托架(245)上，以使所述盖板(241)能够升降进而使所述储存槽(242)向一侧和另一侧倾斜； 气缸(246)，其一端被固定在托架(245)上，所述气缸(246)收容一端经由转动销与所述储存槽(242)连接的活塞(246a)的另一端，根据压缩空气的流入和流出，使所述活塞(246a)进行直线往返运动，从而能够使储存槽(242)向一侧和另一侧倾斜；以及 基底部件(247)，在其上部安装所述储存槽(242)，根据所述气缸(246)的驱动，能够使所述储存槽(242)向一侧和另一侧倾斜。
12.根据权利要求11所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于，所述排出单元(242)还包括 一个以上的辅助燃烧器(248)，防止在储存包含杂质(H)的熔融物(I)的过程中所述熔融物(I)发硬。
13.根据权利要求3所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的装置，其特征在于，所述废热供应单元(260)包括 废热供应用连接管(261)，其一端以能够与所述熔炉(230)相连通的方式连接至所述熔炉(230);以及 废热供应管(265)，其一端与所述废热供应用连接管(261)的另一端连接，另一端以能够与所述转炉(210)相连通的方式连接至所述转炉(210)，内置有在配管过程中能够通过施加电源而被驱动的废热供应用风扇(263 )，从而能够供应废热。
14.利用含铁副产物制备硫含量低且M-Fe含量高的熔融还原铁的方法，其特征在于，包括 S 10步骤，制备由含I 50重量％水分的含铁副产物形成的混合物(F)； S20步骤，通过将所述混合物(F)投入到从马达(211)接收驱动力而进行旋转的转炉(210)来制备成型原料(G)； S30步骤，通过移送用管体(220)将通过所述转炉(210)制备的成型原料(G)投入至熔炉(230)； S40步骤，利用一个以上的燃烧器(231)使投入至所述熔炉(230)的成型原料(G)熔融成熔融物； S50步骤，将通过所述熔炉(230)熔融的熔融物储存在排出单元(240)的储存槽(242)后，使所述储存槽(242)向一侧倾斜，从而去除悬浮的杂质(H)； S60步骤，通过使所述储存槽(242)向另一侧倾斜来将去除杂质(H)后的熔融物(I)投入至冷却槽(251);以及 S70步骤,通过在所述冷却槽(251)或者包括圆形在内的多边形的砂箱中的任意一个中储存熔融物之后，注入冷却水进行冷却来制备熔融还原铁(J)。
15.根据权利要求14所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的方法，其特征在于，还包括 S21步骤，在投入成型原料的S30步骤之前，预投入块状的还原剂，从而通过利用设置在所述熔炉(230)的一个以上的燃烧器(231)的火花以进行燃烧，由此在成型原料(G)的熔融时去除氧，从而还原成纯铁，并且能够利用燃烧热和燃烧器(231)的火花，使投入到熔炉(230)的成型原料连续熔融。
16.根据权利要求14所述的利用含铁副产物制备熔融还原铁的方法，其特征在于， 所述混合物(F)通过在10 90重量％的含I 50重量％水分的含铁副产物中添加I 50重量％的还原剂和I 50重量％的微粉CaO (即脱硫剂)而形成，或者通过对10 90重量％的不含水分的含铁副产物、I 50重量％的水、I 50重量％的还原剂以及I 50重量％的微粉CaO (即脱硫剂)进行混合而形成。
全文摘要
本发明涉及利用含铁副产物制备熔融还原铁的方法及装置，其目的在于，能够将在炼钢厂生成的含铁副产物制备成硫含量少且优质的熔融还原铁，其能用于替代废铁，如上所述的目的由制备装置和用于利用上述制备装置制备熔融还原铁的方法来实现，上述制备装置包括转炉，在一端和另一端形成投入口和排出口，能够从马达接收驱动力而旋转，能够以所投入的、由含有1～50重量%水分的含铁副产物形成的混合物制备成成型原料；移送用管体，一端设置在上述转炉的排出口，该移送用管体控制所排出的成型原料的量，并且进行移送；熔炉，内侧与上述移送用管体的另一端连接，通过利用一个以上的燃烧器的火花对通过移送而流入的成型原料进行熔融，并使由此熔融的熔融物能够通过下部连续流出；以及熔融还原铁制备单元，用于通过收容从上述熔炉排出的熔融物并予以冷却来制备成熔融还原铁。
文档编号C22B9/187GK102741434SQ200980163407
公开日2012年10月17日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者孙翼夫 申请人:孙翼夫