生产铬铁合金的系统和方法与流程

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种生产铬铁合金的系统和方法。

背景技术：

相关技术中，铬铁合金的冶炼工艺主要为矿热炉工艺，主要采用块状原料或者块状烧结矿物料，冷态下布入矿热炉中，再进行高温冶炼获得铬铁合金。由于冷态物料入炉，在炉内需要把物料先升高至1500℃左右进行还原，然后再升温至1800℃左右熔化分离，加热升温和还原吸收了大量的电能，导致每吨铬铁合金的冶炼电耗达3300kwh，能耗较高。

此外，在回转窑或转底炉冶炼铬铁新工艺中，铬铁矿球团先经过在回转窑或转底炉内1200℃～1400℃下一定时间的预还原，然后出料再送至矿热炉冶炼。高温出料的球团带有大量的余热，能把这部分热量尽可能的利用起来，将会在后续矿热炉冶炼时显著降低合金产品的冶炼电耗，然而受装置和材料的限制，要加以利用这部分高温余热还存在一定的难度，或者没有十分有效的办法。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种生产铬铁合金的系统，本系统能充分利用物料的余热，有助于降低铬铁冶炼所需的能耗。

本发明的另一个目的在于提出了一种生产铬铁合金的方法。

根据本发明第一方面实施例的生产铬铁合金的系统，包括：预还原炉，所述预还原炉用于预还原球团，所述预还原炉具有出料口；矿热炉，所述矿热炉具有加料口；还原料仓，所述还原料仓内具有还原剂，所述还原料仓上设有还原剂出口，所述还原料仓位于所述预还原炉和所述矿热炉之间；热送系统，所述热送系统包括料罐、输送车和提升装置，所述料罐可拆卸地设在所述输送车上，所述输送车被构造成在所述预还原炉、所述还原料仓和所述矿热炉之间运送所述料罐，所述料罐适于与所述出料口和所述还原剂出口连通以分别接收所述预还原炉和所述还原料仓内的物料，所述提升装置被构造成将所述料罐运送至所述矿热炉的所述加料口以将所述料罐内的物料倒入所述矿热炉。

根据本发明实施例的生产铬铁合金的系统，通过热送系统将预还原后的高温球团输送至矿热炉，充分地利用了预还原后球团的余热，从而可以在矿热炉内快速地将物料加热到1300℃以上的高温，显著地降低了球团在矿热炉冶炼时的能耗，加快了深还原的进行。同时，料罐先接收还原剂，再接收预还原后的高温球团，可以将还原剂与空气隔绝，减小还原剂的损耗。

根据本发明的一些实施例，所述的生产铬铁合金的系统进一步包括：辅料仓，所述辅料仓内具有辅料，所述辅料仓上设有辅料出口，所述辅料出口适于与所述料罐连通，所述辅料仓位于所述预还原炉和所述矿热炉之间。由此，可以将辅料覆盖在预还原后的高温球团上，一方面可利用球团余热加热辅料，另一方面可以通过辅料隔绝空气，减少球团与空气接触的机会，避免二次氧化反应的发生。

根据本发明的一些具体实施例，所述预还原炉、所述辅料仓、所述还原料仓和所述矿热炉呈一字形排列。缩短了输送车的移动距离，从而缩短了运送时间，同时还减小了生产铬铁矿的系统的整体占地面积，使得生产铬铁矿的系统的布局更加紧凑、合理。

进一步地，所述热送系统还包括：传送轨道，所述输送车可移动地设在所述传送轨道上，所述传送轨道设在所述预还原炉和所述矿热炉之间。由此，可以使得输送车在传送轨道上移动，便于控制输送车的移动方向，有效地避免了输送车跑偏，提高了热送系统的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述热送系统为多个，所述出料口、所述还原剂出口和所述辅料出口处分别设有下料管，所述下料管包括多个子下料管，多个所述子下料管与多个所述热送系统一一对应，每个所述下料管的多个所述子下料管的一端分别与对应的所述出料口、所述还原剂出口和所述辅料出口相连、另一端分别朝向与其对应的所述热送系统延伸。由此，可以通过多个热送系统向矿热炉内输送物料，有效地提高了生成效率，降低了生成成本。

可选地，每个所述下料管包括两个所述子下料管，两个所述子下料管可切换地与对应的所述出料口、所述还原剂出口和所述辅料出口连通。

具体地，每个所述下料管的相邻两个所述子下料管之间的夹角为α，所述α满足：45°≤α≤60°。由此，不会因为两个子下料管之间的夹角过大而导致出料量大时出料不畅，造成堵料，也不会因为两个子下料管之间的夹角过小而影响出料效率。

进一步地，所述料罐顶部设有罐盖。罐盖可以起到密封和保温的作用，减小了料罐内物料温度的损失，同时也可以使物料隔绝空气，减少球团与空气接触的机会，避免了物料发生氧化。

根据本发明第二方面实施例的生产铬铁合金的方法，包括根据本发明上述第一方面实施例的生产铬铁合金的装置，所述生产铬铁合金的方法包括以下步骤：

将加工好的球团送入预还原炉进行预还原；

将料罐运送至还原料仓处，通过所述还原料仓向所述料罐内加入一定质量的还原剂；

将料罐运送至预还原炉处，通过所述预还原炉向所述料罐内加入一定质量的预还原后的球团；

将料罐运送至矿热炉处，通过提升装置将料罐运送至矿热炉的加料口以将料罐内的物料倒入矿热炉。

根据本发明实施例的生产铬铁合金的方法，通过热送系统将预还原后的高温球团输送至矿热炉，充分地利用了预还原后球团的余热，从而可以在矿热炉内快速地将物料加热到1300℃以上的高温，显著地降低了球团在矿热炉冶炼时的能耗，加快了深还原的进行。同时，料罐接收预还原后的高温球团前，先接收还原剂，可以使还原剂与空气隔绝，避免还原剂发生氧化反应，减小了还原剂的损耗。

根据本发明的一些进一步实施例，将料罐运送至预还原炉处、接收预还原炉内预还原后的球团后还包括以下步骤：将料罐运送至辅料仓处，通过辅料仓向所述料罐内加入一定质量的辅料。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的生产铬铁合金的系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的预还原炉的示意图；

图3是根据本发明实施例的还原料仓的示意图；

图4是根据本发明实施例的辅料仓的示意图。

附图标记：

生产铬铁合金的系统100，

预还原炉1，出料口11，第一下料管12，第一子下料管121a，第一子下料管121b，

第一挡板122，球团13，

矿热炉2，

还原料仓3，还原剂出口31，

第二下料管32，第二子下料管321a，第二子下料管321b，第二挡板322，

还原剂33，

辅料仓4，辅料出口41，

第三下料管42，第三子下料管421a，第三子下料管421b，第三挡板422，

辅料43，

第一热送系统51，第一料罐511，第一输送车512，第一传送轨道513，

第一提升装置514，

第二热送系统52，第二料罐521，第二输送车522，第二传送轨道523，

第二提升装置524。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的生产铬铁合金的系统100。

如图1所示，根据本发明一个实施例的生产铬铁合金的系统100，包括：预还原炉1、矿热炉2、还原料仓3和热送系统。

其中，预还原炉1用于预还原球团13，预还原炉1具有出料口11，出料口11可以设在预还原炉1的底部。矿热炉2具有加料口，加料口可以设在矿热炉2的顶部。具体地，预还原炉1可以为转底炉或者回转窑等，球团13可以为铬铁矿含碳球团13。铬铁矿含碳球团13可以在预还原炉1内1200℃～1400℃的条件下预还原一定时间，然后再送至矿热炉2进行冶炼。需要说明的是，铬铁矿含碳球团13的造球方法和操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

还原料仓3内具有还原剂33，还原料仓3上设有还原剂出口31，还原料仓3位于预还原炉1和矿热炉2之间。热送系统包括料罐、输送车和提升装置，料罐可拆卸地设在输送车上，输送车被构造成在预还原炉1、还原料仓3和矿热炉2之间运送料罐，料罐适于与出料口11和还原剂出口31连通，以分别接收预还原炉1和还原料仓3内的物料，提升装置被构造成将料罐运送至矿热炉2的加料口以将料罐内的物料倒入矿热炉2。

可选地，还原剂33可以为焦炭，还原料仓3为焦炭料仓。输送车可以包括车板和车轮，车轮设在车板的下方，车板上可以设置卡座，由此，便于输送车移动且可以方便地将料罐卡定在车板上，使得料罐的位置稳定。

料罐可以为耐高温料罐，料罐的顶部可以设有进料口。输送车可以根据需要将料罐运送至还原料仓3、预还原炉1和矿热炉2处。具体而言，输送车可以被构造成先将料罐运送至还原料仓3处接收还原剂33，再将料罐运送至预还原炉1内接收预还原后的球团13。

例如，在接收物料过程中，输送车可以先移动至还原料仓3处，使得还原料仓3的还原剂出口31与料罐连通，通过还原料仓3向料罐内加入一定质量的还原剂33，然后再移动至预还原炉1处，使得预还原炉1的出料口11与料罐连通，通过预还原炉1向料仓内加入一定质量的预还原后的球团13，再移动至矿热炉2处，通过提升装置将料罐从输送车的车板上提起并运送至矿热炉2的加料口，将料罐内的物料(即还原剂33和预还原后的球团13)倒入矿热炉2内，然后再由提升装置将料罐放置在输送车上，重复以上过程。

由此，可以通过热送系统将预还原后的高温球团13输送至矿热炉2，充分地利用了预还原后球团13的余热，从而可以在矿热炉2内快速地将物料加热到1300℃以上的高温，显著地降低了球团13在矿热炉2冶炼时的能耗，加快了深还原的进行。同时，在接收物料的过程中，料罐先接收还原剂33，再接收预还原后的高温球团13，可以将还原剂33与空气隔绝，避免还原剂33与空气发生氧化反应，减小了还原剂33的损耗。

根据本发明实施例的生产铬铁合金的系统100，通过热送系统将预还原后的高温球团13输送至矿热炉2，充分地利用了预还原后球团13的余热，从而可以在矿热炉2内快速地将物料加热到1300℃以上的高温，显著地降低了球团13在矿热炉2冶炼时的能耗，加快了深还原的进行。同时，在接收物料的过程中，料罐先接收还原剂33，再接收预还原后的高温球团13，可以将还原剂33与空气隔绝，减小还原剂33的损耗。

根据本发明的一些实施例，生产铬铁合金的系统100进一步包括：辅料仓4，辅料仓4内具有辅料43，辅料仓4上设有辅料出口41，辅料出口41适于与料罐连通，辅料仓4位于预还原炉1和矿热炉2之间。其中，辅料43可以为硅石，辅料仓4为硅石料仓。辅料出口41可以设在辅料仓4的下方。料罐接收预还原后的球团13后，可以由输送车运送至辅料仓4处，使得辅料出口41与料罐连通，向料罐内加入辅料43。由此，可以将辅料43覆盖在预还原后的高温球团13上，一方面可利用球团13余热加热辅料43，另一方面可以通过辅料43隔绝空气，减少球团13与空气接触的机会，避免二次氧化反应的发生。

根据本发明的一些具体实施例，预还原炉1、辅料仓4、还原料仓3和矿热炉2可以呈一字形排列。也就是说，预还原炉1、辅料仓4、还原料仓3和矿热炉2可以大体呈直线形排列。这里，需要说明是，本申请中的“一字形”应作广义理解，即无需严格意义上的一字行。其中，辅料仓4和还原料仓3的具体位置不作限定。也就是说，辅料仓4可以邻近预还原炉1设置，也可以邻近矿热炉2设置。例如，预还原炉1、还原料仓3、辅料仓4和矿热炉2可以在第一方向上间隔设置。其中第一方向可以为图1中的左右方向。

由此，输送车从矿热炉2向预还原炉1移动的过程中，经过还原料仓3时，可以通过还原料仓3向料罐内加入一定质量的还原剂33，加料完成后，输送车载着料罐移动至预还原炉1，接收一定质量的预还原后的高温球团13，接着输送车载着料罐向矿热炉2移动的过程中，经过辅料仓4时，通过辅料仓4向料罐内加入一定质量的辅料43，最后移动至矿热炉2附近，缩短了输送车的移动距离，从而缩短了运送时间，同时还减小了生产铬铁矿的系统的整体占地面积，使得生产铬铁矿的系统的布局更加紧凑、合理。此外，可使得输送车在整个运送过程中沿直线运动，方便控制输送车的移动方向，避免输送车因拐弯发生倾斜或偏离传送轨道等现象。

进一步地，热送系统还包括：传送轨道，输送车可移动地设在传送轨道上，传送轨道设在预还原炉1和矿热炉2之间。可选地，传送轨道可以形成为直线形的轨道。由此，可以使得输送车在传送轨道上移动，便于控制输送车的移动方向，有效地避免了输送车跑偏，提高了热送系统的可靠性。

根据本发明的一些实施例，热送系统为多个，出料口11、还原剂出口31和辅料出口41处分别设有下料管，下料管包括多个子下料管，多个子下料管与多个热送系统一一对应，每个下料管的多个子下料管的一端分别与对应的出料口11、还原剂出口31和辅料出口41相连，多个子下料管的另一端分别朝向与其对应的热送系统延伸。具体地，子下料管的上述另一端可以朝向与其对应的热送系统的传送轨道延伸。这里，需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。由此，便于通过子下料管将预还原炉1、还原料仓3、辅料仓4和矿热炉2中的物料输送至料罐内，同时可以通过多个热送系统向矿热炉2内输送物料，有效地提高了生成效率，降低了生成成本。

可选地，子下料管可以形成为方形管，但不限于此。例如，子下料管还可以形成为圆柱形管等。

例如，参照图1-图4，在本发明的一个具体实施例中，每个下料管包括两个子下料管，热送系统为两个，两个子下料管可切换地与对应的出料口11、还原剂出口31和辅料出口41连通。具体而言，第一子下料管121a和第一子下料管121b可切换地与出料口11连通，第二子下料管321a和第二子下料管321b可切换地与还原剂出口31连通，第三子下料管421a和第三子下料管421b可切换地与辅料出口41连通。

为方便描述，在下面的描述中，将出料口11处的下料管称为“第一下料管12”，第一下料管12的两个子下料管分别称为“第一子下料管121a”和“第一子下料管121b”，还原剂出口31处的下料管称为“第二下料管32”，第二下料管32的两个子下料管分别称为“第二子下料管321a”和“第二子下料管321b”，辅料出口41处的下料管称为“第三下料管42”，第三下料管42的两个子下料管分别称为“第三子下料管421a”和“第三子下料管421b”。

将两个热送系统分别称为“第一热送系统51”和“第二热送系统52”。第一热送系统51中的料罐、输送车、传送轨道和提升装置分别称为第一料罐511、第一输送车512、第一传送轨道513和第一提升装置514；相应地，第二热送系统52中的料罐、输送车、传送轨道和提升装置分别称为第二料罐521、第二输送车522、第二传送轨道523和第二提升装置524。其中，第一子下料管121a、第二子下料管321a和第三子下料管421a适于与第一热送系统51的第一料罐511连通以向第一料罐511内加料；第一子下料管121b、第二子下料管321b和第三子下料管421b适于与第二热送系统52的第二料罐521连通以向第二料罐521内加料。

参照图1，第一热送系统51和第二热送系统52可以在第二方向上间隔开设置，第第一传送轨道513和第二传送轨道523沿第一方向延伸且相互平行。第二方向可以与第一方向垂直。

例如，第一下料管12、第二下料管32和第三下料管42可以大体形成倒v形。第一下料管12的邻近出料口11的一端设有第一挡板122，第一挡板122在封堵第一子下料管121a的第一位置和封堵第一子下料管121b的第二位置之间可翻转。当第一挡板122位于第一位置时，第一挡板122翻转至第一子下料管121a和出料口11之间，第一子下料管121a与出料口11不连通，第一子下料管121b与出料口11连通，此时可以通过第一子下料管121b向对应的料罐中加料；当第一挡板122翻转第二位置时，第一挡板122翻转至第一子下料管121b和出料口11之间，第一子下料管121b与出料口11不连通，第一子下料管121a与出料口11连通，此时可以通过第一子下料管121a向对应的料罐中加料。由此，可以方便地切换第一下料管12的出料方向。

相应地，第二下料管32的邻近还原剂出口31的一端可以设置第二挡板322，第三下料管42的邻近辅料出口41的一端可以设置第三挡板422，第二挡板322、第三挡板422的结构和位置可以与第一挡板122相同，在此不再赘述。

可选地，第一下料管12可以与预还原炉1一体成型，第二下料管32可以与还原料仓3一体成型，第三下料管42可以与辅料仓4一体成型。

具体地，每个下料管的相邻两个子下料管之间的夹角为α，α满足：45°≤α≤60°。其具体数值可以根据实际生产情况调整设计。由此，不会因为两个子下料管之间的夹角过大而导致出料量大时出料不畅，造成堵料，也不会因为两个子下料管之间的夹角过小而影响出料效率。

例如，每个下料管的相邻两个子下料管之间的夹角α可以进一步满足：α＝45°、α＝50°、α＝60°等。

具体地，输送车上设有称重装置以对料罐内的物料进行称重。由此，可以方便地对料罐接收的物料进行称重，便于按比例接收不同的物料。

进一步地，料罐顶部设有罐盖。罐盖可以设置在料罐的进料口上。罐盖可以起到密封和保温的作用，减小了料罐内物料温度的损失，同时也可以使物料隔绝空气，减少球团13与空气接触的机会，避免了物料发生氧化。

下面描述根据本发明实施例的生产铬铁合金的系统100的一个具体实施例。

如图1所示，生产铬铁合金的系统100包括：预还原炉1、矿热炉2、还原料仓3、辅料仓4和第一热送系统51和第二热送系统52。

还原料仓3和辅料仓4位于预还原炉1和矿热炉2之间，预还原炉1、还原料仓3、辅料仓4和矿热炉2在第一方向上间隔设置，第一热送系统51和第二热送系统52在第二方向上间隔设置，第一热送系统51的第一传送轨道513和第二热送系统52的第二传送轨道523相互平行。

预还原炉1的底部设有出料口11，出料口11处设有第一下料管12，第一下料管12包括第一子下料管121a和第一子下料管121b，第一子下料管121a和第一子下料管121b的上端分别与出料口11相连，第一子下料管121a和第一子下料管121b的下端分别朝向远离彼此的方向延伸。第一下料管12的邻近出料口11的一端(即图2中的下端)设有第一挡板122，第一挡板122在封堵第一子下料管121a的第一位置和封堵第一子下料管121b的第二位置之间可翻转，以使第一子下料管121a和第一子下料管121b与出料口11可切换地连通。第一子下料管121a和第一子下料管121b之间的夹角为45°。

还原料仓3内具有还原剂33，还原料仓3的底部设有还原剂出口31，还原剂出口31处设有第二下料管32，辅料仓4内具有辅料43，辅料仓4的底部设有辅料出口41，辅料出口41处设有第三下料管42。其中，第二下料管32与第三下料管42的结构与第一下料管32的结构大体相同，在此不再赘述。

下面描述根据本发明实施例的生产铬铁合金的系统100中物料的运送过程：

第一料罐511放置在安置于第一传送轨道513上的第一输送车512上，第二料罐521放置在安置于第二传送轨道523上的第二输送车522上，第一料罐511和第二料罐521接预还原炉1内的高温球团13出料之前，先由对应的输送车运送至还原料仓3处加入指定重量的还原剂33。第一料罐511和第二料罐521交替接料。

具体地，第二下料管32可以先向第一料罐511内加入指定重量的还原剂33，然后切换第二挡板322的位置，通过第二下料管32为第二热送系统52中的第二料罐521加料，第二下料管32为第二料罐521加料过程中，第一输送车512将第一料罐511运送至预还原炉1的出料口11，准备接料。预还原后的高温球团13从预还原炉1的出料口11装进第一料罐511中，出料量达到指定的重量时，停止接料，并切换第一挡板122的位置，通过第一下料管12为第二热送系统52中的第二料罐521加料。

输送车将对应的料罐输送至矿热炉2前，先将对应的料罐运送至辅料仓4处加入指定重量的辅料43。具体地，可以先向第一料罐511内加入指定重量的辅料43，然后切换第三挡板422的位置，通过第三下料管42为第二料罐521加料。然后由第一提升装置514将第一料罐511提升至矿热炉2，将第一料罐511内的物料倒入矿热炉2内，向矿热炉2内加完料后，由第一提升装置514将第一料罐511放置于第一输送车512上，第一输送车512在第一传送轨道513上载着第一料罐511返回还原料仓3加料，重复上述过程。

根据本发明实施例的生产铬铁合金的系统100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

根据本发明第二方面实施例的生产铬铁合金的方法，包括根据本发明上述实施例的生产铬铁合金的装置，生产铬铁合金的方法包括以下步骤：

将加工好的球团13送入预还原炉1进行预还原；

将料罐运送至还原料仓3处，通过还原料仓3向料罐内加入一定质量的还原剂33；

将料罐运送至预还原炉1处，通过预还原炉1向料罐内加入一定质量的预还原后的球团13；

将料罐运送至矿热炉2处，通过提升装置将料罐运送至矿热炉2的加料口以将料罐内的物料倒入矿热炉2。

由此，可以通过热送系统将预还原后的高温球团13输送至矿热炉2，充分地利用了预还原后球团13的余热，从而可以在矿热炉2内快速地将物料加热到1300℃以上的高温，显著地降低了球团13在矿热炉2冶炼时的能耗，加快了深还原的进行。同时，料罐接收预还原后的高温球团13前，先接收还原剂33，可以使还原剂33与空气隔绝，避免还原剂33发生氧化反应，减小了还原剂33的损耗。

根据本发明的一些进一步实施例，将料罐运送至预还原炉1处、接收预还原炉1内预还原后的球团13后还包括以下步骤：将料罐运送至辅料仓4处，通过辅料仓4向料罐内加入一定质量的辅料43。由此，可以将辅料43覆盖在预还原后的高温球团13上，一方面可利用球团13余热进行加热辅料43，另一方面可以通过辅料43隔绝空气，减少球团13与空气接触的机会，避免二次氧化反应的发生。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。