专利名称：立式球团海绵铁连续生产炉的制作方法
“立式球团海棉铁连续生产炉”是用球团矿连续生产海棉铁的一项发明。
海棉铁，也称直接还原铁，是铁矿石在低于熔化温度下，用还原剂将铁矿石中的金属铁还原，而形成的金属铁和脉石疏松体，称之为海棉铁。此外，还因还原过程在固相进行，未熔融渗碳，还原后的铁含碳量低，通常在2％以下，具有钢的特征，故又称直接还原铁。
正因为还原铁含碳量低，有钢的特征，与社会废钢相比，化学成份稳定，有害杂质少，用作电炉料，熔化速度快，噪音小易操作，有利于节电增产，加之生产海棉铁成本低，只用铁矿石和煤，燃原材料资原充足。为此近年来，随着电炉钢的发展，优钢需求量的增加和社会废钢的短缺、昂贵，海棉铁生产有所发展，但是由于缺乏具有普遍实用价值的海棉铁工业生产方法和相应的工业炉窑。因而，当前海棉铁生产，无论在产量上还是质量上，均适应不了市场需要。
目前，国内生产海棉铁的方法主要有两种，一是“回转窑法”，俗称“洋法”，另一种则是“反应每法”又称“土法”，两种方法土的土，洋的洋，无从普及推广。建一座回转窑前设链篦机海棉铁生产厂，多达几亿十几亿人民币，这样大的投资，地方企业不敢问津，而且回转窑法还有密封和能源问题，操作较复杂，温度控制难度大，投资水平过高等问题，迄今国内还处在试生产阶段。
反应缶法，具有投资小，见效快，易操作等特点，但能耗太大产量低，产品质量差，经济效益低下，限制了这一古老方法的普及和发展，所以，要想大面积开发生产海棉铁，必须挖掘适合我国国情，具有广泛实用价值的新型工业方法及其工业炉窑。本发明提供的“立式海棉铁连续生产炉，”是一投资小见效快，优质高产、节能降耗、无污染的海棉铁生产高温工业炉。具有广泛推广价值和实用价值，是地方企业大面积生产海棉铁的最佳选择。
本发明的目的是提供一种投资小产量高、能耗低、质量好具有广泛推广使用价值的以球团矿为原料的海棉铁连续生产装置及其生产方法。
本发明的核心是“立式球团海棉铁连续生产炉”，该连续炉由三个主要部位组成1、封闭加料煅烧喉口简称煅烧喉口，是个钢壳带衬孔格式长方体结构，喉口两个大面有对称的煤气烧咀供热，每个孔格上都有对应的封闭加料孔，其主要功能是既保障球团炉料从此源源不断的平稳入炉，又不使空气吸入有煤气溢出。球团在此会得到强化煅烧，迅速结壳减少破损，确保料层透气性良好，焙烧顺利进行。
2、长方体双层双面加热焙烧炉简称焙烧炉，所谓双面加热，是指内外面加热和两个大面对称加热；双层加热，是说除下部1/3处双面加热外，焙烧炉上部2/3处两个大面，通过烧咀用自产煤气加热，对提高球团产量和质量，降低煤耗有重要作用，焙烧炉的主要任务是焙烧高温(1150℃左右)，高强度(≥200kg/p)球团，为生产高品质的球团海棉铁奠定基础。
3、煤浴直接还原铁炉，简称煤浴炉，是个钢壳内衬耐火砖，上加热、长方体、旋顶式大容积高温工业炉，一次可容纳24小时以上的球团产量，主要热源靠燃煤供热和高温球团(1150℃左右)带入的热量，煤浴还原炉保温效果极佳，除产成品和自产煤气带走部分热之外再无其他明显的热损失，高温球团在此有充分的时间和机会与煤和其它还原介质大比面接触，进行气固相还原反应，生成高品质的球团海棉铁。
上述三部分，分层布置，是互有影响，互为补充，不可分割的三部分，采用立式布置有利球团靠自重由上而下运动，可不用高温动力设备，同时符合热力学原理使高温炉气与炉料产生对流运动。此外以开发球团海棉铁和研制球团海棉铁连续生产炉，是考虑到我国是个铁矿资源比较分散，贪矿较多的国家，已探明的炼钢铁矿(品位≥50％)和炼铁矿石(品位≥45％)只有总储量的2.47％，而≥66.5％的生产海棉铁用铁矿石更是微乎其微，所以大批量生产海棉铁只有走富化选矿这条路才有出路。此处求面体是表面积最大的一种型体，球团在焙烧和还原过程中能大比面的受热和还原，而且自上而下运行中阻力小，透气性好，有利于高温气体上升。还有，球团海棉铁，不必二次压块成型，可直接送炼钢厂炼钢。
总之按规定成型后的球团矿，从立式球团海锦铁连续生产炉炉顶加入后，经过连续强化煅烧、高温焙烧之后，在高温状态下与还原煤混合并源不断的近入煤浴炉，在煤浴炉上部继续升温加热后，同还源煤一起缓缓下移，并被后来的高温球团和还原煤所掩埋，在此高温(1100℃左右)密闭缺氧的煤浴炉内，与还原介质大比面接触，进行气固相动态还原，这样由上而下约缓行24小时后出炉，生产出高品质的球团海棉铁。同时出炉的还有残余煤(焦味)经筛分化验后可返回煤浴炉或用作加热煤烧掉，此外，还原反应还产生大量余热煤气，这是球团强化煅烧，高温焙烧非常可贵的热能资源，通过水封上升管道送入煅烧口和焙烧炉上加热烧咀烧掉，从而降低加热煤耗量。
本发明的技术效果及特点1、燃原材料资源丰富，投资小，产量高，成本低。
生产球团海棉铁的燃原材料主要有铁矿粉和煤，煤分加热煤和还原煤两种，其技术要求分别是(1)铁矿化学成份(％)<
2)物理性能
1)煤化学成份(％)<
2)物理性能①自由膨胀系数≤1②灰熔点T≥1080C③发热值≥25000KJ/Kg④反应性950≥90％⑤粒度13-30mm
从以上可看出生产球团海棉铁不仅对燃原材料要求不刻克，而且资源十分丰富。
生产一吨球团海棉铁需要铁矿粉1.34吨，燃煤60kg；还原煤320kg，其燃原材料成本为200×1.34+0.380×200=344元/t建一座年产3万吨球团海棉铁连续生产炉，需投资120万元人民币。是回转窑法相同规模投资水平的2.4％，是反应窑法的12％。
2、立式球团海棉铁连续生产炉，从总体上看是个长方体结构，两个大面可相对加热，焙烧炉下部还有内加热，加热口处水平料层厚度始终保持在上限厚度(600mm)以下，供热或说烧透性良好。同时，炉身可延大面向长方向延伸，可满足大规模连续生产海棉铁的需要。
3、焙烧后的球团，在高温下(1150℃左右)进入煤浴炉，为还原成球团海棉铁准备了足够的温度条件(要求还原温度805℃以上)用过后的还原煤和还原过程中产生的高温煤气都能得到再利用，所以立式球团海棉铁连续生产炉是个综合利用效果显著的节能炉。
4、还原后的高温球团海棉铁(850℃以上)，可在封闭条件下和熔融竖炉、双熔池氧气炼钢炉连接，成为以球团矿为原料型的“铁矿石一步炼钢炉”的一个组成部分，也可和电弧炉连接，成为“电弧炉海棉铁双联炼钢炉”的重要组成部分，所以本发明最大的贡献是可低投入高产出，将贫铁矿转化成高品质的海棉铁或钢。
5、立式球团海棉铁连续生产炉，是个负压全封闭系统，对生态环境不构成污染，完全符合可持续发展的战略要求。
“立式球团海棉铁连续生产炉”各部位主要结构、名称[1]煅烧喉口；[2]焙烧炉； [3]煤浴炉(1)引风管道；(2)封闭加料孔； (3)自产煤气管道(4)加热煤煅烧室；(5)封闭推料机； (6)孔型砖；(7)加热煤烧烧室；(8)球团粉煤筛分机； (9)海棉铁刮板输送带；(10)返回煤粉刮板输送带； (11)封闭出料机；(12)、(13)平台
权利要求
1.本发明是用球团矿连续生产海棉铁的装置，其技术特征是按要求冷成型的球团矿，通过“立式球团海棉铁连续生产炉”煅烧喉口和焙烧炉，烧结成高温、高强度球团，而后高温球与还原媒混合，在全封闭下源源不断的送入高温煤浴炉，利用球体本身的高温余热，在煤浴炉自上而下1100℃～850℃的温度场下，球团和还原煤在缓慢向下运动中，进行长达24小时以上大比面动态还原反应，生产出高品质球团海棉铁。立式球团海棉铁连续生产炉是个立体结构，它由三个部分组成封闭加料煅烧喉口，简称煅烧喉口[1]；双层双面加热焙烧炉，简称焙烧炉[2]；煤浴直接还原炉，简称煤浴炉[3]；[1]其技术特征是个孔格式钢壳带衬长方体结构，喉口下沿两个大面有对称的煤气烧咀，用自产煤气强化煅烧加热，每个孔格上有两个封闭加料孔和引风管，符合要求的常温球团由封闭加料孔缓缓加入，使其在此得到强化煅烧，迅速结壳，减少破损，确保烧结过程中料层有良好的透气性。[2]其技术特征是个钢壳带衬的长方体炉，采用双层双面加热，即内外面加热和两大面对称加热；双层是指从底部向上1/3处用煤加热； 2/3处用自产煤气加热，其主要任务是将球团烧结成高强度(200kg/p)高温(1150℃左右)球团，为球团还原成海棉铁作准备。底部有螺旋封闭推料机，把还原煤和高温球充分混合推入煤浴炉。[3]其技术特征是个大容积、上加热、长方体、旋顶式高温工业炉，料面距旋顶最远点有1m左右的自由空间，料面下1m处两个大面用煤相对加热，顶部有煤气上升管，底部有螺旋封闭出料机和球团煤粉筛分机，其进出料量始终保持平衡，热源主要靠加热煤和高温球带入的热量，煤浴炉保温效果级佳，除煤气和产成品带走部分热之外，再无其他明显的热损失，高温球团在此有充分的时间和机会与还原煤和其它还原介质充分接触进行动态气固相还原，生产出高品质的海棉铁。
2.按照权利要求1所述的方法特征，与熔融竖炉、双熔池氧气炼钢炉组合成统一体，便是以球团为原料型的“铁矿石一步炼钢炉”
3.按照权利要求1所述的方法特征，与双联电弧炉组合，便是“海棉铁电弧炉双联炼钢炉”。
全文摘要
本发明系采用球团矿连续生产海绵铁的装置。球团矿按要求成型后,通过该装置煅、焙烧工艺烧结成高温、高强度球团,而后在全封闭下连续与还原煤混合送入煤浴炉,高温球与还原煤在煤浴炉上部继续升温加热后,缓缓下行,进行长时间大比面气固相动态还原,生成高品质球团海绵铁。本发明与同等回转窑法相比,投资水平低90%以上;生产成本约降低50%,为广泛利用贫铁矿大规模生产球团海绵铁开辟了新途径。
文档编号C21B13/00GK1233662SQ98102079
公开日1999年11月3日 申请日期1998年6月11日 优先权日1998年6月11日
发明者刘恩琛 申请人:刘恩琛