專利名稱:一種含鐵物料懸浮二級快速還原工藝方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域和氣固相熱交換或熱反應(yīng)領(lǐng)域,具體的說是涉及一種粉狀含 鐵物料的快速加熱、快速還原及分離的含鐵物料還原裝置。
背景技術(shù):
自1932年捷克工程師M.Voel-Jorgensen首次提交了旋風(fēng)懸浮預(yù)熱器加熱水泥生料粉的 專利以來,使水泥窯的質(zhì)量和產(chǎn)量大幅度提高,熱耗明顯下降,引起了各國水泥技術(shù)研究者 和設(shè)備制造商的關(guān)注。委內(nèi)瑞拉的FIOR公司和奧地利的奧鋼聯(lián)工程技術(shù)有限公司于20世 紀(jì)90年代初聯(lián)合開發(fā)成功FINMET工藝,該工藝是以鐵礦粉為原料,以天然氣為還原劑生 產(chǎn)直接還原鐵的流化床還原工藝,與其他工藝相比,F(xiàn)INMET工藝由于使用低成本的礦粉做 原料,降低了生產(chǎn)成本。最后把還原鐵粉制成熱壓塊鐵(HBI)。 1996年澳大利亞BHP公司 在西澳里德蘭港建成第一坐FINMET工藝設(shè)備,于1999年2月生產(chǎn)熱壓塊鐵,產(chǎn)能250萬 噸/年。CIRCORED工藝(也稱碳化鐵工藝)由德國魯奇公司開發(fā),核心設(shè)備包括循環(huán)流化 床(氣體流速為普通流化床的IO倍以上)和普通流化床各一坐,用煤做還原劑。鐵精礦粉 經(jīng)余熱后先在循環(huán)流化床參加反應(yīng),所得產(chǎn)品金屬化率可達80%,再經(jīng)第二階段反應(yīng),金屬 化率可達93%以上。該工藝年產(chǎn)50萬噸的直接還原設(shè)備己在特拉尼達和多巴哥美國紐柯公 司所屬工廠投產(chǎn),但因生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題較多,無法達到穩(wěn)定生產(chǎn),于1999年停止工業(yè) 性生產(chǎn)。CIRCORED工藝也由德國魯奇公司開發(fā),屬利用天然氣為還原劑的流化床法(廠 址特立尼達)。2000年由Cliffs & Associvote公司(Cliffs、 LTV鋼公司和魯奇公司合資經(jīng)營) 接管,將直接還原鐵制成熱壓塊出售,2001年出售13萬噸,但因市場原因停產(chǎn)。HISMELT 的CFB系統(tǒng)主要功能是對原料礦粉和白云石進行預(yù)熱,將混合原料經(jīng)過由螺旋給料機、多 級文氏管、旋風(fēng)裝置、循環(huán)流化反應(yīng)器組成的預(yù)熱系統(tǒng)后被預(yù)熱到工藝所需溫度,然后通過 熱礦提升機送至SRV噴吹系統(tǒng)。
CN200410000815.6公開了低溫還原鐵礦粉的制備方法,采用鐵粉、煤粉、粘合劑、催 化劑、脫硫劑造球后,在500 110(TC還原反應(yīng)10 200分鐘生產(chǎn)低溫還原鐵礦粉。 CN92113333.2公開了一種粉鐵礦石循環(huán)流化床式預(yù)還原爐,包括圓桶狀第一、二還原爐和 第一、二分離器,第一預(yù)還原爐通過形成有氣體供應(yīng)口的第二循環(huán)管連接到第二預(yù)還原爐, 第二預(yù)還原爐通過形成有氣體供應(yīng)口和第三循環(huán)管連接到第一旋風(fēng)分離器,中/微粒鐵礦石 由于第一、二預(yù)還原爐匯合起來的還原氣體而形成高速流化床在此進行循環(huán),通過第一循環(huán) 管使第一分離器和第一預(yù)還原爐相互連接,漏斗和第二旋風(fēng)分離器連接在第一循環(huán)管上。 CN94118268.1公開了富氧熔融氣化爐直接還原鐵工藝方法是以固體氣化煤為燃料,用富氧 加濕的高溫鼓風(fēng)作為氣化劑,通過制造冶金還原煤氣的液態(tài)排渣煤氣爐和除塵器,制取合格 的高質(zhì)量的高溫煤氣輸入還原豎爐,并實現(xiàn)液態(tài)排渣,移動床式豎中含鐵原料在高溫煤氣作 用下,轉(zhuǎn)化成直接還原鐵。CN96192253.2、 CN97192306.X和95191907.5公開了還原細鐵礦 石的三段流化床爐式裝置,包括第一單流化床,在沸騰列化狀態(tài)烘干/預(yù)加熱細鐵礦石,第 一旋流器,收集夾在自第一爐氣體中的細鐵礦石,第二單流化床爐,預(yù)還原來自第一爐的細鐵礦石,第二旋流器,收集夾在自第二爐氣體中的細鐵礦石,第三雙流化床爐,它包含分別 最后還原粗顆粒和中等/細顆粒的第一反應(yīng)爐和第二反應(yīng)爐,第三旋流器以及第四旋流器, 分別收集夾在來自第一、第二反應(yīng)爐爐氣體中的細鐵礦石顆粒。CN95191873.7公開了三階 段流化床型還原設(shè)備及其還原范圍寬的細鐵礦石的方法。該設(shè)備包括系列布置的帶有與其相 連的第一旋風(fēng)除塵器的干燥/預(yù)熱爐,帶有與其相連的第二旋風(fēng)除塵的初級預(yù)還原爐、在沸 騰流態(tài)化下終還原鐵礦石中粗粒礦石,同時轉(zhuǎn)移該礦石中的中等/細粒礦石的二級高氣體速 度還原爐、終還原該中等/細粒礦石,形成其沸騰流化床的二級低氣體速度還原爐中內(nèi)部旋 風(fēng)除塵器及捕獲未被內(nèi)部旋風(fēng)除塵捕到的粉礦的第三旋風(fēng)除塵器。CN88107813.1公開一種 固態(tài)礦石的預(yù)還原和熔化還原爐。較大尺寸礦石在分配器上形成流化床在預(yù)還原爐中被還 原,在裝入熔化還原爐。較小尺寸的礦石在穿過預(yù)還原爐時被還原,然后被噴入熔化還原爐 中熔化。CN98802717.8公開了一種流化床制備熔融鐵的裝置和方法,使用煤產(chǎn)生的還原性 氣體被供入第二流化床還原爐還原鐵礦,第二流化床排除的氣體供第一流化床還原細鐵礦 石,所得還原鐵礦裝入熔化氣化爐生產(chǎn)鐵水。CN99122119.2公開了一種煤氧還原煉鐵方法 在預(yù)還原豎爐和終還原鐵浴爐中進行。以含鐵物料為原料,以煤為能源和還原劑。預(yù)還原采 用中等還原度,預(yù)還原的金屬化率為50-80%,終還原采用低的二次燃燒率CO+H2+C02+H20 的濃度^85%。使整個還原過程中,間接還原與直接還原的比值接近理論最佳值7:3。 CN94102306.0公開了用固態(tài)碳還原劑直接還原含氧化鐵原料的方法。CN85104511A公開了 在一個有氣化器和放置在它上面的直接還原豎爐的裝置中,豎爐通過一個連接豎管和氣化器
相連,把氣化器中取得的還原氣體直接引入,甚至在有高含灰比時也能做到。CN88108700.9 公開了一種鐵礦石熔融還原的方法包括將鐵礦石引入預(yù)熱和預(yù)還原爐并預(yù)熱和預(yù)還原鐵礦 石,預(yù)還原度低于30%,將礦石、含碳材料和助熔劑投入熔融還原爐,用置于氧氣噴槍頂部 的脫碳噴嘴和后續(xù)燃燒嘴將氧氣吹入熔融還原爐。以上公開專利由于所發(fā)明設(shè)備與工藝結(jié)合 的限制,存在金屬化率低,能耗高,生產(chǎn)效率低,成本高等問題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述已有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明的任務(wù)是改進懸浮還原爐工藝及其裝置,適用含 鐵物料的還原工藝要求,進一步減少流體阻力損失,提高系統(tǒng)熱效率,提高含鐵物料的金屬 化率,為連續(xù)煉鋼熔煉爐提供金屬化率85% 97% (范圍內(nèi)可控)的預(yù)還原含鐵物料微粉, 提高產(chǎn)量,減少投資,降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明是一種由五級旋風(fēng)預(yù)熱、二級噴射還原、旋風(fēng)分離、 一級旋風(fēng)冷卻、發(fā)生煤氣(或 其他還原氣體)工序組成的含鐵物料氣體懸浮還原系統(tǒng)的工藝方法,系統(tǒng)內(nèi)各換熱管中的氣 流速度為2 10米/秒,從而減少系統(tǒng)的流體阻力損失,并保證系統(tǒng)的分離特性。含鐵物料 微粉在系統(tǒng)中平均停留時間為300 500秒,從兩級噴射還原器出來的廢氣,經(jīng)過旋風(fēng)預(yù)熱 器后,系統(tǒng)出口的廢還原氣溫度為150 300°C,終還原后的含鐵物料經(jīng)一級CO旋風(fēng)冷卻后, 溫度可降到300 700。C,同時預(yù)熱后的CO氣體進入II級噴射還原器,提高了熱還原效率, 獲得高金屬化率的預(yù)還原含鐵物料產(chǎn)品。
本發(fā)明提供一種含鐵物料懸浮還原工藝方法,包括如下步驟
1) 含鐵物料加入3 10%的CaO —并細磨成1到40微米微粉;
2) 含鐵物料微粉經(jīng)懸浮還原爐裝置最上端的I級換熱管的加入口加入;
3) 400 500'C度高溫還原氣體分別由I級和II級噴射還原爐高速噴入,同時噴入700 90(TC的富氧量3 30%的高溫空氣,燃燒部分還原氣體,使還原氣體快速加熱到700
IIO(TC;
4)含鐵物料和CaO微粉與高溫還原氣體在預(yù)熱管中并流進入旋風(fēng)預(yù)熱器,含鐵物料和 CaO微粉在旋風(fēng)預(yù)熱器被分離后進入下一級預(yù)熱管、下一級旋風(fēng)預(yù)熱器,再經(jīng)二級噴射還原 爐、旋風(fēng)冷卻器,得到金屬化率85%~97%的預(yù)還原含鐵物料微粉,然后進入出料倉;還原 氣體則由噴射還原爐逐級進入上一級預(yù)熱管、上一級旋風(fēng)預(yù)熱器,最后經(jīng)除塵器后進入廢還 原氣體收集系統(tǒng)。
名詞解釋
并流,即含鐵物料和CaO微粉懸浮于高溫還原氣體中,向一個方向流動。 富氧量3 30%的高溫空氣,即在700 900'C的空氣中按體積比的3 30%加入純氧氣。 優(yōu)選的,步驟l)所述含鐵物料選自含鐵礦石、氧化鐵皮、含鐵粉塵、和/或含鐵塵泥中 的一種或幾種。
步驟2)的每個預(yù)熱管的加入口都裝有物料分散器。
優(yōu)選的,步驟3)所述還原氣體可以是發(fā)生煤氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣、可燃冰、和/或熔 煉爐煤氣中的一種或幾種??扇急翘烊粴馑衔锸窃谝欢l件(合適的溫度、壓力、氣體 飽和度、水的鹽度、PH值等)下,由氣體或揮發(fā)性液體與水相互作用過程中形成的白色固 態(tài)結(jié)晶物質(zhì),外觀像冰。
優(yōu)選的,系統(tǒng)內(nèi)各換熱管中的氣流速度為2 10米/秒。
優(yōu)選的,含鐵物料微粉在系統(tǒng)中平均停留時間為300 500秒,
優(yōu)選的,從噴射還原爐出來的還原氣體,經(jīng)過旋風(fēng)預(yù)熱器后,系統(tǒng)出口的還原氣體溫度 為150 300°C,
步驟4)的含鐵物料微粉經(jīng)CO旋風(fēng)冷卻后,溫度降到300 700°C 。 步驟4)的含鐵物料與高溫還原氣體的比例為1: 1,重量比。 優(yōu)選的,系統(tǒng)總壓降為200 260mmH2O 。
優(yōu)選的,步驟4)所述金屬化率85% 97%的預(yù)還原含鐵物料微粉作為連續(xù)煉鋼的原料, 或制作成熱壓塊作為電爐、轉(zhuǎn)爐原料等。
優(yōu)選的,懸浮還原爐的高溫廢還原氣可以用余熱鍋爐回收顯熱來發(fā)電,或預(yù)熱原材料, 或經(jīng)吸附C02后的CO氣體用于旋風(fēng)冷卻器。
本發(fā)明還提供一種懸浮還原爐裝置,包括提升設(shè)備(l)、 I級換熱管(2)、 I級旋風(fēng)
預(yù)熱器(3)、 n級換熱管(4)、 n級旋風(fēng)預(yù)熱器(5)、 in級換熱管(6)、 ni級旋風(fēng)預(yù)熱器(7)、
I級噴射還原爐(8)、 IV級旋風(fēng)預(yù)熱器(9)、 IV級換熱管(10)、 V級旋風(fēng)預(yù)熱器(11)、旋 風(fēng)分離器(12)、 II級噴射還原爐(13)、冷卻管(14)、旋風(fēng)冷卻器(15)、出料倉(16)、 風(fēng)機(17),除塵器(18),廢還原氣體收集系統(tǒng)(19)、富氧高溫空氣管(20)、和煤氣發(fā)生 設(shè)備。
如圖1所示,懸浮還原爐的一側(cè)設(shè)有提升設(shè)備(1)與I級換熱管(2)相連,I級旋風(fēng) 預(yù)熱器(3)由上而下依次與II級換熱管(4)、 II級旋風(fēng)預(yù)熱器(5)、 III級換熱管、III級旋 風(fēng)預(yù)熱器(7)、 IV級旋風(fēng)預(yù)熱器(9) W級換熱管(10)相連;I級噴射還原爐(8)上方與 III級旋風(fēng)預(yù)熱器(7)的出料口和IV級旋風(fēng)預(yù)熱器(9)的進料口相連,下方與V級旋風(fēng)預(yù)熱 器(11)的出氣口相連;II級噴射還原爐(13)上方與V級旋風(fēng)預(yù)熱器(11)的出氣口和旋風(fēng)分離器(12)的進料口相連,下方依次與旋風(fēng)冷卻器(15)和出料倉(16)相連;旋風(fēng)分 離器(12)上與IV級旋風(fēng)預(yù)熱器(9)的出料口和II級噴射還原爐(13)相連,下與CO氣 體冷卻管(14)和旋風(fēng)冷卻器(15)相連;I級旋風(fēng)預(yù)熱器廢還原氣出口與風(fēng)機(17)、除 塵器(18)和廢還原氣收集系統(tǒng)(19)相連。還原氣體發(fā)生設(shè)備與富氧高溫空氣管(20) — 起連接到I級噴射還原爐(8)和II級噴射還原爐(13)的噴燃室。
優(yōu)選的,所述還原氣體發(fā)生設(shè)備包括高壓煤氣管(21)、高壓風(fēng)機(22)、煤氣罐(23)、 中壓風(fēng)機(24)、煤氣發(fā)生爐(25);煤氣發(fā)生爐(25)依次經(jīng)中壓風(fēng)機(24)、煤氣罐(23)、 高壓風(fēng)機(22)和高壓煤氣管(21)與氧氣管(20) —起連接到I級噴射還原爐(8)和II 級噴射還原爐(13)的噴燃室。
優(yōu)選的,旋風(fēng)預(yù)熱器的換熱管橫截面成矩形或圓形,每個換熱管入料口有一個散料裝置。 本發(fā)明的優(yōu)勢體現(xiàn)在
1) 本發(fā)明由于噴射還原爐中氣、固兩相向上并流,氣固兩相接觸充分,傳熱、傳質(zhì)系 數(shù)大,為含鐵物料傳熱和還原提供了充分的動力學(xué)條件,使含鐵物料得以快速還原,干燥速 度快,物料顆粒在系統(tǒng)中平均停留時間大為縮短。
2) 來自旋風(fēng)冷卻器預(yù)熱的CO氣體,由下部進入噴射還原爐提高了還原效率。
3) 旋風(fēng)預(yù)熱器的換熱管橫截面成矩形或圓形,每個換熱管入料口有一個散料裝置,以 使含鐵物料分散均勻,并可降低含鐵物料下降速度,防止含鐵物料可能走捷徑直接落入下面 的旋風(fēng)預(yù)熱器。
4) 由于系統(tǒng)總壓降降低到200 260mmH2O,系統(tǒng)熱效率大大提高,熱耗降低至1800 千卡/公斤還原含鐵物料以下。
5) 系統(tǒng)穩(wěn)定性好,設(shè)備安置緊湊,占地面積小,投資費用少,生產(chǎn)能力高,產(chǎn)品金屬 化率高,在85 97%范圍內(nèi)可控,質(zhì)量均勻。
圖1為本發(fā)明實施例1的懸浮還原爐裝置的裝置圖。 圖2為本發(fā)明實施例2的懸浮還原爐裝置的裝置圖。
具體實施例方式
以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明,但本發(fā)明并不局限于此。 實施例l:
含鐵物料鐵礦微粉;還原氣體發(fā)生煤氣。
含鐵物料氣體懸浮還原系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。含鐵物料、石灰粒度范圍為l-40pm 的微粉料由提升設(shè)備1送入I級換熱管2,與來自II級旋風(fēng)預(yù)熱器5的高溫還原氣體充分進 行熱交換后,進入I級旋風(fēng)預(yù)熱器3;在I級旋風(fēng)預(yù)熱器3中,懸浮的含鐵物料顆粒從還原 氣體中分離出來依次進入II級換熱管4,氣體經(jīng)風(fēng)機17,除塵器18,廢還原氣體收集系統(tǒng) 19收集,廢還原氣體出口溫度為150 30(TC;被預(yù)熱的含鐵物料進入II級換熱管4,含鐵 物料進一步被來自III級旋風(fēng)預(yù)熱器7的高溫還原氣體預(yù)熱后,并流進入II級旋風(fēng)預(yù)熱器5; 在II級旋風(fēng)預(yù)熱器5中,懸浮的含鐵物料顆粒與還原氣體分離,還原氣體向上進入I級換熱 管2,而含鐵物料進入III級換熱管6;在III級換熱管6中物料被來自IV級旋風(fēng)預(yù)熱器9的高
溫還原氣體預(yù)熱,含鐵物料將部分被還原,然后氣固兩相并流進入m級旋風(fēng)預(yù)熱器7;在m
級旋風(fēng)預(yù)熱器7中懸浮的含鐵物料顆粒與還原氣體分離,被預(yù)熱并部分還原的含鐵物料進入I級噴射還原爐中,而還原氣體則進入II級換熱管4;含鐵物料在I級噴射還原爐8中600 90(TC溫度下被一次快速還原,金屬化率將達到70 80%,含鐵物料顆粒在高溫還原氣體的 作用下并流進入IV級旋風(fēng)預(yù)熱器9進行分離,被分離的含鐵物料顆粒進入IV級換熱管10, 高溫還原氣體進入III級換熱管6;含鐵物料在IV級換熱管10中被來自旋風(fēng)分離器12的高溫 還原氣體加熱,含鐵物料將進一步被還原,然后氣固兩相并流進入V級旋風(fēng)預(yù)熱器11;在 V級旋風(fēng)預(yù)熱器ll中,懸浮的含鐵物料顆粒與氣體分離后,進入II級噴射還原爐13中,而 高溫氣體則進入I級噴射還原爐8;在II級噴射還原爐13中700 110(TC溫度下被二次快速 還原,含鐵物料金屬化率將達到85 97%,被還原的含鐵物料顆粒在高溫還原氣體的作用下 并流進入旋風(fēng)分離器12進行分離,被分離的含鐵物料顆粒進入冷卻管14,而高溫還原氣體 上升到IV級換熱管10;含鐵物料在CO氣體冷卻管14中被冷卻后經(jīng)旋風(fēng)冷卻器15冷卻與分 離而進入出料倉16,含鐵物料溫度可降到300 700°C,作為連續(xù)煉鋼的原料。而被預(yù)熱的 CO氣體做為還原劑進入II級噴射還原爐13。煤氣發(fā)生爐25發(fā)生煤氣依次經(jīng)中壓風(fēng)機24、 煤氣罐23、高壓風(fēng)機22和高壓煤氣管21與富氧高溫空氣管20中的富氧高溫空氣一起送入
I級噴射還原爐8和II級噴射還原爐13的噴燃室。旋風(fēng)預(yù)熱器的換熱管橫截面均成矩形。
實施例2:
含鐵物料鐵礦微粉80%、含鐵冶金粉塵20%;還原氣體焦?fàn)t煤氣。
如圖2所示,焦?fàn)t煤氣經(jīng)經(jīng)預(yù)熱器26預(yù)熱后進入煤氣罐23。焦?fàn)t煤氣預(yù)熱器26的焦 爐煤氣代替了煤氣發(fā)生爐25的發(fā)生煤氣。旋風(fēng)預(yù)熱器的換熱管橫截面均成圓形。其他同實 施例1 。 實施例3
含鐵物料鐵礦微粉10% 90%、含鐵冶金粉塵90% 10%;還原氣體天然氣,用天
然氣代替了實施例2中的焦?fàn)t煤氣。其它同實施例2。
權(quán)利要求
1. 一種含鐵物料懸浮還原工藝方法,包括如下步驟1)含鐵物料加入3~10%的CaO一并細磨成1到40微米微粉;2)含鐵物料微粉經(jīng)懸浮還原爐裝置最上端的I級換熱管的加入口加入;3)400~500℃度高溫還原氣體分別由I級和II級噴射還原爐高速噴入,同時噴入700~900℃的富氧量3~30%的高溫空氣,燃燒部分還原氣體,使還原氣體快速加熱到700~1100℃;4)含鐵物料和CaO微粉與高溫還原氣體在預(yù)熱管中并流進入旋風(fēng)預(yù)熱器,含鐵物料和CaO微粉在旋風(fēng)預(yù)熱器被分離后進入下一級預(yù)熱管、下一級旋風(fēng)預(yù)熱器,再經(jīng)二級噴射還原爐、旋風(fēng)冷卻器,得到金屬化率85%~97%的預(yù)還原含鐵物料微粉,然后進入出料倉;還原氣體則由噴射還原爐逐級進入上一級預(yù)熱管、上一級旋風(fēng)預(yù)熱器,最后經(jīng)除塵器后進入廢還原氣體收集系統(tǒng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的含鐵物料懸浮還原工藝方法,其特征是,步驟l)所述含鐵物料 選自含鐵礦石、氧化鐵皮、含鐵粉塵、和/或含鐵塵泥中的一種或幾種。
3. 如權(quán)利要求1所述的含鐵物料懸浮還原工藝方法,其特征是,步驟3)所述還原氣體 可以是發(fā)生煤氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣、可燃冰、和/或熔煉爐煤氣中的一種或幾種。
4. 如權(quán)利要求1所述的含鐵物料懸浮還原工藝方法,其特征是,系統(tǒng)內(nèi)各換熱管中的 氣流速度為2 10米/秒。
5. 如權(quán)利要求1所述的含鐵物料懸浮還原工藝方法,其特征是,含鐵物料微粉在系統(tǒng) 中平均停留時間為300 500秒,系統(tǒng)總壓降為200 260mmH2O 。
6. 如權(quán)利要求1所述的含鐵物料懸浮還原工藝方法,其特征是,步驟4)的含鐵物料 與高溫還原氣體的比例為1: 1,重量比;步驟4)的含鐵物料微粉經(jīng)CO旋風(fēng)冷卻后,溫度 降到300 700°C 。
7. —種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述含鐵物料懸浮還原工藝方法的懸浮還原爐裝置,包括提 升設(shè)備(l)、 I級換熱管(2)、 I級旋風(fēng)預(yù)熱器(3)、 n級換熱管(4)、 1I級旋風(fēng)預(yù)熱器(5)、m級換熱管(6)、 ni級旋風(fēng)預(yù)熱器(7)、 i級噴射還原爐(8)、 iv級旋風(fēng)預(yù)熱器(9)、 iv級換熱管(IO)、 V級旋風(fēng)預(yù)熱器(ll)、旋風(fēng)分離器(12)、 n級噴射還原爐(13)、冷卻管(14)、 旋風(fēng)冷卻器(15)、出料倉(16)、風(fēng)機(17),除塵器(18),廢還原氣體收集系統(tǒng)(19)、 富氧高溫空氣管(20)、和煤氣發(fā)生設(shè)備;懸浮還原爐的一側(cè)設(shè)有提升設(shè)備(1)與I級換熱管(2)相連,I級旋風(fēng)預(yù)熱器(3) 由上而下依次與II級換熱管(4)、 II級旋風(fēng)預(yù)熱器(5)、 III級換熱管、III級旋風(fēng)預(yù)熱器(7)、 IV級旋風(fēng)預(yù)熱器(9) IV級換熱管(10)相連;I級噴射還原爐(8)上方與III級旋風(fēng)預(yù)熱器 (7)的出料口和IV級旋風(fēng)預(yù)熱器(9)的進料口相連,下方與V級旋風(fēng)預(yù)熱器(11)的出氣 口相連;II級噴射還原爐(13)上方與V級旋風(fēng)預(yù)熱器(11)的出氣口和旋風(fēng)分離器(12)的進料口相連,下方依次與旋風(fēng)冷卻器(15)和出料倉(16)相連;旋風(fēng)分離器(12)上與IV級旋風(fēng)預(yù)熱器(9)的出料口和II級噴射還原爐(13)相連,下與CO氣體冷卻管(14) 和旋風(fēng)冷卻器(15)相連;I級旋風(fēng)預(yù)熱器廢還原氣出口與風(fēng)機(17)、除塵器(18)和廢 還原氣收集系統(tǒng)(19)相連,還原氣體發(fā)生設(shè)備與富氧高溫空氣管(20) —起連接到I級噴 射還原爐(8)和II級噴射還原爐(13)的噴燃室。
8. 如權(quán)利要求7所述的懸浮還原爐裝置,其特征是,所述還原氣體發(fā)生設(shè)備包括高 壓煤氣管(21)、高壓風(fēng)機(22)、煤氣罐(23)、中壓風(fēng)機(24)、煤氣發(fā)生爐(25);煤氣 發(fā)生爐(25)依次經(jīng)中壓風(fēng)機(24)、煤氣罐(23)、高壓風(fēng)機(22)和高壓煤氣管(21)與 氧氣管(20) —起連接到I級噴射還原爐(8)和II級噴射還原爐(13)的噴燃室。
9. 如權(quán)利要求7所述的懸浮還原爐裝置,其特征是,旋風(fēng)預(yù)熱器的換熱管橫截面成矩 形或圓形,每個換熱管入料口有一個散料裝置。
全文摘要
本發(fā)明屬鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域和氣固相熱交換或熱反應(yīng)領(lǐng)域,涉及一種含鐵物料懸浮還原工藝方法,以及實現(xiàn)該方法的二級懸浮還原爐裝置。本發(fā)明的噴射還原爐中氣、固兩相向上并流,氣固兩相接觸充分,傳熱、傳質(zhì)系數(shù)大,使含鐵物料得以快速還原,干燥速度快,物料顆粒在系統(tǒng)中平均停留時間大為縮短。系統(tǒng)熱效率大大提高,熱耗降低至1800千卡/公斤還原含鐵物料以下。系統(tǒng)穩(wěn)定性好,設(shè)備安置緊湊,占地面積小,投資費用少,生產(chǎn)能力高,產(chǎn)品金屬化率高,在85~97%范圍內(nèi)可控,質(zhì)量均勻。
文檔編號C21B13/14GK101445850SQ20081024980
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者暉 曾, 李豐功, 博 王, 王學(xué)斌, 杰 董 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司