[发明专利]一种甲壳球团的制造与还原装置及生产工艺

说明书

本发明所属冶金领域，是生产直接还原铁的一种甲壳球团的制造与还原装置及生产工艺。

在已有的直接还原铁生产工艺中，采用含碳球团替代非含碳球团，即可提高工效几十倍。但是，含碳球团的最佳还原温度为1100～1300℃，在如此高温下进行还原，铁精粉已呈现熔融状态并软化，球团之间相互粘连和炉壁结瘤现象不可避免。为了克服上述现象，一种用耐火材料包裹铁精矿粉的球团相应而生，如申请号为200410037607.3公开的球团外包无机惰性物质技术；申请号为200510123467.6公开的一种球团外包裹耐火壳技术；申请号为94108166.4公开的一种球表沾粉技术。上述基本雷同的技术可以防止球团在高温还原过程中相互粘连和炉壁结瘤。但是，上述工艺是采用成球盘滚粘保护层的造球方法，球团的保护层与球心料之间界限不清，相互渗透，造成已还原球团的还原铁与保护层难以完全分离。

中南大学将带有碳壳的铁矿球团应用于回转窑还原铁生产工艺，解决了窑内结圈等问题。然而，表现出的新问题是较高的球团破碎率和较高的尾气温度，并含有大量可燃气体，如果尾气直接排放，必然造成环境污染和能源浪费，如果用于发电，其投资额将大于主产品的投资额。

本发明之目的是克服已有技术之不足，提供一种高效节能并且相对环保的甲壳球团的制造与还原装置及生产工艺。

发明内容

A、生产装置

a1、一种用于生产甲壳球团的《甲壳球团成型机》；a2、一种用于干燥甲壳球团的《干燥竖炉》；a3、一种用于甲壳球团还原的《还原竖炉》。

B、生产工艺

b1、甲壳球团的制备：该球团属于配碳球团的一个种类，是由内部的球体和外部的甲壳构成。球体是由品位≥66％的铁精矿粉为预还原料、与铁精矿粉重量配比为2～20％的石油焦粉为球体还原剂(石油焦粉的配入量与球团的还原速度成正比)和2～5％腐植酸钠为球体料的粘合剂构成。甲壳料是由融点＞1300℃的无机物耐火粉料为甲壳骨架主料、灰份融点＞1300℃的煤粉为还原剂(煤粉所含灰份为甲壳骨架辅料，骨架主料与辅料的重量相加应＞甲壳总重量的60％。)、重量配比为2～3％的彭润土为粘合剂和2～3％的石灰石或白云石粉为脱硫剂构成。上述球体料和甲壳料经过混料机或润磨机混料后(球体料需加密处，同时输入甲壳球团成型机，压制成甲壳厚度为3～10mm、球体为16～20mm的扁圆型带有甲壳的配碳球团，该球团的甲壳可以有效的对球团实施保护，使它在高温还原过程中，不发生球团粘连、悬料和炉壁结瘤现象。

b2、甲壳球团的干燥：新生产的甲壳球团含有少量水份，需输入干燥竖炉进行干燥，干燥竖炉利用热风炉排放的尾气显热对湿球团进行干燥。

b3、甲壳球团的还原：干燥后的甲壳球团输入还原竖炉，在排料装置的控制下，依靠球团重力，从料床中由上向下匀速运动，经过预热、还原和冷却过程后进入竖炉底部的水套冷却料仓，再通过料层疏松、破碎和锁气排料装置排出炉外，最后经过筛选和磁选后获得成品还原铁。还原竖炉所需燃料是发生炉煤气或其它来源的煤气，煤气燃烧所需要的氧化剂是由2～4座热风炉交替供应900～1200℃的高温空气。热风炉燃烧所需燃料，主要是利用还原竖炉排出的尾气，如热值不能满足要求，可以掺入一定比例的新鲜煤气。还原竖炉的球团冷却，分为上下两个部分，上部分是由煤气发生炉直供的煤气吸收球团中的热量，下部分是由水套冷却料仓中的冷却水和经过水冷处理的煤气吸收球团中的热量。

本发明具有以下几方面优点：

1、甲壳球团成型机在压球过程中，首先压制成两个半球型甲壳，该甲壳整体坚硬表面光滑，成球和还原后与球心料仍保持着清晰的界面，因此，还原后的球团采用对辊机压破甲壳，即可使金属球团与甲壳完全分离，不但省工省时，而且球团密度大，有益于提高还原速度和节省粘合剂。2、由于球体料配有2～20％的石油焦粉为还原剂，石油焦的灰份含量少，还原能力大，不但提高了还原速度，而且可以保障还原铁的品位。3、干燥竖炉是利用热风炉排放的尾气为球团干燥热源、还原竖炉具有依靠球团自重向下运动的功能、以及利用煤气冷却已还原球团的方法，有益于节能增效和环境保护。4、还原竖炉、热风炉、干燥竖炉等主要设备均采用立式设计，有益于节省土地。5、由于本发明所述设备与回转窑、转底炉甚至隧道窑比较，均可节省大量投资。

下面通过附图对本发明装置的结构及工艺的实施方案加以说明：

附图1是本发明的甲壳球团成型机横向剖视图；

附图2是本发明的球团干燥竖炉剖视图；

附图3是本发明的还原竖炉横向剖视图；

附图4是本发明的工艺流程图。