[发明专利]双基还原生产海绵铁的方法及其专用室式冶炼竖炉

权利要求书

1. 双基还原生产海绵铁的方法，是既用固态的煤或焦炭作为还原剂，又用煤气中CO和H₂作为还原剂，在冶炼室中将精铁矿还原成为海绵铁，其特征包括以下生产步骤：

（1） 制备料球

取含铁的质量分数高于60％的精铁矿、灰分低于15％的煤或焦炭和除杂后的消石灰分别进行破碎，配料计量后进入球磨机混合并磨成混合细粉；得到的混合细粉送入成球盘，加水制成湿料球，筛分，取合格的湿料球送入烘干机，利用出竖炉的燃烧废气烘干成干料球，再筛去粉尘，得到合格的料球备用；两次筛分得到不合格的物料均返回成球盘用于制球；

（2） 冶炼还原

将干燥的料球从室式冶炼竖炉的顶部送入其冶炼室，冶炼室依靠竖炉的燃烧室燃烧煤气间接加热，料球下落过程中被加热、温度逐渐上升；同时从炉底通入回炉煤气，利用料球里煤焦的碳和回炉煤气中的CO及H₂还原料球中的铁氧化物；控制冶炼温度为<1050℃，直至料球中的铁氧化物90％以上被还原成金属铁，将冶炼室的粗铁球料从下部排出；

（3） 冷却

从冶炼室排出的高温红热的粗铁球料进入冷却段，用即将燃烧的冷空气和冷煤气以及冷水进行间接冷却，又用冷的回炉气通入炉底直接冷却粗铁球料，使其温度降低至30℃以下，再运出炉外；

（4） 磨细、磁选、压块

运出炉外的粗铁球料送入球磨机磨细，再送到磁选机进行磁选，选出的海绵铁料总铁达到95％以上；再将合格的海绵铁料送至强力压块机压成块状，即得到海绵铁产品。

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于第(1)步中，所述混合细粉的细度为-200目；所述湿料球含水的质量分数为8％～10％；所述筛分后合格的湿料球为直径8～25mm的球体；所述烘干成的干料球含水的质量分数≦1％。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于第(2)步中，所述煤气是由两部分组成的，一部分是外供燃气或自备煤气发生炉制得的水煤气或半水煤气经过除尘、脱硫净化后的净煤气，另一部分是室式冶炼竖炉排出的炉顶气经过气液分离、冷却和净化的冶炼炉气。

4.  如权利要求1所述的方法，其特征在于第(3)步中，所述冷的回炉气是冶炼煤气净化后再脱除CO₂和干燥、冷却后的净煤气。

5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于第(4)步中，所述磨细、磁选、压块过程要用惰性气体保护，以防止新生态的单质铁被氧化，所述惰性气体是经过脱硫、除尘、冷却后的燃烧废气或氮气；所述送入球磨机磨细的粗铁球料细度为-200目。

6. 用于权利要求1的专用室式冶炼竖炉，其特征在于该冶炼竖炉由若干个冶炼室和燃烧室相间布置而成，主体两端均为燃烧室；主体的外边有由耐火砖、保温砖、外墙砖组成的炉外壁，其外还有护炉架；主体顶部砌筑有耐火砖和隔热砖，炉底部是钢筋混凝土的基础；燃烧室为倒梯形，上宽下窄，每个燃烧室的下部有空气、煤气的进口及烧嘴，预热后的煤气与空气在此燃烧，产生的热量通过室壁传给冶炼室；燃烧室以下是冷却器，用煤气、空气和水间接冷却冶炼室下段的海绵铁料；冶炼室是梯形，下宽上窄，每个冶炼室的顶部都有一个进料管；运行时冶炼室自上而下分为预热段、还原段和冷却段，冶炼得到的海绵铁料在冷却段冷却；其底部有用于冷却和气基还原的回炉气进口，最底部有出料输送机，用以将粗铁球料运出炉外。

7. 如权利要求6所述的室式冶炼竖炉，其特征在于所述冷却器包括空气冷却段、煤气冷却段和水冷却段。

8. 如权利要求6所述的室式冶炼竖炉，其特征在于所述燃烧室由碳化硅系列或刚玉系列或高铝系列或镁砖系列或锆砖系列的耐火砖砌筑。