[发明专利]应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于镍铁冶炼回转窑直接还原领域，特别是一种应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑及其施工方法。

技术背景

目前，国内镍铁生产通过近八年的努力，历经高炉、鼓风炉冶炼镍铁，改造硅锰电炉、电石炉及其他电炉摸索生产镍铁，优化参数，上马新电炉生产镍铁，通过企业家和技术人员的努力探索、不断地优化参数，形成高炉、电炉冶炼镍铁并存，即高炉用高铁低镍红土矿生产低镍铁，电炉用高镍低铁红土矿为原料生产高镍和中镍铁。其中，电炉冶炼镍铁形成两条路线：一是烧结机烧结入电炉；二是回转窑烧结热装入电炉，即rkef工艺。rkef工艺以其成本优势成为主流工艺。

冶炼镍铁用红土矿产于印度尼西亚和菲律宾，印尼红土矿质量和储量都优于菲律宾。印尼近年连续出台限制红土矿出口政策，印尼红土矿2014年底不准红土矿出口，其国内镍铁生产企业考虑企业生存不断研究创新以适应生存环境。印尼和菲律宾都是岛国且工业基础薄弱，工业用电很少，无法满足已经成熟的像rkef 这样的工艺生产镍铁的用电量，所以利用回转窑直接还原冶炼镍铁成为企业竞争和生存环境选择的一个结果。

而我国回转窑直接还原冶炼镍铁现处于生产试验阶段，采用的直接还原生产镍铁用回转窑结构如图1所示，是在回转窑外壳内砌筑一定厚度大多在250—350mm厚的耐火砖或者耐火浇注料，以下统称耐火材料。利用现有回转窑进行生产过程中，有两个环节使生产处于不断开停的状态：第一，原料进入回转窑后随着温度不断升高，镍和铁开始还原，原料出现软熔状态，软熔的原料同回转窑内的耐火材料粘接形成结圈，结圈一旦形成，使结圈段回转窑内径缩小，该段的回转窑内部热交换强度提高，使得该段温度迅速升高、结圈更严重，形成恶性循环。其解决方法是：回转窑降温，作业人员进入其中用风镐处理掉结圈，再升温进行生产，严重影响生产效率。第二，原料经过软熔段后，随着温度的升高熔化的原料增多，被还原的镍和铁原子聚集成大的颗粒，原料已经不粘回转窑的耐火材料，而是快速的浸蚀耐火材料，经试验证明，耐火材料使用寿命最长为100天左右。由于以上两个技术环节的制约，现有回转窑直接还原生产镍铁工艺生产效率低下、生产成本居高不下，不具备市场竞争能力。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种提高回转窑直接还原冶炼镍铁生产效率、降低生产成本的应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑及其施工方法，在不停窑状态下及时有效处理掉回转窑内结圈，并延长还原聚集阶段耐火材料的使用寿命。

本发明的技术方案：

一种应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑，包括回转窑外壳和砌筑于回转窑外壳内的耐火材料，其特殊之处是：在所述耐火材料表面固定有与所述回转窑外壳同轴度的耐热合金钢筒。

上述应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑，所述耐火材料为耐火浇筑料。

上述应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑，所述耐热合金钢筒的材质为耐热温度达到500℃以上的耐热合金。

上述应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑，所述耐热合金钢筒由多个同轴度的分体钢筒点焊接而成，以保证相邻的两个分体钢筒之间留有空隙。

上述应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑，所述分体钢筒的圆周面靠近两边缘处均匀焊接多个限位销钉，所述回转窑外壳对应所述限位销钉位置均匀焊接多个限位钢套，所述限位销钉与限位钢套插装配合。

上述应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑，所述耐热合金钢筒内表面沿轴线方向均匀焊接多条翻料板，以保证物料在窑内的翻动。

上述应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑，所述耐热合金钢筒在长度方向上起始于窑内原料开始软熔段，即易结圈区，截止于回转窑出料端，所述易结圈区之前的回转窑外壳内只砌筑耐火材料，所述耐火材料为耐火砖或耐火浇注料。

一种应用于镍铁还原生产工艺中的回转窑的施工方法，其特殊之处是，包括如下步骤：

1、制作耐热合金钢筒，所述耐热合金钢筒由多个分体钢筒组成，根据预先设计尺寸，在耐热合金钢板上量定每个分体钢筒所需的钢板面积并剪裁，在剪裁后的预形成分体钢筒的钢板的两端靠近边缘处均匀开设多个圆孔，两端所述圆孔数量相等且相互对应，钻孔完成后将钢板焊接成分体钢筒；

2、砌筑回转窑过程中，把预制好的耐热合金钢筒中的一个分体钢筒首先支撑在回转窑外壳内，保持分体钢筒与回转窑外壳为同轴度，在分体钢筒的圆孔处插入限位销钉并焊接固定，在限位销钉外部套装限位钢套，将所述限位钢套一端焊接在回转窑外壳上，而后在回转窑外壳对应分体钢筒的内表面焊接多个锚固钩；