[发明专利]一种铁矿粉煤基生产直接还原铁设施及方法

权利要求书

1.一种铁矿粉煤基生产直接还原铁的设施，其特征是：还原铁设施包括：带式运输机、提升式运输机、多级预热器、还原回转窑、连接器、冷却回转窑、锁风阀、筛分机、磁选机、引风机、收尘器、高温风机、燃烧器和预燃室；提升式运输机出料口与多级预热器的顶部预热器入口连接；多级预热器底部出料口与还原回转窑窑尾连接；多级预热器的底部预热器通过预燃室与还原回转窑窑尾连接，还原回转窑窑头通过连接器与冷却回转窑入料端连接；还原回转窑窑头设有燃烧器；冷却回转窑出料端设有锁风阀，锁风阀出料口与筛分机入料口连接；筛分机筛上物出料口通过带式运输机与还原回转窑窑尾连接；筛分机筛下物出料口与磁选机入料口连接；高温风机进口通过管路与多级预热器连接；高温风机出风口通过管路分别与收尘器和燃烧器连接；收尘器出风口通过引风机外排。

2.根据权利要求1所述的一种铁矿粉煤基生产直接还原铁的设施，其特征是：所述的还原回转窑长度为40m～60m的短窑，窑径为３m～５m，窑内全长铺设高温耐材。

3.根据权利要求1所述的一种铁矿粉煤基生产直接还原铁的设施，其特征是：所述的冷却回转窑为单一长窑或串联的多段短窑。

4.根据权利要求3所述的一种铁矿粉煤基生产直接还原铁的设施，其特征是：所述的单一长窑为等径长窑，窑径为2m～4m，长度为80m～120m，窑内入料端内设高温耐材，铺设长度为窑长的1/3～1/2，剩余长度为裸露的钢板窑壁，窑的出料端设置窑外水冷冷却段或风冷冷却段，冷却段长度为窑长的1/3～1/2。

5.根据权利要求4所述的一种铁矿粉煤基生产直接还原铁的设施，其特征是：所述的串联的多段短窑为不等径窑且沿料流前进方向窑径逐段增大，总窑长、高温耐材铺设长度、冷却段长度与单一长窑一致。

6.一种铁矿粉煤基生产直接还原铁的方法，其特征在于：铁矿粉煤基直接还原铁的生产方法包括以下步骤：

步骤1、铁矿粉经运输机从顶部喂料进入多级预热器，同时将预燃室的高温烟气引入多级预热器底部，多级预热器的底部预热器通过预燃室与还原回转窑窑尾连接；铁矿粉与高温烟气在多级预热器内逆向流动，完成铁矿粉的快速干燥预热和高温烟气的冷却，经预热器顶部排出进入高温风机的烟气温度小于300℃，预热器底部铁矿粉出料温度为800℃～900℃；

步骤2、800℃～900℃的铁矿粉和筛分机筛出的还原焦一同进入还原回转窑尾部，形成矿焦混合料；燃料煤和来自高温风机的热风通过窑头燃烧器喷入窑内燃烧，形成1100℃～1200℃的窑内高温气流；矿焦混合料在向窑头缓慢前进的过程中，一方面受高温气流辐射继续升温，另一方面与窑内还原剂反应完成铁矿粉的还原，形成直接还原铁的高温铁粉料，出窑料温1000℃～1100℃；

步骤3、高温铁粉料和还原煤同时经连接器进入冷却回转窑，还原煤在冷却铁粉料的同时逐渐被焦化转变为还原焦，形成铁焦混合料，经过冷却回转窑末端强冷段进入锁风阀，由锁风阀排至筛分机；锁风阀排出的铁焦混合料温度小于100℃；

步骤4、铁焦混合料经筛分机筛分，筛上物为还原焦，还原焦喂入还原回转窑窑尾，筛下物为铁粉料；

步骤5、筛分铁粉料进入磁选机，选出直接还原铁，剩余的为渣料。

7.根据权利要求6所述的一种铁矿粉煤基生产直接还原铁的方法，其特征是：步骤1中，所述的铁矿粉的粒径小于0.3mm，含水量小于10%，总铁品位30%～50%；预燃室的高温烟气的温度为800℃～1000℃；所述的多级预热器排列方式为竖向单列或竖向双列，级数为4级或5级。