用于鐵礦粉直接還原的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵礦粉還原方法，尤其是一種用于鐵礦粉直接還原的方法。本發(fā)明提供了一種避免“蛋殼效應(yīng)”的用于鐵礦粉直接還原的方法,A、將磁鐵精礦粉、煤粉與催化劑混勻；B、將混勻后的物料壓制成帶孔物料塊，帶孔物料塊上形成有蜂窩孔；C、將帶孔物料塊送入隧道窯中直接還原，其中隧道窯的爐膛用導(dǎo)熱材料板隔開成上下兩層，形成燃燒室和反應(yīng)室；帶孔物料塊被送入反應(yīng)室中，利用燃燒室中產(chǎn)生的熱量間接加熱帶孔物料塊。由于將爐膛分隔成了燃燒室和反應(yīng)室，這使得帶孔物料塊不會受到直接加熱，而是通過導(dǎo)熱材料板將燃燒室中的熱量傳導(dǎo)到反應(yīng)室中，同時由于帶孔物料塊本身具有蜂窩孔，由此使得物料塊在各個位置受到的加熱程度是接近的。
【專利說明】用于鐵礦粉直接還原的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鐵礦粉還原方法，尤其是一種用于鐵礦粉直接還原的方法。此外， 本發(fā)明還涉及一種冶金設(shè)備，尤其是一種用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵工業(yè)是將鐵礦粉經(jīng)過燒結(jié)再送至高爐熔煉成鐵水，繼而成為下道工序的具有 高熱能的主原料，長期的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐形成了規(guī)模化成熟的傳統(tǒng)工藝。隨著技術(shù)研究和進(jìn) 步，這種傳統(tǒng)工藝由于其高能耗、高投資、高污染和高運(yùn)行成本，而受到直接還原鐵工藝技 術(shù)的挑戰(zhàn)。目前直接還原鐵研究和生產(chǎn)主要是以氣基還原和煤基還原為主，相對于傳統(tǒng)工 藝，將鐵礦粉中的氧化鐵還原成金屬鐵產(chǎn)品，一套直接還原鐵設(shè)備功能可取代傳統(tǒng)工藝的 燒結(jié)、焦化、高爐的功能。但是，就直接還原鐵研究和生產(chǎn)的現(xiàn)狀而言：①鐵礦粉作為主原料 因試驗(yàn)、生產(chǎn)的工藝或還原產(chǎn)品的用途不同，在物料準(zhǔn)備階段就存在不同程度的差異，不僅 包括煤基、粒度、脫硫劑、催化劑等組分配伍不同，而且有的將鐵礦粉直接裝入容器、有的則 擠壓或壓制成球團(tuán)和其它形狀。組分配伍的不同，直接決定還原反應(yīng)所需要的溫度和在該 溫度下的反應(yīng)速度；鐵礦粉直接裝入容器進(jìn)行還原，雖然省卻了鐵礦粉成型過程，但在試驗(yàn) 中盡管將組分配伍進(jìn)行若干調(diào)整，結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱傳導(dǎo)是鐵還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的條件和反應(yīng)速度的 限制性因素；球團(tuán)或其它形狀的鐵還原反應(yīng)，在試驗(yàn)和實(shí)踐中往往因組分配伍、密實(shí)程度和 供熱方式不匹配或因其一因素不合適，在形狀的表面形成"蛋殼"效應(yīng)，其機(jī)理是物料被直 接加熱，其表面受熱速度遠(yuǎn)大于物料內(nèi)部熱傳導(dǎo)速度，結(jié)果表面物料已呈熔融狀而內(nèi)部還 沒有達(dá)到反應(yīng)所需的溫度，"蛋殼"就產(chǎn)生了，既影響反應(yīng)速度又影響還原率；②在鐵礦粉直 接還原工藝的研究與應(yīng)用方面，歸納起來有兩大主流：一是與電爐冶煉特種鋼而形成的電 爐短流程；二是隨著粉末冶金相關(guān)技術(shù)的研究成果不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了粉末冶金行業(yè)的大力 發(fā)展，鐵礦粉直接還原海綿鐵粉作為粉末冶金的主原料。就還原設(shè)備而言，煤基還原的爐窯 有隧道窯、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐等，這些爐窯單機(jī)生產(chǎn)能力不高，只適合中小規(guī)模的生產(chǎn)；用于氣 基直接還原的堅爐，雖然可以進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，但是對天然氣的依賴性較強(qiáng)，在沒有天然氣 的情況下，必須用煤粉通過"煤制氣爐"生產(chǎn)煤氣，同時要求被還原的物料必須是氧化球團(tuán)， 如上所述的弊端也會出現(xiàn)。③鐵礦粉直接還原的研究和應(yīng)用需要進(jìn)一步地拓展，其關(guān)鍵環(huán) 節(jié)是：更合理的進(jìn)行適合工藝裝備的物料配伍，增大反應(yīng)界面，提高熱傳導(dǎo)速度，進(jìn)而整體 提高還原反應(yīng)速度；優(yōu)化并創(chuàng)造性地設(shè)計爐窯裝備，盡可能兼?zhèn)淦渌鼱t窯裝備的特優(yōu)點(diǎn)，供 熱狀況、過程溫度、爐窯的還原氣氛、余熱利用、物料裝入、產(chǎn)品產(chǎn)出和冷卻等實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān) 測及控制；最終實(shí)現(xiàn)整體工藝裝備產(chǎn)能規(guī)模化、產(chǎn)品高品質(zhì)、運(yùn)行低成本低能耗、過程控制 規(guī)范。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種避免"蛋殼"效應(yīng)的用于鐵礦粉直接還原 的方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的用于鐵礦粉直接還原的方法，包括以下步驟：
[0005] A、將磁鐵精礦粉、煤粉與催化劑混勻；磁鐵精礦粉、煤粉與催化劑的使用比例應(yīng)按 照具體使用的原料而定，其選用方法與傳統(tǒng)的直接還原方法類似；
[0006] B、將混勻后的物料壓制成帶孔物料塊，帶孔物料塊上形成有蜂窩孔，即在帶孔物 料塊上形成孔陣列，類似蜂窩煤狀的結(jié)構(gòu)；這些蜂窩孔可供熱氣流通過，增大了物料塊受熱 的表面積，其孔洞使物料受熱均勻，有效的減少了整個帶孔物料塊的溫差；
[0007] C、將帶孔物料塊送入隧道窯中直接還原，其中隧道窯的爐膛用導(dǎo)熱材料板隔開成 上下兩層，形成燃燒室和反應(yīng)室；帶孔物料塊被送入反應(yīng)室中，利用燃燒室中產(chǎn)生的熱量間 接加熱帶孔物料塊。本步驟中的隧道窯結(jié)構(gòu)可參見后續(xù)所述的設(shè)備，但不僅限于本發(fā)明中 的設(shè)備。燃燒室中一般利用煤氣或天然氣進(jìn)行燃燒加熱，選用的燃料需根據(jù)需實(shí)際情況而 定，不必限于本方法推薦的燃料。用導(dǎo)熱材料板板將爐膛隔開，在連續(xù)加熱運(yùn)行中，燃燒室 的熱能能夠與反應(yīng)室的熱能接近平衡，由于帶孔物料塊并不受到直接的加熱，而是出于較 為均勻溫度的反應(yīng)室中，這樣帶孔物料塊的內(nèi)外部溫度更加均勻，用這種間接加熱的方式 就破解了"蛋殼"效應(yīng)。
[0008] 進(jìn)一步的是，在A步驟中，使用粒度為-320?100目的釩鈦磁鐵精礦粉與粒 度-20?30目的煤粉和鈉鹽催化劑按質(zhì)量比3?4 :0· 8?1. 2:0. 3?0· 4的比例混勻。
[0009] 進(jìn)一步的是，在B步驟中，所述帶孔物料塊的密度不小于2. 7g/cm3,蜂窩孔孔徑 02〇-3〇mm。本方法使得原料粉料密度由1. 7g/cm3經(jīng)過壓制后密度達(dá)到2. 7g/cm3,物料塊 中的煤達(dá)到后一定溫度燃燒生成的C0逸出阻力增加，有利于還原反應(yīng)進(jìn)行地徹底。同時， 即使粉料和物料壓塊受熱傳導(dǎo)速率接近，那么在臺車面上一立方米的空間內(nèi)多存放一噸物 料，使得生產(chǎn)效率高而成本低。
[0010] 進(jìn)一步的是，在C步驟中，反應(yīng)室的壓力控制在+20?-+50Pa之間。反應(yīng)室內(nèi)的 壓力推薦采用變頻調(diào)節(jié)與爐壓調(diào)節(jié)閥雙控制，從而獲得精準(zhǔn)的壓力控制。
[0011] 進(jìn)一步的是，在c步驟中，所述隧道窯呈環(huán)形。
[0012] 進(jìn)一步的是，在C步驟中，所述反應(yīng)室分為三段溫區(qū)，帶孔物料塊在三段溫區(qū)中的 運(yùn)行時間比例分別是：溫度1150°c占1/3,溫度1300°C占5/9,爐內(nèi)自然緩冷占1/9。
[0013] 本發(fā)明另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種避免"蛋殼"效應(yīng)的用于鐵礦粉直接 還原的設(shè)備。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，包括物料專用壓機(jī)、送料機(jī)構(gòu) 以及隧道窯，所述物料專用壓機(jī)通過送料機(jī)構(gòu)為所述隧道窯供料，所述隧道窯包括窯體、穿 過窯體的軌道、設(shè)置在軌道上的臺車和布設(shè)在窯體上的燃燒系統(tǒng)，所述物料專用壓機(jī)的模 具上設(shè)置有蜂窩孔成型結(jié)構(gòu)；所述隧道窯還包括導(dǎo)熱材料板，所述導(dǎo)熱材料板設(shè)置在窯體 內(nèi)，并將臺車臺面與窯體窯頂之間的爐膛分隔成上下兩層，其中上層為布設(shè)燃燒系統(tǒng)的燃 燒室，下層為反應(yīng)室。窯體的形狀為直線形或曲線形，相應(yīng)的軌道也為直線形或曲線形。導(dǎo) 熱材料板沿爐膛軸線密封布設(shè)，導(dǎo)熱材料采用耐高溫的導(dǎo)熱材料，具體的材料應(yīng)根據(jù)實(shí)際 的情況而定，以達(dá)到節(jié)能和成本之間的平衡。
[0015] 進(jìn)一步的是，所述導(dǎo)熱材料板為碳化硅板，所述碳化硅板為拱頂朝向窯頂?shù)墓靶?結(jié)構(gòu)。碳化硅的熱導(dǎo)率是鋼鐵材料的3倍，且具有強(qiáng)的熱震抗力，這樣在反應(yīng)室的物料能夠 得到足夠的熱能；拱形結(jié)構(gòu)的碳化硅板既可以增加反應(yīng)室的空間，又能增加碳化硅版的導(dǎo) 熱面積。
[0016] 進(jìn)一步的是，所述隧道窯呈環(huán)形，所述窯體沿軸線設(shè)置成圓弧形，所述軌道為圓環(huán) 形，所述窯體圓周方向上的兩端分別為進(jìn)料端和出料端。窯體整體外形為圓弧形，臺車沿著 圓環(huán)形的軌道圓周運(yùn)動，從而在圓弧形的窯體中穿梭。
[0017] 進(jìn)一步的是，所述燃燒系統(tǒng)包括設(shè)置在燃燒室頂部的頂燒嘴和設(shè)置在燃燒室外側(cè) 壁的側(cè)燒嘴。頂燒嘴是一種平火焰燒嘴，該燒嘴空氣箱帶內(nèi)隔熱，能適，喇叭形擴(kuò)散口與氣 流離心力的作用下使氣流緊貼爐壁內(nèi)緣向四周均勻擴(kuò)散，而在燒嘴軸向中心形成回流區(qū)， 當(dāng)回流的介質(zhì)回流到快接近旋轉(zhuǎn)氣流出口處時，被氣流卷入主旋轉(zhuǎn)流股，成為它的一部分， 回流介質(zhì)帶著爐內(nèi)焰氣能起到穩(wěn)定火焰著火的作用，也能促使流股附壁流動，從而形成了 平展形圓盤火焰。側(cè)燒嘴是一種亞高速燒嘴，燒嘴殼體采用內(nèi)絕熱，結(jié)構(gòu)簡單，能形成亞高 速火焰，充分控制爐內(nèi)燃燒氣氛，特別適用于預(yù)熱高氣溫度高的場合，燃燒穩(wěn)定，使用安全 可靠。
[0018] 進(jìn)一步的是，所述送料機(jī)構(gòu)包括履帶式輸送機(jī)、進(jìn)料推料機(jī)和出料推料機(jī)，所述帶 式輸送機(jī)從物料專用壓機(jī)延伸至位于窯體進(jìn)料端的軌道處，所述進(jìn)料推料機(jī)和出料推料機(jī) 分別與物料專用壓機(jī)位置和臺車位置對應(yīng)。
[0019] 進(jìn)一步的是，還包括出料機(jī)和防氧化池，所述出料機(jī)位于窯體出料端并與臺車臺 面對應(yīng)，所述出料機(jī)的出口與防氧化池相連。
[0020] 進(jìn)一步的是，所述出料機(jī)包括螺旋出料機(jī)和擋鏟；所述擋鏟朝向來料方向的一面 為圓弧面，所述圓弧面的軸線與來料方向垂直并與臺車臺面平行；所述擋鏟與螺旋出料機(jī) 的入口相對應(yīng)。
[0021] 進(jìn)一步的是，所述螺旋出料機(jī)的螺旋軸為中空狀，螺旋軸上設(shè)置有進(jìn)水端和出水 端；所述擋鏟的內(nèi)部設(shè)置有冷卻水腔，冷卻水腔上分別設(shè)置有進(jìn)水口和出水口。
[0022] 進(jìn)一步的是，所述臺車的工作面層采用鉻剛玉抗堿高強(qiáng)澆注料。
[0023] 進(jìn)一步的是，所述臺車的工作面層上設(shè)置有燃燒孔，所述燃燒孔位于工作面層的 側(cè)壁。
[0024] 進(jìn)一步的是，所述隧道窯還包括水封結(jié)構(gòu)，所述水封結(jié)構(gòu)包括水封槽、固定刀和活 動刀，所述水封槽位于窯體底部，所述固定刀固定安裝在窯體底部處，所述活動刀安裝在臺 車底部，所述固定刀與活動刀通過與水封槽內(nèi)液體配合以密封臺車與窯體底部之間的縫 隙。
[0025] 進(jìn)一步的是，所述水封結(jié)構(gòu)還包括刮渣板，所述刮渣板安裝在活動刀底部并位于 水封槽內(nèi)。
[0026] 進(jìn)一步的是，所述窯體為復(fù)合砌體，其內(nèi)襯采用耐火澆注料整體澆注而成，外層采 用雙層輕質(zhì)隔熱材料進(jìn)行絕熱。
[0027] 進(jìn)一步的是，所述隧道窯在縱斷面上則按照氣體、壓力、溫度關(guān)系設(shè)計為階梯參數(shù) 式通道。即隧道窯在縱斷面上的壓力、溫度變化呈階梯狀，而不是在整個隧道窯內(nèi)均相同。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：由于將爐膛分隔成了燃燒室和反應(yīng)室，這使得帶孔物料塊 不會受到直接加熱，而是通過導(dǎo)熱材料板將燃燒室中的熱量傳導(dǎo)到反應(yīng)室中，在連續(xù)加熱 運(yùn)行中，燃燒室的熱能能夠與反應(yīng)室的熱能接近平衡，從而加熱帶孔物料塊，同時由于帶孔 物料塊本身具有蜂窩孔，由此使得物料塊在各個位置受到的加熱程度是接近的，也就是物 料塊的內(nèi)外溫差非常小，這種間接加熱的方式就破解了"蛋殼"效應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明橫截面的示意圖；
[0032] 圖4是本發(fā)明進(jìn)料處的橫截面示意圖；
[0033] 圖5是臺車工作面的示意圖；
[0034] 圖6是圖5的A-A向示意圖；
[0035] 圖中零部件、部位及編號：物料專用壓機(jī)1、窯體2、軌道3、臺車4、導(dǎo)熱材料板5、 燃燒室6、反應(yīng)室7、頂燒嘴8、側(cè)燒嘴9、帶式輸送機(jī)10、進(jìn)料推料機(jī)11、出料推料機(jī)12、出料 機(jī)13、防氧化池14、排煙通道15、工作面層16、熱電偶17、燃燒觀察孔18、冷卻水池19、帶孔 物料塊20、水封結(jié)構(gòu)21。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0037] 本發(fā)明的方法包括以下步驟：
[0038] A、使用攀枝花地區(qū)粒度為-320?100目的釩鈦磁鐵精礦粉，其化學(xué)成分為TFe 58. 62%，Ti028 . 49%，V2050. 721%，Si023. 19%，S 0· 42%，P 0· 015%，與粒度-20 ?30 目 的煤粉和鈉鹽催化劑按質(zhì)量比3?4 :0. 8?1. 2:0. 3?0. 4的比例混勻；在采用其它原料 時應(yīng)根據(jù)情況適當(dāng)更改比例。
[0039] B、將混勻后的物料壓制成帶孔物料塊20,帶孔物料塊20上形成有蜂窩孔；將配伍 混勻好的物料裝入設(shè)計制作好的模具內(nèi)，用680噸的壓機(jī)壓制成類似蜂窩煤球狀的塊狀物 料塊，密度達(dá)到2. 7g/cm3,帶孔物料塊的孔徑02〇-3〇mm，孔間隔l〇-12mm，帶孔物料塊20的 塊度與專用的向臺車表面布料的布料機(jī)相匹配，如圖1中的帶孔物料塊20的形狀和在臺車 面上的布置。這樣，一方面增大了帶孔物料塊20受熱的表面積，其孔洞使物料受熱均勻；臺 車4的耐火材料工作面層在長期連續(xù)運(yùn)行中也達(dá)到并保持一定溫度，也可以從帶孔物料塊 20底部向帶孔物料塊20傳熱，另一方面壓機(jī)將帶孔物料塊20壓制的更為密實(shí)，使得粉料密 度由1. 7g/cm3經(jīng)過壓制后密度達(dá)到2. 7g/cm3,帶孔物料塊20中的煤達(dá)到一定溫度后燃燒生 成的C0逸出阻力增加，有利于還原反應(yīng)進(jìn)行地徹底。同時，即使粉料和物料壓塊受熱傳導(dǎo) 速率接近，那么在臺車面上一立方米的空間內(nèi)多存放一噸物料，使得生產(chǎn)效率高而成本低。
[0040] C、將帶孔物料塊20送入隧道窯中直接還原，其中隧道窯的爐膛用導(dǎo)熱材料板5隔 開成上下兩層，形成燃燒室6和反應(yīng)室7 ;帶孔物料塊20被送入反應(yīng)室7中，利用燃燒室6 中產(chǎn)生的熱量間接加熱帶孔物料塊20。
[0041] 根據(jù)工藝要求在反應(yīng)室內(nèi)的氣氛采用變頻調(diào)節(jié)與爐壓調(diào)節(jié)閥雙控制，反應(yīng)室7的 壓力控制在+20?_+50Pa之間。C0在線氣體分析儀裝于引風(fēng)機(jī)前，當(dāng)煙氣C0超過規(guī)定值 時，通過電動執(zhí)行閥控制摻入高溫?zé)煔舛蔚娘L(fēng)量，使得C0與氧氣再燃燒，這部分的C0因保 證適量值而確保還原效果。
[0042] 本方法推薦采用計算機(jī)三級集散控制系統(tǒng)：上位管理級，由高性能的工業(yè)級計算 機(jī)和打印設(shè)備組成。配有工業(yè)控制的專用軟件，主要完成對工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視和報 表打印的功能，包括：總貌的運(yùn)行顯示、熱工參數(shù)的顯示、重要參數(shù)的曲線顯示、報警顯示 等，相關(guān)的修改，流量的積算，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲；過程控制級，由PLC、電源、通訊單元、各種 輸入及輸出模塊等組成。主要完成信號的采集、系統(tǒng)的控制及通訊；現(xiàn)場操作級，在儀表盤 及電控盤上設(shè)置自動（切至計算機(jī)控制）和手動（切換至就地控制）方式，且安裝有維持 工藝設(shè)備正常運(yùn)行的必備的儀表。手動方式可脫離開計算機(jī)控制系統(tǒng)，在儀表柜及電控柜 上直接對熱工參數(shù)的控制進(jìn)行操作。
[0043] 隧道窯的爐溫控制采用連續(xù)比例控制方式，熱電偶接入的溫度經(jīng)溫控儀比較后輸 出（以下信號制均采用4?20mA)控制大小信號給各段總管上的空氣、煤氣調(diào)節(jié)閥來控制 閥位的大小，從而調(diào)節(jié)空氣、煤氣的供給量實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)控制?？諝狻⒚簹庹{(diào)節(jié)閥同步執(zhí) 行，但它們在計算機(jī)上有一個分配比例設(shè)定值（K值0. 8?1. 2)，通過設(shè)定該值來完成空氣 和煤氣的自動配比，該值可根據(jù)流量孔板檢測的流量值和爐內(nèi)實(shí)際狀態(tài)選擇。
[0044] 隧道窯的爐內(nèi)煙氣有二部分組成，煤氣燃燒產(chǎn)生煙氣量和補(bǔ)燃空氣進(jìn)入與C0燃 燒產(chǎn)生煙氣量，通過排煙口流出。爐內(nèi)煙氣流向?yàn)槟鏍t底轉(zhuǎn)動方向，煙氣經(jīng)排煙口排出后通 過沉降室A將灰塵適當(dāng)沉降，煙氣分兩股流過兩組空氣換熱器，兩組分別助燃空氣和補(bǔ)燃 空氣。經(jīng)過兩組空氣換熱器后的煙氣溫度約降至620°C左右，這兩股煙氣再匯流后進(jìn)入沉降 室B再進(jìn)入煤氣換熱器。空氣入口溫度20°C，經(jīng)熱交換其出口溫度550°C左右；煤氣入口溫 度20°C，經(jīng)熱交換其出口溫度可達(dá)到300°C左右，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。
[0045] 下面通過實(shí)施例來介紹本發(fā)明方法：
[0046] 實(shí)施例1:采用本方法制備還原鐵粉
[0047] 將100g攀枝花釩鈦鐵精礦（含鐵：59%、含鈦：9%、粒度一200目）、20?30g煤 粉（粒度一 10目?20目）、1.1?1.5g鈉鹽混勻（可造型），在1150°C的溫度下預(yù)熱10? 2011^11，13001：的溫度下還原25?351^11，出料水冷后得到品位為70?80%金屬化燒結(jié)塊， 金屬化燒結(jié)塊經(jīng)破碎、選礦得到一次還原鐵粉，鐵品位為98 %，鐵收率達(dá)到95 %，剩余尾礦 鐵品位10?15%，鐵收率3?4%，鈦品位39?40 %，尾礦鈦收率80%，一次還原鐵粉于 600?800°C經(jīng)過氫氣還原得到鐵品味大于99. 5%的二次還原鐵粉。
[0048] 實(shí)施例2:采用本方法制備還原鐵粉
[0049] 將100g攀枝花釩鈦鐵精礦（含鐵：55%、含鈦：10%、粒度一200目）、20?30g煤 粉（粒度一 10目?20目）、1.1?1.5g鈉鹽混勻（可造型），在1150°C的溫度下預(yù)熱10? 2011^11，13001：的溫度下還原25?351^11，出料水冷后得到品位為70?80%金屬化燒結(jié)塊， 金屬化燒結(jié)塊經(jīng)破碎、選礦得到一次還原鐵粉，鐵品位為97. 3%，鐵收率達(dá)到95%，剩余尾 礦鐵品位10?15%，鐵收率3?4%，鈦品位39?40%，尾礦鈦收率80 %，一次還原鐵粉 于600?800°C經(jīng)過氫氣還原得到鐵品味大于99. 5%的二次還還原鐵粉。
[0050]

【權(quán)利要求】
1. 用于鐵礦粉直接還原的方法，其特征在于：包括以下步驟： A、 將磁鐵精礦粉、煤粉與催化劑混勻； B、 將混勻后的物料壓制成帶孔物料塊（20)，帶孔物料塊（20)上形成有蜂窩孔； C、 將帶孔物料塊（20)送入隧道窯中直接還原，其中隧道窯的爐膛用導(dǎo)熱材料板（5)隔 開成上下兩層，形成燃燒室（6)和反應(yīng)室（7);帶孔物料塊（20)被送入反應(yīng)室（7)中，利用 燃燒室￠)中產(chǎn)生的熱量間接加熱帶孔物料塊（20)。
2. 權(quán)利要求1所述的用于鐵礦粉直接還原的方法，其特征在于：在A步驟中，使用粒度 為-320?100目的釩鈦磁鐵精礦粉與粒度-20?30目的煤粉和鈉鹽催化劑按質(zhì)量比3? 4 :0· 8?L 2: 0· 3?0· 4的比例混勻。
3. 權(quán)利要求1所述的用于鐵礦粉直接還原的方法，其特征在于：在B步驟中，所述帶孔 物料塊（20)的密度不小于2. 7g/cm3,蜂窩孔孔徑02〇-3〇mm。
4. 權(quán)利要求1所述的用于鐵礦粉直接還原的方法，其特征在于：在C步驟中，反應(yīng)室 (7)的壓力控制在+20?-+50Pa之間。
5. 權(quán)利要求1所述的用于鐵礦粉直接還原的方法，其特征在于：在C步驟中，所述隧道 窯呈環(huán)形。
6. 權(quán)利要求1所述的用于鐵礦粉直接還原的方法，其特征在于：在C步驟中，所述反應(yīng) 室（7)分為三段溫區(qū)，帶孔物料塊（20)在三段溫區(qū)中的運(yùn)行時間比例分別是：溫度1150°C 占1/3,溫度1300°C占5/9,爐內(nèi)自然緩冷占1/9。
7. 用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，包括物料專用壓機(jī)（1)、送料機(jī)構(gòu)以及隧道窯，所述物 料專用壓機(jī)（1)通過送料機(jī)構(gòu)為所述隧道窯供料，所述隧道窯包括窯體（2)、穿過窯體（2) 的軌道（3)、設(shè)置在軌道⑶上的臺車⑷和布設(shè)在窯體⑵上的燃燒系統(tǒng)，其特征在于：所 述物料專用壓機(jī)（1)的模具上設(shè)置有蜂窩孔成型結(jié)構(gòu)；所述隧道窯還包括導(dǎo)熱材料板（5)， 所述導(dǎo)熱材料板（5)設(shè)置在窯體（2)內(nèi)，并將臺車（4)臺面與窯體（2)窯頂之間的爐膛分 隔成上下兩層，其中上層為布設(shè)燃燒系統(tǒng)的燃燒室￠)，下層為反應(yīng)室（7)。
8. 如權(quán)利要求5所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述導(dǎo)熱材料板（5) 為碳化硅板，所述碳化硅板為拱頂朝向窯頂?shù)墓靶谓Y(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求5所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述隧道窯呈環(huán)形， 所述窯體（2)沿軸線設(shè)置成圓弧形，所述軌道（3)為圓環(huán)形，所述窯體（2)圓周方向上的兩 端分別為進(jìn)料端和出料端。
10. 如權(quán)利要求9所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述燃燒系統(tǒng)包括 設(shè)置在燃燒室（6)頂部的頂燒嘴（8)和設(shè)置在燃燒室（6)外側(cè)壁的側(cè)燒嘴（9)。
11. 如權(quán)利要求7所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述送料機(jī)構(gòu)包括 履帶式輸送機(jī)（10)、進(jìn)料推料機(jī)（11)和出料推料機(jī)（12)，所述帶式輸送機(jī)（10)從物料專 用壓機(jī)（1)延伸至位于窯體（2)進(jìn)料端的軌道（3)處，所述進(jìn)料推料機(jī)（11)和出料推料機(jī) (12)分別與物料專用壓機(jī)（1)位置和臺車（4)位置對應(yīng)。
12. 如權(quán)利要求7所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：還包括出料機(jī)（13) 和防氧化池（14)，所述出料機(jī)（13)位于窯體（2)出料端并與臺車（4)臺面對應(yīng)，所述出料 機(jī)（13)的出口與防氧化池（14)相連。
13. 如權(quán)利要求12所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述出料機(jī)（13) 包括螺旋出料機(jī)和擋鏟；所述擋鏟朝向來料方向的一面為圓弧面，所述圓弧面的軸線與來 料方向垂直并與臺車（4)臺面平行；所述擋鏟與螺旋出料機(jī)的入口相對應(yīng)。
14. 如權(quán)利要求12所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述螺旋出料機(jī) 的螺旋軸為中空狀，螺旋軸上設(shè)置有進(jìn)水端和出水端；所述擋鏟的內(nèi)部設(shè)置有冷卻水腔，冷 卻水腔上分別設(shè)置有進(jìn)水口和出水口。
15. 如權(quán)利要求7所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述臺車（4)的工 作面層（16)采用鉻剛玉抗堿高強(qiáng)澆注料。
16. 如權(quán)利要求15所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述臺車（4)的 工作面層（16)上設(shè)置有燃燒孔，所述燃燒孔位于工作面層（16)的側(cè)壁。
17. 如權(quán)利要求7所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述隧道窯還包括 水封結(jié)構(gòu)（21)，所述水封結(jié)構(gòu)（21)包括水封槽、固定刀和活動刀，所述水封槽位于窯體（2) 底部，所述固定刀固定安裝在窯體（2)底部處，所述活動刀安裝在臺車（4)底部，所述固定 刀與活動刀通過與水封槽內(nèi)液體配合以密封臺車（4)與窯體（2)底部之間的縫隙。
18. 如權(quán)利要求17所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述水封結(jié)構(gòu) (21)還包括刮渣板，所述刮渣板安裝在活動刀底部并位于水封槽內(nèi)。
19. 如權(quán)利要求7所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述窯體（2)為復(fù) 合砌體，其內(nèi)襯采用耐火澆注料整體澆注而成，外層采用雙層輕質(zhì)隔熱材料進(jìn)行絕熱。
20. 如權(quán)利要求7所述的用于鐵礦粉直接還原的設(shè)備，其特征在于：所述隧道窯在縱斷 面上按照氣體、壓力、溫度關(guān)系設(shè)計為階梯參數(shù)式通道。
【文檔編號】C21B13/00GK104152620SQ201410431152
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】何德武, 桑曙光, 安冬 申請人:攀枝花市立宇礦業(yè)有限公司