CN105907911A - 一种转底炉直接还原铁热水淬装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对转底炉处理含铁固体废弃物生产的直接还原铁的热水淬装置，包括转底炉、横向筒形离心脱水器、冲热DRI溜管、热水池、料槽、位于料槽输出端的第一输送装置、位于第一输送装置输出端下方的贮料仓、集水池等；冲热DRI溜管将物料送入横向筒形离心脱水器中的筒空腔内；热DRI溜管进入筒空腔的入口处设有连接热水池的高压热水喷嘴，以对转底炉生产的直接还原铁的冷却，以最终满足电炉炼钢用直接还原铁作冷却剂的要求。

Description

一种转底炉直接还原铁热水淬装置及方法

技术领域

本专利涉及含铁固废处理的转底炉生产直接还原铁领域，适用于转底炉直接还原铁的热水淬处理。

背景技术

长期以来，电炉炼钢用铁源原料等问题制约了中国电炉钢生产的发展。国内目前电炉炼钢铁源原料主要来源于进口废钢、生铁块、热铁水和直接还原铁。其中，直接还原铁铁质纯净，碳含量低，可采用连续加料方式，能够最大限度的发挥了电炉炼钢能力，是优质的电炉炼钢最佳残余元素稀释剂和铁源材料。

“碳基转底炉+磨矿磁选”生产高铁品位直接还原铁工艺，可针对我国低品位、难选冶铁矿，以及钢铁冶金企业大量冶金粉尘固废难以利用的现状，并基于我国以煤为主要能源消费的基本国情，以内配碳球团或团块为原料，在1250～1350℃高温环境下，经过20～40min的还原处理，先获得金属化率达60％以上的直接还原铁球团(DRI)，经过冷却、磨矿、磁选后，可消除掺入煤灰和固废含铁原料引入直接还原铁中的脉石和S，获得铁品位达90％以上，铁回收率80％以上，密度＞2t/m³的高品位直接还原铁块，能有效满足电炉炼钢直接还原铁的使用要求。目前“碳基转底炉+磨矿磁选”生产直接还原铁工艺已经在国内逐步推广，并取得了一定的有效经济收益。

“碳基转底炉+磨矿磁选”生产直接还原铁工艺，由于转底炉排出的物料温度达1000℃，必须进行冷却后，才能实施运输，进行磨矿磁选，以获得高铁品位的直接还原铁块。

实施对转底炉生产的高温物料的冷却，现阶段主要采取两种方式，一种是水淬方式，一种是气冷方式。水淬方式，换热强度大，效率高，设备投资和建设费用低，是目前建设单位主要采用的方式；气冷方式，主要采用蒸汽和氮气进行换热，换热强度较低，蒸汽和氮气热量需要重新换热降温才能循环使用，介质消耗高，设备投资和建设费用高，回收期较长，且生产稳定性较差，技术方面还有待进一步完善。

现阶实施水淬冷却从转底炉排出的高温直接还原铁球团的具体技术介绍较少，常规技术路线是是通过转底炉排料机械，将高温物料通过溜管，卸入转底炉侧的深水池中，并采用捞渣机械将冷却料，转运至地面贮存仓内，以便运输。

存在的问题有：

(1)由于捞渣机械尾部置于深水池中，设备在热水中浸泡，设备老化严重；

(2)水淬破损的细渣粒难以及时被捞渣机清除干净，容易积存池底；

(3)深水池底部挤满冷却料，对捞渣机械尾部底座的推挤，易引起设备卡死，加大了运转过程中阻力，设备运行的故障率较高，底座在深水池中检修困难，难以满足连续化生产要求。

因此有必要提出一种新的技术方案解决以上问题。

发明内容

提供了一种对转底炉处理含铁固体废弃物生产的直接还原铁的热水淬处理工艺和装置，以期实现直接还原铁的冷却，便于输送、磨矿、磁选和压块，以最终满足电炉炼钢用直接还原铁作冷却剂的要求。

为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种转底炉直接还原铁热水淬装置，包括转底炉、热水池、与热水池连通的沉淀池、位于热水池上的横向筒形离心脱水器、自转底炉延伸入横向筒形离心脱水器的筒空腔内的热DRI溜管、同样位于筒空腔内的料槽、位于料槽输出端下方的第一输送装置、位于第一输送装置输出端下方的贮料仓、位于贮料仓出料口下方的第二输送装置、位于第二输送装置输出端下方的集水池；热DRI溜管进入筒空腔内的入口处设有连接沉淀池的高压热水喷嘴；该高压热水喷嘴也延伸入所述筒空腔内。

进一步的，所述横向筒形离心脱水器的下部分位于热水池中的热水中；横向筒形离心脱水器圆周向内设有格栅滤网；所述料槽输出端延伸出筒空腔。

进一步的，所述热水池及横向筒形离心脱水器的上方罩设有蒸汽罩；该蒸汽罩上方设有蒸汽排烟筒，蒸汽排烟筒与蒸汽罩连通；所述蒸汽罩中还设有在蒸汽罩上部的冷却水喷头。

进一步的，所述第一输送装置下方设有第一回水渠，第一回水渠的回水端位于热水池上；所述第二输送装置下方设有第二回水渠，第二回水渠的回水端处还设有回收第二回水渠中回流水的集水池。

进一步的，还设有位于第二输送装置下方的可逆胶带机，可逆胶带机的两端下方均设有贮料仓入口。

进一步的，高压热水喷嘴与沉淀池通过热水泵连接；沉淀池上方设有取水管口，管端头设有过滤网，取水管与热水泵进口连通；所述集水池同样与热水泵进口连通。

进一步的，料槽下部输出端底部设有格栅滤板。

有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)基于水淬方式冷却从转底炉排出的1000℃直接还原铁球团，冷却后直接还原铁球团控制温度为～100℃，含水率～15％；***循环热水温度为60～80℃；

(2)除去物料吸附水，且水循环率～95％；倾斜的运输胶带机架于回水渠上，并在渠道低点设置挡渣滤板，进一步回收从带面上析出的表水，减少***用水的损耗；

(3)高温物料在脱水器中完成部分冷却，并由脱水器实施转运；脱水器轴向由格栅滤网制成，料槽斜溜管底部由格栅滤板制成，便于物料表水的回流；

(4)脱水器四周为格栅滤网制成，使***能够最大限度地收得冷却后的直接还原铁球团，避免现有技术水淬细渣粒沉积于热水池中，对渣粒回收较为困难的问题；

(5)与现有技术相比，***传动设施置于热水池上，检修更换方便，作业率高。

而在上述转底炉直接还原热铁水淬装置的基础上，本发明还公开该装置的使用方法，该使用方法的技术方案为：

转底炉生产的高温直接还原铁经热DRI溜管，横向筒形离心脱水器的筒空腔内，所述高压热水喷嘴喷出高压热水将高温直接还原铁急冷，高温直接还原铁在没入热水中的横向筒形离心脱水器下端中进一步冷却成冷却物料；横向筒形离心脱水器作圆周运动脱去冷却物料的表水，冷却物料自横向筒形离心脱水器顶部跌落至料槽中，并顺料槽卸至第一输送装置上，并转运且卸入贮料仓中；冷却物料自贮料仓卸至第二输送装置上用以将冷却物料运出。

进一步的，高压热水喷嘴喷出的高压水水压为0.1～0.2MPa，水质为浊环水，水温为60～80℃；脱水器圆周运动速度为1～5r/min。

进一步的，高温直接还原球团水淬冷却过程中产生的蒸汽排入蒸汽排烟筒中，在蒸汽排烟筒上部设置有冷却水喷头，用于蒸汽降温，重新形成液态水，回流至热水池中；并且通过第一回水渠、第二回水渠将第一输送装置及第二输送装置上的溢出水收集重复利用。

附图说明

图1是本发明转底炉直接还原铁热水淬装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案。

如图1所示，本发明公开一种转底炉直接还原铁热水淬装置，包括转底炉1、转底炉排料机构2、热水池11、与热水池11连通的沉淀池12、位于热水池11上的横向筒形离心脱水器4、自转底炉1延伸入横向筒形离心脱水器4的筒空腔内的热DRI溜管3、同样位于筒空腔内的料槽5、位于料槽5输出端下方的第一输送装置6(在本实施方式中为胶带机6)、位于第一输送装置6输出端下方的贮料仓8、位于贮料仓8出料口下方的第二输送装置10(在本实施方式中为胶带机10)、位于第二输送装置10输出端下方的集水池13；热DRI溜管3进入筒空腔内的入口处设有连接沉淀池12的高压热水喷嘴12-2用以喷出高压热水至自热DRI溜管3送出的高温直接还原铁物料；该高压热水喷嘴12-2也延伸入所述筒空腔内。所述横向筒形离心脱水器4的下部分位于热水池11中的热水中；横向筒形离心脱水器4圆周向内设有格栅滤网；料槽5下部输出端底部也设有格栅滤板。所述料槽5输出端延伸出筒空腔。所述热水池11及横向筒形离心脱水器4的上方罩设有蒸汽罩15。该蒸汽罩15上方设有蒸汽排烟筒14。蒸汽排烟筒14与蒸汽罩15连通。所述蒸汽罩15中还设有在蒸汽罩上部的冷却水喷头16。该冷却水喷头16接外部管网。

还设有位于第二输送装置10下方的可逆胶带机7，可逆胶带机7的两端下方均设有贮料仓8入口。高压热水喷嘴12-2与沉淀池12通过热水泵12-1连接；沉淀池12上方设有取水管口，管端头设有过滤网，取水管与热水泵12-1进口连通；所述集水池13同样与热水泵12-1进口连通。

进一步的，为了充分循环利用整个装置中的水资源，通过上述的冷却水喷头16对蒸汽罩15中的蒸汽进行冷却成回收水落入热水池11中。以及，在第一输送装置6下方设有第一回水渠17，第一回水渠17的回水端位于沉淀池12上可以将回收水重新返回至沉淀池12中；所述第二输送装置10下方设有第二回水渠17-1，第二回水渠17-1的回水端处还位于集水池13上可以将回收水回收入该集水池13中。第一、第二回水渠回水端处还设有挡渣过滤板17-2以防止有废渣回流入热水池11和集水池13。

而在上述转底炉直接还原铁热水淬装置的基础上，本发明还公开该装置的使用方法，该使用方法的技术方案为：

转底炉1生产的高温直接还原铁经转底炉排料机构2排出，再经热DRI溜管3排入横向筒形离心脱水器4的筒空腔内，所述高压热水喷嘴12-2喷出高压热水将高温直接还原铁急冷，高温直接还原铁在没入热水中的横向筒形离心脱水器4下端中进一步冷却成冷却物料；横向筒形离心脱水器4作圆周运动脱去冷却物料的表水，冷却物料自横向筒形离心脱水器顶部跌落至料槽5中，并顺料槽5卸至第一输送装置6上，并转运且卸入贮料仓8中；冷却物料自贮料仓8的卸料阀9卸至第二输送装置10上用以将冷却物料运出。冲制水在沉淀池12中自然沉净。

进一步的，高压热水喷嘴喷出的高压水水压为0.1～0.2MPa，水质为浊环水，水温为60～80℃；脱水器圆周运动速度为1～5r/min。转底炉排料机构辊面布置有螺旋刀面，旋转速度为3.1～31r/min

而结合上述充分循环利用整个装置中的水资源的说明，高温直接还原球团水淬冷却过程中产生的蒸汽排入蒸汽排烟筒14中，在蒸汽排烟筒14上部设置有冷却水喷头16，用于蒸汽降温，重新形成液态水，回流至热水池中；并且通过第一回水渠17、第二回水渠17-1将第一输送装置6及第二输送装置10上的溢出水收集重复利用。热水池液面上方设置有固定补水管口，接外部供水管网，水质为浊水，用以补充蒸汽排空造成的部分水损。

本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种转底炉直接还原铁热水淬装置，其特征是，包括转底炉、热水池、与热水池连通的沉淀池、位于热水池上的横向筒形离心脱水器、自转底炉延伸入横向筒形离心脱水器的筒空腔内的热DRI溜管、同样位于筒空腔内的料槽、位于料槽输出端下方的第一输送装置、位于第一输送装置输出端下方的贮料仓、位于贮料仓出料口下方的第二输送装置、位于第二输送装置输出端下方的集水池；热DRI溜管进入筒空腔内的入口处设有连接沉淀池的高压热水喷嘴；该高压热水喷嘴也延伸入所述筒空腔内。

2.如权利要求1所述的转底炉直接还原铁热水淬装置，其特征是，所述横向筒形离心脱水器的下部分位于热水池中的热水中；横向筒形离心脱水器圆周向内设有格栅滤网；所述料槽输出端延伸出筒空腔。

3.如权利要求2所述的转底炉直接还原铁热水淬装置，其特征是，所述热水池及横向筒形离心脱水器的上方罩设有蒸汽罩；该蒸汽罩上方设有蒸汽排烟筒，蒸汽排烟筒与蒸汽罩连通；所述蒸汽罩中还设有在蒸汽罩上部的冷却水喷头。

4.如权利要求3所述的转底炉直接还原铁热水淬装置，其特征是，所述第一输送装置下方设有第一回水渠，第一回水渠的回水端位于热水池上；所述第二输送装置下方设有第二回水渠，第二回水渠的回水端处还设有回收第二回水渠中回流水的集水池。

5.如权利要求4所述的转底炉直接还原铁热水淬装置，其特征是，还设有位于第二输送装置下方的可逆胶带机，可逆胶带机的两端下方均设有贮料仓入口。

6.如权利要求5所述的转底炉直接还原铁热水淬装置，其特征是，高压热水喷嘴与沉淀池通过热水泵连接；沉淀池上方设有取水管口，管端头设有过滤网，取水管与热水泵进口连通；所述集水池同样与热水泵进口连通。

7.如权利要求1所述的转底炉直接还原铁热水淬装置，其特征是，料槽下部输出端底部设有格栅滤板。

8.一种使用权利要求1至7中任一项所述转底炉直接还原铁热水淬装置的使用方法，其特征是，转底炉生产的高温直接还原铁经热DRI溜管，横向筒形离心脱水器的筒空腔内，所述高压热水喷嘴喷出高压热水将高温直接还原铁急冷，高温直接还原铁在没入热水中的横向筒形离心脱水器下端中进一步冷却成冷却物料；横向筒形离心脱水器作圆周运动脱去冷却物料的表水，冷却物料自横向筒形离心脱水器顶部跌落至料槽中，并顺料槽卸至第一输送装置上，并转运且卸入贮料仓中；冷却物料自贮料仓卸至第二输送装置上用以将冷却物料运出。

9.如权利要求8所述的使用方法，其特征是，高压热水喷嘴喷出的高压水水压为0.1～0.2MPa，水质为浊环水，水温为60～80℃；脱水器圆周运动速度为1～5r/min。

10.如权利要求9所述的使用方法，其特征是，高温直接还原球团水淬冷却过程中产生的蒸汽排入蒸汽排烟筒中，在蒸汽排烟筒上部设置有冷却水喷头，用于蒸汽降温，重新形成液态水，回流至热水池中；并且通过第一回水渠、第二回水渠将第一输送装置及第二输送装置上的溢出水收集重复利用。