CN108300851A - 一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺 - Google Patents

一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺 Download PDF

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张云三
刘云龙
张冠琪
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Abstract

本发明涉及一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，该方法采用回转窑实现含铁原料的预热和预还原，使含铁原料达到一定的还原度，同时进一步加热使得含铁原料的出口温度达到650℃以上，含铁原料经回转窑出口排出进入热矿斗式提升机，通过斗式提升机将含铁原料送入热矿喷吹***的热矿料斗。所涉及的方案具有以下优点及有益效果：首先，相比于传统流化床预热预还原工艺，该工艺拓宽了含铁原料的粒度适用范围，避免了预热过程中的粘结失流问题，大大提高了设备整体的运行率；其次，该方法具有操作简单、运行可靠、单时含铁原料处理量大等优点，对保障HIsmelt工艺的高效、稳定生产提供了重要的预处理准备；同时，该工艺充分利用了熔融还原炉尾气预热，实现了余热高效利用。

Description

一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺
技术领域
本发明涉及熔融还原炼铁领域，特别是一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺。
背景技术
HIsmelt炼熔融还原铁工艺是一种以非焦煤作为主要能源，直接使用含铁原料等原料，在高温熔融状态下用碳把铁氧化物还原成金属铁的冶炼方法。该方法不用焦炭、烧结矿和球团矿，大大的减少了CO2、NOx和二恶因的排放，具有工艺简单、资源和能源利用效率高、对环境污染小等优点，具有十分光明的应用前景，一直以来也是炼铁行业研究的热点。HIsmelt炼熔融还原铁工艺是由力拓集团历时三十多年开发完成，是当今冶金领域的前沿技术，在2012年中国山东墨龙石油机械股份有限公司（以下简称山东墨龙）将该项技术成功引进，并在奎那那工厂设备的基础上进一步优化工艺流程设备，建成唯一套HIsmelt熔融还原炼铁生产厂，该项技术的应用对于减少钢铁行业碳排放、保护环境及解决铁矿资源问题具有重大意义。山东墨龙已与力拓集团正式签约，以向墨龙转让HIsmelt技术的所有知识产权、专利及商标等，山东墨龙已完成了HIsmelt技术的完全消化吸收。
更重要的，HIsmelt熔融还原预热预还原***可以提高含铁原料的预热温度、增加含铁原料预还原度，从而提高熔融还原的生产效率，降低、污染物排放。奎那那工厂的含铁原料预热***主要采用流化床，该工艺存在含铁原料粘结失流等问题，预热***故障频繁，导致设备作业率低下，针对此，山东墨龙通过技术革新采用了技术可靠的回转窑工艺实现含铁原料的加热、预还原的目的，且技术成熟、设备运行稳定、作业率高，实现了HIsmelt的顺利运行。
针对HIsmelt运行过程含铁原料预热预还原出现的技术问题，本发明提供一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，该方法采用回转窑对入炉的含铁原料进行加热，同时使含铁原料达到部分预还原的目的。相比于传统流化床预热预还原工艺，该工艺拓宽了含铁原料的粒度适用范围，避免了预热过程中的粘结失流问题，大大提高了设备整体的运行率，对保障HIsmelt工艺的高效、稳定生产提供了重要的前提条件。
发明内容
本发明的发明内容在于提供一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，该方法采用回转窑实现含铁原料的预热和预还原。经回转窑预热和预还原工艺后，使含铁原料达到一定的还原度，同时进一步加热使得含铁原料的出口温度达到650℃以上，含铁原料经回转窑出口排出进入热矿斗式提升机，通过斗式提升机将含铁原料送入热矿喷吹***的热矿料斗。该工艺拓宽了含铁原料的粒度适用范围，避免了预热过程中的粘结失流问题，大大提高了设备整体的运行率，对保障HIsmelt工艺的高效、稳定生产提供了重要的前提条件。
本发明涉及一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，所述工艺采用回转窑实现含铁原料的预热和预还原，使含铁原料达到一定的还原度，同时进一步加热使得含铁原料的出口温度达到650℃以上，具体包括如下步骤：
第一、含铁原料首先和0~10%熔剂经混合后，进入烘干回转窑进行烘干，去除原料中的水分，并且对原料进行初步的预热；
第二、经烘干窑烘干后，对初步预热的含铁原料行筛分，除去烘干后含铁原料中的细颗粒；
第三、在筛分后粒度大于2mm并且小于等于10 mm的含铁原料中加入0~8%还原煤粉或焦粉，混合料经过皮带运输加入到高温回转窑中进行预热和预还原；
第四、经过高温回转窑处理后，混合料通过斗式提升机送入热矿仓，通过两条或多条热矿喷吹***喷入熔融还原炉（SRV炉）。
所述步骤一中含铁原料是指一切用于熔融还原的含铁物料，可以是赤含铁原料、磁含铁原料、炼钢污泥或者是含铁的粉尘等，这些含铁原料的粒度为0~10 mm。
所述步骤一中熔剂是指根据熔融还原需要添加的含镁、含钙熔剂，可以是白云石、石灰石、生石灰等，这些熔剂的粒度为0~10 mm，配加比例为含铁原料质量的0~10%。
所述步骤一中烘干窑的温度范围是100~300℃，其加热的方式可以是通过高温回转窑尾气加热或其他工艺尾气加热。
所述步骤一中可以不经过烘干窑烘干，而直接进入高温预加热预还原回转窑。
所述步骤二中除去烘干后含铁原料中的细颗粒是指粒度小于2mm的细粒级含铁原料。
所述步骤三中加入的燃料主要用于高温预还原，可以配加煤粉或者焦粉，煤粉的配加量可以是0~6%，根据实际生产的需要可以调整煤粉的配比，也可以不加煤粉，只单纯的提高混合料的温度。
所述步骤三中的高温回转窑温度范围是700~1200℃，其加热的方式可以是通过燃烧天然气或其他可燃气体，燃烧煤粉或同时喷入SRV炉煤气。
所述步骤三中为了保障高温回转窑的还原性氛围，在回转窑的窑头安置烟气分析装置，保障回转中CO含量大于20%，O2的含量小于20%。
所述步骤四中混合料经过斗式提升机送入热矿仓库，混合料经过两条或多条热矿喷吹***进入熔融还原炉。
本发明的优点及效果：本发明涉及一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，该方法采用回转窑实现含铁原料的预热和预还原，使含铁原料达到一定的还原度，同时进一步加热使得含铁原料的出口温度达到650℃以上，所涉及的方案具有以下优点及有益效果：首先，相比于传统流化床预热预还原工艺，该工艺拓宽了含铁原料的粒度适用范围，避免了预热过程中的粘结失流问题，大大提高了设备整体的运行率；其次，该方法具有操作简单、运行可靠、单时含铁原料处理量大等优点，对保障HIsmelt工艺的高效、稳定生产提供了重要的预处理准备；同时，该工艺充分利用了熔融还原炉尾气预热，实现了余热高效利用。
附图说明
图1为HIsmelt含铁原料双回转窑预热预还原处理工艺。
图2为HIsmelt含铁原料单回转窑预热预还原处理工艺。
图3为HIsmelt含铁原料双回转窑预热处理工艺。
图4为HIsmelt含铁原料单回转窑预热处理工艺。
具体实施方式
实施例1：HIsmelt含铁原料双回转窑预热预还原处理工艺
如图1所示，120t含铁原料、13.5t白云石混合后，首先经过200℃烘干回转窑进行烘干，其加热的方式可以是通过高温回转窑尾气加热，以去除原料中的水分，并且对原料进行初步的预热；经烘干窑烘干后，对初步预热的含铁原料进行筛分，除去烘干后含铁原料中的细颗粒，筛分后粒度大于2~10 mm的含铁原料中加入3.6t的煤粉，混合料经过皮带运输加入到高温回转窑中进行预热和预还原；经过高温回转窑处理后，混合料温度超过650℃，预还原度超过5%，通过斗式提升机送入热矿仓，通过两条或多条热矿喷吹***喷入熔融还原炉（SRV炉）。
实施例2：HIsmelt含铁原料单回转窑预热预还原处理工艺
如图2所示，120t含铁原料、13.5t白云石混合后，对初步预热的含铁原料进行筛分，除去烘干后含铁原料中的细颗粒，筛分后粒度大于2~10 mm的含铁原料中加入3.6t的煤粉，混合料经过皮带运输加入到回转窑中进行预热和预还原，回转窑主要通过煤粉燃烧和SRV炉顶煤气提供热量，回转窑温度区间从窑头至窑尾200~1200℃；经过回转回转窑处理后，混合料温度超过650℃，预还原度超过5%，通过斗式提升机送入热矿仓，通过两条或多条热矿喷吹***喷入熔融还原炉（SRV炉）。
实施例3：HIsmelt含铁原料双回转窑预热处理工艺
如图3所示，120t含铁原料、13.5t白云石混合后，首先经过200℃烘干回转窑进行烘干，其加热的方式可以是通过高温回转窑尾气加热，以去除原料中的水分，并且对原料进行初步的预热；经烘干窑烘干后，对初步预热的含铁原料进行筛分，除去烘干后含铁原料中的细颗粒，筛分后粒度大于2~10 mm的含铁原料经过皮带运输加入到高温回转窑中进行预热；经过高温回转窑处理后，混合料温度超过650℃，通过斗式提升机送入热矿仓，通过两条或多条热矿喷吹***喷入熔融还原炉（SRV炉）。
实施例4：HIsmelt含铁原料单回转窑预热处理工艺
如图4所示，120t含铁原料、13.5t白云石混合后，对初步预热的含铁原料进行筛分，除去烘干后含铁原料中的细颗粒，筛分后粒度大于2~10 mm的含铁原料经过皮带运输加入到回转窑中进行预热，回转窑主要通过煤粉燃烧和SRV炉顶煤气提供热量，回转窑温度区间从窑头至窑尾200~1200℃；经过回转回转窑处理后，混合料温度超过650℃，通过斗式提升机送入热矿仓，通过两条或多条热矿喷吹***喷入熔融还原炉（SRV炉）。

Claims (10)

1.一种HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，所述工艺采用回转窑实现含铁原料的预热和预还原，使含铁原料达到一定的还原度，同时进一步加热使得含铁原料的出口温度达到650℃以上，具体包括如下步骤：
第一、含铁原料首先和0~10%熔剂经混合后，进入烘干回转窑进行烘干，去除原料中的水分，并且对原料进行初步的预热；
第二、经烘干窑烘干后，对初步预热的含铁原料行筛分，除去烘干后含铁原料中的细颗粒；
第三、在筛分后粒度大于2mm并且小于等于10 mm的含铁原料中加入0~8%还原煤粉或焦粉，混合料经过皮带运输加入到高温回转窑中进行预热和预还原；
第四、经过高温回转窑处理后，混合料通过斗式提升机送入热矿仓，通过两条或多条热矿喷吹***喷入熔融还原炉（SRV炉）。
2.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，步骤一中含铁原料是指一切用于熔融还原的含铁物料，可以是赤含铁原料、磁含铁原料、炼钢污泥或者是含铁的粉尘等，这些含铁原料的粒度为0~10 mm。
3.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，所述步骤一中熔剂是指根据熔融还原需要添加的含镁、含钙熔剂，可以是白云石、石灰石、生石灰等，这些熔剂的粒度为0~10 mm，配加比例为含铁原料质量的0~10%。
4.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，步骤一中烘干窑的温度范围是100~300℃，其加热的方式可以是通过高温回转窑尾气加热或其他工艺尾气加热。
5.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，步骤一中可以不经过烘干窑烘干，而直接进入高温预加热预还原回转窑。
6.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，步骤二中除去烘干后含铁原料中的细颗粒是指粒度小于2mm的细粒级含铁原料。
7.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，步骤三中加入的燃料主要用于高温预还原，可以配加煤粉或者焦粉，煤粉的配加量可以是0~6%，根据实际生产的需要可以调整煤粉的配比，也可以不加煤粉，只单纯的提高混合料的温度。
8.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，步骤三中的高温回转窑温度范围是700~1200℃，其加热的方式可以是通过燃烧天然气或其他可燃气体，燃烧煤粉或同时喷入SRV炉煤气。
9.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，步骤三中为了保障高温回转窑的还原性氛围，在回转窑的窑头安置烟气分析装置，保障回转中CO含量大于20%，O2的含量小于20%。
10.根据权利要求1所述HIsmelt含铁原料预热预还原处理工艺，其特征在于，步骤四中混合料经过斗式提升机送入热矿仓库，混合料经过两条或多条热矿喷吹***进入熔融还原炉。
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