專利名稱：一種海綿鐵煤基直接還原工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以固體煤作為還原劑的直接還原法——煤基法生產(chǎn)海綿鐵的方法。
目前，生產(chǎn)海綿鐵的直接還原法可分為兩種即使用氣體還原劑的直接還原法——?dú)饣ê褪褂霉腆w還原劑的直接還原法——煤基法。氣基法因需要天然氣和煤氣等資源，在我國工業(yè)成本較高，因此國內(nèi)多采用煤基法中的回轉(zhuǎn)窯法和隧道窯法生產(chǎn)海綿鐵。在回轉(zhuǎn)窯法中鐵礦石和煤一同被加入窯內(nèi)，煤的燃燒過程(氧化氣氛)和鐵礦石的還原過程(還原氣氛)在同一空間內(nèi)完成，因此控制適當(dāng)?shù)母G內(nèi)氣氛存在一定的難度，勢必影響到海綿鐵的還原效果。在隧道窯法中，采用非金屬罐盛裝粉狀原料，為便于海綿鐵成品的分選清理，須采取較復(fù)雜的分層裝罐方式。還原冶煉過程中因罐體相對靜止(屬固定床式冶煉)及非金屬罐傳熱效果較差等原因，不利于還原過程的熱傳導(dǎo)，冶煉時(shí)間較長(一般需幾十個(gè)小時(shí))，因此生產(chǎn)效率低，能耗較高。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有工藝技術(shù)之不足而提供一種設(shè)備結(jié)果簡單，產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，易于操作的海綿鐵煤基直接還原工藝。
本發(fā)明以鐵礦石和煤為主要原料，其生產(chǎn)工藝過程是把鐵礦石破碎后與作為還原劑的粒煤及脫硫劑按100∶(35～45)∶(3～5)的重量比充分混合后，裝入半封閉式圓筒形金屬反應(yīng)罐中，封好罐蓋后將反應(yīng)罐從斜坡軌道式隧道窯的窯尾(高端)送入，在950～1150℃的高溫下，經(jīng)3.5～5小時(shí)的冶煉焙燒后，罐體由窯頭(低端)滾出，待溫度降至100℃以下時(shí)，打開罐蓋卸料，經(jīng)分選后可得到成品海棉鐵。
本發(fā)明中的金屬反應(yīng)罐在斜坡軌道式隧道窯內(nèi)靠重力和摩擦力的作用，使罐體產(chǎn)生回轉(zhuǎn)滾動運(yùn)動，罐內(nèi)物料也隨之而不斷翻動，改善了傳熱效果，強(qiáng)化了還原過程，提高了還原速度。
本發(fā)明中鐵礦石的還原過程在反應(yīng)罐內(nèi)進(jìn)行，還原過程中需要的熱量從罐外補(bǔ)充，使反應(yīng)罐內(nèi)的強(qiáng)還原氣氛與窯內(nèi)加熱過程的氧化氣氛完全隔離開來，創(chuàng)造了極有利于鐵礦石還原的冶煉條件，可確保較好的海綿鐵還原效果。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用鐵礦石與還原煤混合裝料，簡化了裝料方式。
2、反應(yīng)罐在斜坡軌道式隧道窯內(nèi)自動回轉(zhuǎn)滾動，強(qiáng)化了罐內(nèi)物料的還原過程，改善了還原效果，使冶煉時(shí)間縮短，相應(yīng)地降低了能耗。
3、可采取多罐連續(xù)循環(huán)工作的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。
4、成品海綿鐵的分選清理過程簡便，產(chǎn)品夾雜物少，成品率高，質(zhì)量好。
5、設(shè)備、工藝簡化，易于操作，工程投資少，易實(shí)施。


圖1為本發(fā)明的斜坡軌道式隧道窯結(jié)果示意圖。
圖2為本發(fā)明的金屬反應(yīng)罐結(jié)果示意圖。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹一個(gè)實(shí)施例。
如圖1所示，高溫隧道窯爐體(1)建成具有一定斜度的長方楔形體，燃燒器(2)分布在爐體的中部，帶斜坡的水冷軌道(3)連接在隧道窯出入口之間。
在圖2中，反應(yīng)罐(4)采用耐高溫金屬制成，在罐底和罐蓋上均開有排氣孔(7)、(9)，罐體上加裝有導(dǎo)向圈(8)。
在生產(chǎn)時(shí)，把鐵礦石或鐵精礦球團(tuán)(粒度8～15毫米)與褐煤(粒度2～10毫米)及生石灰(粒度為1～3毫米)按100∶40∶3的重量比混合后，裝入若干個(gè)反應(yīng)罐內(nèi)，再從斜坡軌道式隧道窯的窯尾順序滾入，由于軌道帶有9°左右的斜坡，反應(yīng)罐自動向前回轉(zhuǎn)滾動，經(jīng)700℃左右的爐氣預(yù)熱后進(jìn)入950～1150℃的高溫段進(jìn)行冶煉烙燒，最后經(jīng)冷卻段的降溫過程后，反應(yīng)罐從窯頭滾動出爐，整個(gè)冶煉過程需3.5～5小時(shí)左右。不斷從窯頭出口處滾出的反應(yīng)罐經(jīng)進(jìn)一步冷卻，溫度降至100℃以下時(shí)，打開罐蓋卸料，再經(jīng)篩分和磁選過程，得到成品海綿鐵。倒空的反應(yīng)罐重新返回裝料，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)，這樣便連續(xù)不斷地生產(chǎn)出海綿鐵。
本發(fā)明斜坡軌道式隧道窯設(shè)計(jì)成上、下兩層軌道，可提高設(shè)備利用率，提高生產(chǎn)能力。
權(quán)利要求
1.一種海棉鐵煤基直接還原工藝，以含鐵物料和煤為主要原料，其特征在于把含鐵物料破碎后與粒煤及脫硫劑按100∶(35～45)∶(3～5)的重量比充分混合，裝入半封閉式圓筒形金屬反應(yīng)罐中，封好罐蓋后將反應(yīng)罐從斜坡軌道式隧道窯的窯尾(高端)送入，在950～1150℃的高溫下，經(jīng)3.5～5小時(shí)的冶煉焙燒后，罐體由窯頭(低端)滾出，待溫度降至100℃以下時(shí)，打開罐蓋卸料，經(jīng)篩分和磁選后可得到成品海棉鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的還原工藝，其特征在于裝滿混合物料的圓筒形金屬反應(yīng)罐在斜坡軌道式隧道窯內(nèi)靠重力和摩擦力的作用，使罐體自動地沿軌道回轉(zhuǎn)滾動。罐內(nèi)物料也隨之得到翻動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的還原工藝，其特征在于多個(gè)反應(yīng)罐依次順序地進(jìn)行裝料，入窯冶煉焙燒，出窯冷卻分選等工序，反應(yīng)罐循環(huán)工作，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的連續(xù)生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以固體煤作為還原劑的直接還原法——煤基法生產(chǎn)海綿鐵的方法。本發(fā)明將破碎后含鐵物料與作還原劑的粒煤混合裝入金屬反應(yīng)罐中，送入斜坡軌道式隧道窯內(nèi)焙燒。之后經(jīng)分選清理取得海綿鐵。本發(fā)明工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，能耗低，生產(chǎn)效率高，適于批量生產(chǎn)。
文檔編號C21B13/04GK1142541SQ95109269
公開日1997年2月12日 申請日期1995年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月5日
發(fā)明者李鐵順 申請人:李鐵順