外热式竖炉煤基直接还原铁生产工艺与装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103305649A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103305649103305649A(43)申请公布日2013.09.18(21)申请号201310212534.6(22)申请日2013.05.31(71)申请人张勇地址839000新疆维吾尔自治区哈密地区哈密市天山北路兰溪谷11号楼申请人周斌(72)发明人张勇周斌(74)专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司11249代理人姜万林(51)Int.Cl.C21B13/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称外热式竖炉煤基直接还原铁生产工艺与装置(57)摘要本发明公开了一种外热式竖炉煤基直接还原铁的生产工艺，包括以下过程：采用铁精粉和煤粉为原料混匀，制得C/O比为0.95～1.1的混合料；该混合料制成粒径为6～20mm的球体，干燥至水分含量≤2wt%；该混合料送入还原炉中发生还原反应；还公开相应的生产装置。可实现含碳球团的制造，通过对还原产品的球磨和选别，在保证产品品位的前提下适应各种品位铁精粉的使用，采用可模块化扩能的外热式竖炉，可保证产品的金属化率，并调整产能，降低生产成本。CN103305649ACN1035649ACN103305649A权利要求书1/1页1.一种外热式竖炉煤基直接还原铁的生产工艺，包括以下过程：采用铁精粉和煤粉为原料混匀，制得C/O比为0.95～1.1的混合料；该混合料制成粒径为6～20mm的球体，干燥至水分含量≤2wt%；该混合料送入还原炉中发生还原反应。2.如权利要求1所述生产工艺，其特征在于：还包括对还原炉产物进行球磨和选别，得磁性成分。3.如权利要求2所述生产工艺，其特征在于：该磁性成分中铁含量大于90%。4.如权利要求1或2所述生产工艺，其特征在于：该还原炉为外热式竖炉。5.一种外热式竖炉煤基直接还原铁的生产装置，其特征在于：该生产装置为炉体，该炉体内设有相互隔离的燃烧室和还原室；该燃烧室底端设有煤气烧嘴；该还原室的顶端设有物料入口，底端设有水冷下料斗。6.如权利要求5所述生产装置，其特征在于：该还原室设有N个，该物料入口由料仓和料流分配器构成，料仓经料流分配器与还原室连通。7.如权利要求6所述生产装置，其特征在于：该燃烧室设有N+1个，该N个还原室间隔地设在该N+1个燃烧室之间。8.如权利要求5所述生产装置，其特征在于：燃烧室与还原室之间采用碳化硅砖分隔开。9.如权利要求5所述生产装置，其特征在于：还原室的高度与炉体高度相同。10.如权利要求5所述生产装置，其特征在于：该燃烧室沿竖直方向用高铝砖隔成烟气通道，该高铝砖上设有上下贯通的孔。2CN103305649A说明书1/4页外热式竖炉煤基直接还原铁生产工艺与装置技术领域[0001]本发明涉及冶金技术领域，具体地涉及一种外热式竖炉煤基直接还原铁的生产工艺及生产装置。背景技术[0002]在外热式竖炉煤基直接还原铁生产工艺技术方面，关键技术除了竖炉本体结构之外，还在于外热式竖炉的形式以及使用的原料的加工工艺和竖炉产品的后加工技术。最早的外热式竖炉煤基直接还原铁生产工艺技术出现在1971年，即KINGLORMETOR流程简称KM流程，国内也有部分研究者受该技术的影响在关键装置——外热式竖炉方面发表了相应的研究成果，如公开号CN101832706A《外燃管式直接还原竖炉》、公开号CN201166513的发明专利《煤基直接还原铁外热式竖炉》等。[0003]KM流程，是采用铁矿石和还原煤组成的混合料自炉顶还原室开口加入，经过竖炉预热、还原、冷却到接近常温时出炉，混合产物的后加工是通过磁选来进行简单的分离，磁性物为海绵铁，非磁性物为残煤，残煤经筛分，粗粒重新入炉使用。KM流程所使用的竖炉，由钢板外壳和耐火砖衬构成一个容器，其内布置一组竖立于容器内的还原室，一组一般为6个还原室，每个还原室之间相隔一定距离排列，每个还原室均穿过容器上部和下部，上部与供料斗相连，下部与水冷设备和出料斗相连，每个还原室横截面为宽300~600mm、长1600mm的矩形，置于容器内的还原室上部用耐热钢制成，中下部用粘土—碳化硅砖砌成。容器内的其它空间为燃烧室，内设多层煤气燃烧器。使用天然气或煤气等其它燃料，预热空气助燃，燃烧产生的热量通过还原室壁传给还原室内的物料。预热段温度和还原段温度分别控制在850和1050℃左右。[0004]《外燃管式直接还原竖炉》，这种外燃管式直接还原竖炉包括内设有还原室和燃烧室的炉体，所述炉体内设置有至少一根两端开口的还原反应管，所述还原反应管的管内为还原室，周边为燃烧室。[0005]《煤基直接还原铁外热式竖炉》发明，包括竖炉、冷却水圈和炉体支座。炉体支座，