專利名稱：一種直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，屬于直接還原鐵加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展，已成為世界上第一產(chǎn)鋼大國和耗鋼大國。2011年鋼產(chǎn)量突破7億噸，年需要廢鋼9000多萬噸，還原鐵需求量為500萬噸(其中進口還原鐵為400多萬噸)，可我國直接還原鐵的產(chǎn)量不及印度半個月的產(chǎn)量，造成鋼鐵公司的直接還原鐵有大量的缺口，不得不花高價大量進口國外的直接還原鐵。因此，我國并不是鋼鐵強國，鋼鐵產(chǎn)品在國際市場上沒有競爭力，在鋼材品種和質(zhì)量方面，還不適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的要求。我國每年還要從國外及進口鋼材4000余萬噸(主要是優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼)，而海綿鐵正是解決優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼的唯一必備原材料。而我國的直接還原鐵(海綿鐵)年產(chǎn)量僅為60萬噸，世界冶金行業(yè)把我國的海綿鐵產(chǎn)量定為零。我國又是一個天然氣和焦煤儲量不豐富的國家，力口·之我國貧、細(xì)、雜的鐵礦資源，直接還原鐵一直不能形成規(guī)?；Ｒ虼?，國家出臺相關(guān)政策，鼓勵發(fā)展直接還原鐵和非焦煉鐵工藝技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用。提高還原鐵的產(chǎn)量與質(zhì)量以及開發(fā)我國大量的貧、細(xì)、雜的鐵礦資源以及含鐵廢料和豐富的煤炭資源，使其資源化是一件迫在眉睫的事業(yè)。世界直接還原工藝個根據(jù)使用還原劑的不同，可分為兩大類使用氣體還原劑的氣基直接還原法和使用固體還原劑的煤基直接還原法。在走向鋼鐵強國的進程中，發(fā)展立足本國資源特征的海綿鐵工業(yè)，才是發(fā)展鋼鐵強國的必經(jīng)之路，氣基直接還原法，主要分布在中東、南美等天然氣資源豐富的地區(qū)，這些地區(qū)以電爐短流程為主的鋼鐵工業(yè)也得到迅猛發(fā)展。代表工藝為Midrex豎爐法、HYL反應(yīng)罐法和流化床法。煤基直接還原法，主要分布在南非、印度、新西蘭等地，天然氣資源有限，但有優(yōu)質(zhì)的鐵礦資源和豐富的煤炭資源。代表工藝有SL-RN法和Krupp法。我國從能源儲量和合理利用考慮，還不能為冶金工業(yè)生產(chǎn)提供足夠的天然氣，即使有氣可用，成本也太高，生產(chǎn)一噸海綿鐵，若用天然氣要400— 500m3，若用煤氣，要1600m3。因此氣基直接還原無法考慮。在國內(nèi)使用較多的工藝有隧道窯工藝、回轉(zhuǎn)窯工藝和倒焰窯工藝三種，均為煤基還原法，國內(nèi)一些單位也做了一些其他工藝的研究實驗，均未得到工業(yè)性生產(chǎn)的成功。因而煤基法生產(chǎn)海綿鐵工藝是我國首選工藝。倒焰窯在我國發(fā)展較早，其特點有投資少、上馬快、成本低、規(guī)模靈活、操作簡單、對原材料要求低，但其產(chǎn)品質(zhì)量差且不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低、能耗高、勞動強度大、操作環(huán)境差、環(huán)境污染嚴(yán)重、裝備水平落后、全人工操作，無機械化可言，但因其投資少還有一些小型企業(yè)在使用，國家不提倡使用?；剞D(zhuǎn)窯工藝特點機械化程度較高、操作環(huán)境較、污染較輕，但也存在這著產(chǎn)品成本高、投資大、易于發(fā)生結(jié)圈故障，產(chǎn)品質(zhì)量較低，填充系數(shù)低(一般在10% — 20%)，產(chǎn)品分化率高。對原料及還原劑要求苛刻，生產(chǎn)效率較低，熱效率低等缺點，在國內(nèi)有幾家使用過，但均不太成功。
傳統(tǒng)的隧道窯工藝必須采用昂貴的耐火罐，工藝落后、能耗高(每噸直接還原鐵要消耗500— 650 kg還原用煤，還要消耗450— 550 kg加熱用煤)、還原時間長(48— 76h)、勞動力消耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)運行成本高，銷路不暢，此工藝還存在著環(huán)境污染嚴(yán)重(還原煤灰、廢還原罐等固體廢棄物多、粉塵多)、對原料要求過高(TFe ^ 66%)等缺點。上述所有國內(nèi)外的直接還原鐵技術(shù)都無法利用低品位礦石以及含鐵廢料直接還原出聞品位的還原鐵廣品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種直接還原鐵生產(chǎn) 用中頻爐。在我國低品位鐵礦資源以及豐富煤炭資源的基礎(chǔ)上，能將任意品位的塊礦和適量還原劑混合后，經(jīng)中頻爐以直接還原成海綿鐵。本發(fā)明的技術(shù)方案。直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，構(gòu)造包括爐體，爐體外壁設(shè)有耐火保溫材料，在耐火保溫材料內(nèi)設(shè)有線圈，在爐體內(nèi)設(shè)有發(fā)熱膽，發(fā)熱膽兩側(cè)為加熱隔層，爐體上方設(shè)有進料口和煙氣管道，爐體底部的機座內(nèi)設(shè)有出料口。上述的直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，在進料口下方，所述爐體內(nèi)設(shè)有頂部為錐形的耐火分料層。上述的直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，所述加熱隔層由上至下分為預(yù)熱段、升溫段和還原反應(yīng)段?，F(xiàn)有的直接還原鐵加工方法，可分為兩大類使用氣體還原劑的氣基直接還原法和使用固體還原劑的煤基直接還原法。無論是哪種方法，對還原的鐵礦石原料品位均要求過高(TFe ^ 66%)ο本發(fā)明能夠?qū)⑷我馄肺坏膲K礦和適量炭塊作為還原劑混合后，經(jīng)本發(fā)明的裝置以固態(tài)直接還原成海綿鐵，金屬化率可達96%以上。生產(chǎn)過程中所需要的能量是由外部電能所輸入的，在整個工藝過程中沒有外界空氣進入，碳在還原鐵的過程中中所派出的氣體只有CO氣體，整個煙氣通過凈化后得到純凈的CO氣體，可直接用于發(fā)電，供還原中頻爐自身使用。本發(fā)明的裝置擺脫了對鐵礦品位以及煤礦品質(zhì)和品種的限制，還原劑既可以是焦煤、褐煤，也可以是大宗工業(yè)廢棄物深度資源化回收過程中富集的碳粉，取材豐富，結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)可靠，環(huán)保性能優(yōu)良，大幅降低了生產(chǎn)成本，特別是提高了生產(chǎn)過程中的附加值，能把最初含量很低，根本不能稱之為礦的超低品位有價金屬礦在直接還原鐵的生產(chǎn)過程中在渣中或煙氣回收物中富集成礦，形成新的資源。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例。直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，構(gòu)造包括爐體，爐體外壁設(shè)置耐火保溫材料4，在耐火保溫材料4內(nèi)安裝線圈3，在爐體內(nèi)安裝發(fā)熱膽6，發(fā)熱膽6兩側(cè)為加熱隔層5，物料在加熱隔層5內(nèi)進行還原反應(yīng)，爐體上方設(shè)置進料口 7和煙氣管道8，爐體底部的機座2內(nèi)安裝出料口 I。為了送料方便，在爐體內(nèi)安裝頂部為錐形的耐火分料層，能夠?qū)⑽锪蠌倪M料口 7進入后，通過耐火分料層9的錐形頂部分料，均勻滑落至加熱隔層5。發(fā)熱膽6采用碳化硅或石墨發(fā)熱膽，也可以是金屬體發(fā)熱膽。所述加熱隔層5由上至下分為預(yù)熱段、升溫段和還原反應(yīng)段。工作過程如下
a、將脫硫劑、脫磷劑、還原劑混合后，再烘干至物料含水量小于3%，烘干后的物料，進行粉碎，物料粉碎粒度在I. 5mm以下,得到還原添加劑。b、將鐵礦石粉碎后烘干，物料含水量小于3% ；C、將還原添加劑和鐵礦石粉從進料口 7送入中頻爐的爐體內(nèi)，物料進入加熱隔層5中，通過發(fā)熱膽6加熱，物料先在預(yù)熱段預(yù)熱至30(TC -50(TC，進入升溫段升溫至9000C _950°C，再在還原反應(yīng)段加熱至950°C -1100°C進行還原反應(yīng)，礦石中的氧化鐵還原得到單質(zhì)鐵，然后落入機座2內(nèi)的冷卻段，等物料冷卻后出爐。d、出爐物料經(jīng)進一步冷卻后進行破碎，通過磁選，將還原的鐵選出，再通過壓塊機壓塊成型，得到直接還原鐵。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等 同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，構(gòu)造包括爐體，其特征在于爐體外壁設(shè)有耐火保溫材料(4)，在耐火保溫材料(4)內(nèi)設(shè)有線圈(3)，在爐體內(nèi)設(shè)有發(fā)熱膽(6)，發(fā)熱膽(6)兩側(cè)為加熱隔層(5 )，爐體上方設(shè)有進料口( 7 )和煙氣管道(8 )，爐體底部的機座(2 )內(nèi)設(shè)有出料口(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，其特征在于在進料口(7)下方，所述爐體內(nèi)設(shè)有頂部為錐形的耐火分料層(9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，其特征在于所述加熱隔層(5)由上至下分為預(yù)熱段、升溫段和還原反應(yīng)段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直接還原鐵生產(chǎn)用中頻爐，構(gòu)造包括爐體，其特征在于爐體外壁設(shè)有耐火保溫材料(4)，在耐火保溫材料(4)內(nèi)設(shè)有線圈(3)，在爐體內(nèi)設(shè)有發(fā)熱膽(6)，發(fā)熱膽(6)兩側(cè)為加熱隔層(5)，爐體上方設(shè)有進料口(7)和煙氣管道(8)，爐體底部的機座(2)內(nèi)設(shè)有出料口(1)。本發(fā)明能夠?qū)⑷我馄肺坏膲K礦和適量炭塊作為還原劑混合后，經(jīng)本發(fā)明的裝置以固態(tài)直接還原成海綿鐵。本發(fā)明的裝置擺脫了對鐵礦品位以及煤礦品質(zhì)和品種的限制，取材豐富，結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)可靠，環(huán)保性能優(yōu)良，大幅降低了生產(chǎn)成本，特別是提高了生產(chǎn)過程中的附加值。
文檔編號C21B13/12GK102899437SQ20121036155
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者鄒建明 申請人:貴州新天地設(shè)備有限公司