專利名稱：利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的方法及裝置，更詳細地，涉及包括下述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的方法及裝置，即，將在煉鋼廠生成的含鐵副產物中的濕式煉鋼污泥、煉鋼粉塵混合或將濕式煉鋼污泥和軋制鐵鱗混合之后，使含水分的混合物在轉爐中成型為成型原料，然后在熔爐以燃燒器火花溫度熔融成型原料，之后進行冷卻，從而制備出硫含量低且優(yōu)質的熔融還原鐵。
背景技術：
通常，煉鋼廠生成的含鐵副產物有高爐污泥、煉鋼廠的煉鋼污泥、煉鋼粉塵、熱軋油污泥以及軋制鐵鱗(Mill Scale)等。上述的污泥、煉鋼粉塵及軋制鐵鱗大部分為工業(yè)廢棄物，以往，為了循環(huán)利用廢棄 物，制備成另外的產品來使用。但是，上述的高爐污泥、煉鋼廠的煉鋼污泥、煉鋼粉塵、熱軋油污泥以及軋制鐵鱗等大部分為粉末狀態(tài)或者含有大量水分的污泥，不能單獨循環(huán)利用，因而，與粘結劑混合之后，用另外的成型機壓制來制備成團礦形態(tài)，然后進行使用。按照如上所述的方式制備成團礦形態(tài)而循環(huán)利用的產品有粉塵團礦、污泥壓制磚(Sludge Pressed Brick, SPB)、冷固結球團(Cold BondedPellet, CBP)以及軋制鐵鱗球團(Mill Scale Pellet，MSP)等產品。近年來，在制備成團礦形態(tài)之后，在高溫爐中僅還原表面的產品有熱壓塊鐵(Hot Briquette Iron, HBI)、直接還原鐵(Direct Reduced Iron,DRI)等，這些產品(即上述粉塵團礦、污泥壓制磚(SPB)、冷固結球團(CBP)、軋制鐵鱗球團(MSP)、熱壓塊鐵(HBI)及直接還原鐵(DRI)產品的使用用途例如有在高爐、電爐中用作主副原料，在電爐用作冷卻劑、氧化劑及廢鐵代替物等。另一方面，上述在煉鋼廠生成的煉鋼污泥在電爐的氧吹煉過程中生成粉塵，當對這些粉塵進行濕式集塵時，集塵為濕式煉鋼污泥，當對這些粉塵進行干式集塵時，集塵為煉鋼粉塵，首先篩選濕式集塵的約60 y m以上的微粒子，而60 y m以下的微粒子則經過濃縮及脫水處理后成為污泥餅。這種濕式煉鋼污泥含有大量的Fe、CaO成分，但由于是微粒，并且水分含量高，因而不能進行填埋處理，由此，為了循環(huán)利用廢棄物，對在干式集塵機中生成的上述煉鋼粉塵(EP、EC、L/T Dust)和污泥進行干燥，以與粉精礦、水泥、糖蜜等硫(S)含量高的粘結劑混合，并以壓塊成型法進行壓制，從而制備團礦形態(tài)的粉塵團礦、污泥壓制磚及冷固結球團，軋制鐵鱗則用于與粘結劑混合以制備軋制鐵鱗球團。S卩，現有的使用濕式煉鋼污泥來制備粉塵團礦或者SPB、CBP的通常方法如下將濕式煉鋼污泥和粘結劑混合，在具有規(guī)定形狀的模具壓塊裝置的模具中裝入混合物，然后通過驅動上述壓塊裝置，對上述裝入模具的混合物進行壓縮成型，從而制備粉塵礦或者SPBXBP0并且，HBI、DRI產品的制備方法如下將壓縮成型的成型物投入到還原爐中，然后利用1200° C以上的爐內溫度對上述成型物的表面進行固相燒結還原處理，從而制備熔融還原鐵。如上所述，通過如上所述的方法制備的熔融還原鐵產品有粉塵團礦、CBP、SPB、MSP、HBI及DRI等，上述產品的成分如表I所示。表I
權利要求
1.利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其用于利用含鐵副產物制備硫含量低的熔融還原鐵，其特征在于，包括 轉爐(210)，在一端和另一端形成投入口(210a)和排出口(210b)，所述轉爐(210)能夠旋轉，能夠以所投入的、由含I 50重量％水分的含鐵副產物形成的混合物(F)制備成成型原料(G)； 移送用管體(220)，一端設置在所述轉爐(210)的排出口(210b)，從而能夠控制所排出的成型原料(G)的量并且進行移送； 熔爐(230)，內側與所述移送用管體(220)的另一端連接，通過利用一個以上的燃燒器(231)的火花對被移送而流入的成型原料(G)進行熔融，并使由此熔融的熔融物(I)能夠通過下部連續(xù)流出；以及 熔融還原鐵制備單元(250)，通過收容從所述熔爐(230)排出的熔融物(I)并進行冷 卻，從而制備熔融還原鐵(J)。
2.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于，在所述熔爐(230)的下部還包括 排出單元(240),儲存在所述熔爐(230)熔融并連續(xù)流出的熔融物(I )，能夠通過向一個方向傾斜來去除懸浮的雜質(H)，通過向另一方向傾斜來排出去除雜質后的熔融物。
3.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于，還包括 廢熱供應單元(260)，一端和另一端以能夠分別與所述熔爐(230)和轉爐(210)相連通的方式連接在所述熔爐(230 )和所述轉爐(210 )上，從而利用在所述熔爐(230 )生成的廢熱對被投入到轉爐(210)而制備成成型原料(G)的混合物(F)進行預熱。
4.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于， 在所述熔爐(230)還設置塊狀的還原劑，在投入成型原料之前，通過利用一個以上的燃燒器(231)的火花燃燒所述還原劑，從而在成型原料(G)熔融時去除氧，由此使成型原料(G)還原成純鐵，并且利用燃燒熱和燃燒器(231)的火花使投入到熔爐(230)的成型原料連續(xù)熔融。
5.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于， 所述混合物(F)通過在10 90重量％的含I 50重量％水分的含鐵副產物中還添加I 50重量％的還原劑和I 50重量％的微粉CaO (即脫硫劑)而成，或者通過對10 .90重量％的不含水分的含鐵副產物、I 50重量％的水、I 50重量％的還原劑以及I .50重量％的微粉CaO (即脫硫劑)進行混合而成。
6.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于， 所述成型原料(G)通過在混合物(F)中一同混合還原劑的方式制備，或者將另外的還原劑與不含還原劑的混合物一同投入到移送用管體(220)的漏斗(221)中。
7.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于， 所述轉爐(210)被設置成一端外周面與能夠通過施加電源而驅動的馬達(211)的旋轉單元(211a)連接，從而能夠旋轉，使得能夠在旋轉的過程中將混合物(F)制備成具有預定尺寸的成型原料(G)，排出口(210b)側相比投入口(210a)向下傾斜5 10°，使得能夠將在旋轉過程中制備出的成型原料(G)自動排至排出口(210b)偵U。
8.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于，所述移送用管體(220)包括 漏斗(221)，所述漏斗(221)的一端與所述排出口(210b)相鄰，以用于收集通過所述排出口(210b)排出的成型原料(G);以及 移送管(225)，一端與所述漏斗(221)的另一端連接，另一端以能夠與熔爐(230)相連通的方式連接至熔爐(230)，在與所述漏斗(221)相鄰的位置上內設有投入量調節(jié)閥(223)，所述投入量調節(jié)閥(223)能夠通過施加電源而被驅動，以用于控制移送到所述熔爐(230)的成型原料(G)的量。
9.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于，所述熔爐(230)包括 中空的上部熔爐(232)，在外周面形成有連通孔，使得內部與所述移送用管體(220)的 另一端相連通，并且上部與廢熱供應單元(260)的一端連接； 中空的中間部熔爐(233)，其上表面與所述上部熔爐(232)的底面結合，在所述中間部熔爐(233)的內部，下部的直徑小于上部的直徑，使得能夠向下部收集成型原料(G);以及 下部熔爐(234)，其上表面與所述中間部熔爐(233)的底面連接，在內周面形成有熔融用槽，使得能夠收容成型原料(G)并通過并列設置的一個以上燃燒器(231)進行熔融，在底面形成有與所述熔融槽連接的弓I導通路(234a)。
10.根據權利要求I所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于，所述熔融還原鐵制備單元(250)由如下結構構成冷卻槽(251)，用于收容從熔爐(230)流出的熔融物并使所述熔融物冷卻；冷卻水供應管(253)，具有冷卻水噴嘴(252)，從而能夠利用供應泵向收容在所述冷卻槽(251)的熔融物(I)供應冷水并且噴射冷水；排出管(254)，使噴射至所述冷卻槽(251)的冷卻水排出并予以儲存，以供循環(huán)利用；以及廢冷卻水儲存槽(255)，用于儲存通過所述排出管(254)排出的廢冷卻水； 或者設置為如下能夠通過將從熔爐(230)流出的熔融物儲存在包括圓形在內的多邊形砂箱、之后向砂箱注入冷卻水進行冷卻來制備熔融還原鐵。
11.根據權利要求2所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于，所述排出單元(240)包括 儲存槽(242)，其上部能夠借助與形成在所述熔爐(230)的下部熔爐(234)的引導通路(234a)相連通的蓋板(241)進行開閉，并且能夠儲存通過熔爐(230)熔融并流出的包含雜質的熔融物； 蓋板開關用馬達(244)，將一端與所述蓋板(241)上表面兩端連接的鐵絲(243)的另一端卷取在滑輪(244a)上，從而以能夠得到正反驅動的方式固定在托架(245)上，以使所述蓋板(241)能夠升降進而使所述儲存槽(242)向一側和另一側傾斜； 氣缸(246)，其一端被固定在托架(245)上，所述氣缸(246)收容一端經由轉動銷與所述儲存槽(242)連接的活塞(246a)的另一端，根據壓縮空氣的流入和流出，使所述活塞(246a)進行直線往返運動，從而能夠使儲存槽(242)向一側和另一側傾斜；以及 基底部件(247)，在其上部安裝所述儲存槽(242)，根據所述氣缸(246)的驅動，能夠使所述儲存槽(242)向一側和另一側傾斜。
12.根據權利要求11所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于，所述排出單元(242)還包括 一個以上的輔助燃燒器(248)，防止在儲存包含雜質(H)的熔融物(I)的過程中所述熔融物(I)發(fā)硬。
13.根據權利要求3所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的裝置，其特征在于，所述廢熱供應單元(260)包括 廢熱供應用連接管(261)，其一端以能夠與所述熔爐(230)相連通的方式連接至所述熔爐(230);以及 廢熱供應管(265)，其一端與所述廢熱供應用連接管(261)的另一端連接，另一端以能夠與所述轉爐(210)相連通的方式連接至所述轉爐(210)，內置有在配管過程中能夠通過施加電源而被驅動的廢熱供應用風扇(263 )，從而能夠供應廢熱。
14.利用含鐵副產物制備硫含量低且M-Fe含量高的熔融還原鐵的方法，其特征在于，包括 S 10步驟，制備由含I 50重量％水分的含鐵副產物形成的混合物(F)； S20步驟，通過將所述混合物(F)投入到從馬達(211)接收驅動力而進行旋轉的轉爐(210)來制備成型原料(G)； S30步驟，通過移送用管體(220)將通過所述轉爐(210)制備的成型原料(G)投入至熔爐(230)； S40步驟，利用一個以上的燃燒器(231)使投入至所述熔爐(230)的成型原料(G)熔融成熔融物； S50步驟，將通過所述熔爐(230)熔融的熔融物儲存在排出單元(240)的儲存槽(242)后，使所述儲存槽(242)向一側傾斜，從而去除懸浮的雜質(H)； S60步驟，通過使所述儲存槽(242)向另一側傾斜來將去除雜質(H)后的熔融物(I)投入至冷卻槽(251);以及 S70步驟,通過在所述冷卻槽(251)或者包括圓形在內的多邊形的砂箱中的任意一個中儲存熔融物之后，注入冷卻水進行冷卻來制備熔融還原鐵(J)。
15.根據權利要求14所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的方法，其特征在于，還包括 S21步驟，在投入成型原料的S30步驟之前，預投入塊狀的還原劑，從而通過利用設置在所述熔爐(230)的一個以上的燃燒器(231)的火花以進行燃燒，由此在成型原料(G)的熔融時去除氧，從而還原成純鐵，并且能夠利用燃燒熱和燃燒器(231)的火花，使投入到熔爐(230)的成型原料連續(xù)熔融。
16.根據權利要求14所述的利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的方法，其特征在于， 所述混合物(F)通過在10 90重量％的含I 50重量％水分的含鐵副產物中添加I 50重量％的還原劑和I 50重量％的微粉CaO (即脫硫劑)而形成，或者通過對10 90重量％的不含水分的含鐵副產物、I 50重量％的水、I 50重量％的還原劑以及I 50重量％的微粉CaO (即脫硫劑)進行混合而形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用含鐵副產物制備熔融還原鐵的方法及裝置，其目的在于，能夠將在煉鋼廠生成的含鐵副產物制備成硫含量少且優(yōu)質的熔融還原鐵，其能用于替代廢鐵，如上所述的目的由制備裝置和用于利用上述制備裝置制備熔融還原鐵的方法來實現，上述制備裝置包括轉爐，在一端和另一端形成投入口和排出口，能夠從馬達接收驅動力而旋轉，能夠以所投入的、由含有1～50重量%水分的含鐵副產物形成的混合物制備成成型原料；移送用管體，一端設置在上述轉爐的排出口，該移送用管體控制所排出的成型原料的量，并且進行移送；熔爐，內側與上述移送用管體的另一端連接，通過利用一個以上的燃燒器的火花對通過移送而流入的成型原料進行熔融，并使由此熔融的熔融物能夠通過下部連續(xù)流出；以及熔融還原鐵制備單元，用于通過收容從上述熔爐排出的熔融物并予以冷卻來制備成熔融還原鐵。
文檔編號C22B9/187GK102741434SQ200980163407
公開日2012年10月17日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權日2009年12月24日
發(fā)明者孫翼夫 申請人:孫翼夫