本发明专利技术属于钢铁冶炼技术领域，特别是一种新型气基直接还原铁粉的装置及工艺。该装置包括：进料仓、进料密封料仓、沸腾炉、出料仓、燃料气加压风机、还原气加压风机和出料密封料仓；沸腾炉内倾斜设置有还原气分布筛板，还原气分布筛板上设置有破碎机构，还原气分布筛板的下方设置有还原气分配箱。该工艺为：含铁原料加入沸腾炉后从其内倾斜设置的还原气分布筛板的高处向低处不断移动进行还原反应，在此过程中，还原气均匀分配给还原气分布筛板并穿过其后向上流动，破碎机构在还原气分布筛板上不断进行破碎。采用本发明专利技术提出的装置和工艺，无需制球或烧结即可以实现含铁原料快速、高效、高质量被还原，整个装置及工艺投资小、操作简单、生产效率高。生产效率高。生产效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种新型气基直接还原铁粉的装置及工艺
[0001]本专利技术属于钢铁冶炼
，特别是指一种新型气基直接还原铁粉的装置及工艺。
技术介绍
[0002]直接还原铁是由铁矿在固态条件下直接还原为铁，具有成份稳定、有害杂质低、粒度均匀等诸多优点，可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料，也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。目前，世界上直接还原铁的竖炉均为立式炉，还原气多由竖炉冷却段下部进入竖炉，或分为两股进入竖炉，气固反应时间延长，反应速度降低，而且固相需要制球团或烧结加工工序，增加了投资；而且炉顶循环气需要经过洗涤、重整等工序才能作为还原气。
[0003]现有技术提出了一种气基直接还原铁法装置及快速还原铁的方法(中国专利技术专利申请号：201710575969.5)，采用TFe≥66％的铁矿粉，打磨至细度为140
‑
325目，通过加料斗加入内筒还原室，在850
‑
1000℃的还原温度下还原3
‑
5h；还原过程中，通过三通道喷枪总成向内筒还原室内通入气体，控制压力为1000
‑
3000Pa。其采用气基直接还原，虽然解决了传统气固反应时间长且反应速度慢、需要制球或烧结等问题，但是整个装置占地面积大、结构复杂、投资大，且耗能大，导致生产成本较高。
[0004]为此，提出本申请。
技术实现思路
[0005]为解决以上现有技术的不足，本专利技术提出了一种新型气基直接还原铁粉的装置及工艺。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种新型气基直接还原铁粉的装置，包括：进料仓、进料密封料仓、沸腾炉、出料仓、燃料气加压风机、还原气加压风机和出料密封料仓；
[0008]沸腾炉内倾斜设置有还原气分布筛板，还原气分布筛板上设置有破碎机构，还原气分布筛板的下方设置有还原气分配箱；
[0009]进料仓通过进料密封料仓与沸腾炉连接，还原气分布筛板位置较高的一端与进料密封料仓的出料口连通、位置较低的一端与出料仓的入料口连通，出料仓的出料口与出料密封料仓连接，燃料气加压风机、还原气加压风机分别与沸腾炉连接。
[0010]工作原理：燃料气加压后输送给沸腾炉内的燃料以助燃，还原气加压后输送给还原气分配箱并由其均匀分配给还原气分布筛板并穿过还原气分布筛板后向上流动，待还原物料依序经由进料仓、进料密封料仓进入沸腾炉内倾斜设置的还原气分布筛板上，在高温、还原气及破碎机构的共同作用下，待还原物料在还原气分布筛板上由高往低不断移动并在移动中进行还原反应直至反应完全后经由出料仓进入出料密封料仓。
[0011]与现有技术相比，本专利技术提出的新型气基直接还原铁粉的装置通过设置还原气分
布筛板、破碎机构和还原气分配箱，在无需制球或烧结的前提下，可以实现含铁原料快速、高效的被还原，整个装置结构简单、占地面积小、投资少。
[0012]优选的，还包括旋风除尘器和还原气加热炉，还原气加热炉上设置的进气口包括燃料气进气口、还原气进气口、燃料气出气口和还原气出气口，沸腾炉的顶端通过旋风除尘器分别与燃料气进气口和还原气进气口连接，燃料气出气口与沸腾炉连接，还原气出气口与还原气分配箱连接。
[0013]还原气加热炉不设置外部加热源，本质为一换热装置。沸腾炉的底端由立柱进行支撑且顶端设置有气相出口，为了将还原气进行循环使用以降低生产成本，在沸腾炉的气相进口之前设置了还原气加热炉。沸腾炉气相出口输出的炉顶煤气经由旋风除尘器脱除颗粒物后，一部分作为还原气的补充与还原气一起加压并输送给还原加热炉，另一部分则作为燃料气(即空气)的补充、与加压后的燃料气一起进入还原加热炉，燃料气与还原气在还原加热炉内换热使得还原气被加热，之后热的还原气输出给还原气分配箱，燃料气则输出给沸腾炉满足燃料燃烧的需求。上述循环管线的设置，既能实现沸腾炉炉顶煤气的循环使用，减少还原气的需求量，还可以回收部分热量，降低了生产过程中能量的消耗，最大限度实现了节能减排。
[0014]进一步优选的，破碎结构为若干个齿式破碎辊，若干个齿式破碎辊均匀分布于还原气分布筛板上且滚动方向与待还原物料在还原气分布筛板上的移动方向(即出料方向)相反，以破碎黏连在还原气分布筛板上的直接还原铁，防止反应受阻，保证了反应的连续性。
[0015]更为优选的，还原气分配箱为若干个，若干个还原气分配箱均匀设置于还原气分布筛板的下方且通过单独的管线与还原气加热炉的出气口连接。还原气分配箱优选设置于沸腾炉的底部，其用于将还原气均匀分配给还原气分布筛板以提高整个反应体系中还原气的浓度，加快还原反应速度，提升产品的生产效率。
[0016]最为优选的，还原气分布筛板倾斜度为10
‑
15
°
，其上均布孔径3
‑
5mm的若干筛孔，材质优选为800ht。倾斜10
‑
15
°
的设置方式，不仅有助于呈沸腾状态的待还原物料在还原气分布筛板上不断地向前运动，还有助于还原气分布均匀且与待还原物料充分接触，与传统的气固反应相比，还原气与待还原物料的接触时间缩短、生产效率高，最终促使还原反应彻底、快速完成且不依靠动力装置即可进入出料仓。
[0017]一种利用上述装置还原铁粉的工艺：将含铁原料加入沸腾炉中进行气基直接还原反应，含铁原料加入沸腾炉后从还原气分布筛板的高处向低处不断移动进行还原反应；还原反应的过程中，还原气均匀分配给还原气分布筛板并穿过还原气分布筛板后向上流动，破碎机构对还原气分布筛板上的粘结物(还原铁)进行破碎。
[0018]工作原理：在高温下，含铁原料呈沸腾状态并在还原气分布筛板上由高处向低处不断移动，还原气均匀分配给还原气分布筛板并穿过还原气分布筛板后向上流动，与此同时含铁原料与还原气充分接触并进行还原反应，还原反应产生的铁通过破碎机构不断进行破碎以避免影响反应，确保还原反应的持续进行，最终促使还原反应进行彻底。本专利技术利用含铁粉料比表面积大、与还原气直接接触还原快的特点，通过还原气分布筛板、还原气均匀分配、破碎机构等的协同作用，实现了无需制球、重整、烧结等工序即可将其直接还原的目的。
[0019]进一步来说，还原气为焦炉煤气，沸腾炉以空气为燃料气，沸腾炉内的炉顶煤气脱尘后一部分与还原气混合作为还原气的补充、另一部分与燃料气混合作为燃料气的补充。一方面，有助于实现还原气的回收利用，减少还原气的需求量；另一方面，还能回收部分热量用以加热还原气，加热后的还原气输送给还原气分布筛板既有助于降低能量消耗，又有助于提高还原反应的效果。
[0020]再进一步来说，含铁原料的粒度小于3mm且组分为精矿粉60
‑
80wt％、含铁矿粉20
‑
40wt％，含铁原料在还原气分布筛板上的厚度为200
‑
300mm。上述含铁原料比表面积大且还原气均匀透过筛孔直达还原段，含铁原料在此倾斜度的还原气分布筛板上呈沸腾状态、由高向低不断移动即进行气基直接还本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型气基直接还原铁粉的装置，其特征在于：包括：进料仓(1)、进料密封料仓(2)、沸腾炉(3)、出料仓(4)、燃料气加压风机(5)、还原气加压风机(7)和出料密封料仓(8)；沸腾炉(3)内倾斜设置有还原气分布筛板(31)，还原气分布筛板(31)上设置有破碎机构，还原气分布筛板(31)的下方设置有还原气分配箱(33)；进料仓(1)通过进料密封料仓(2)与沸腾炉(3)连接，还原气分布筛板(31)位置较高的一端与进料密封料仓(2)的出料口连通、位置较低的一端与出料仓(4)的入料口连通，出料仓(4)的出料口与出料密封料仓(8)连接，燃料气加压风机(5)、还原气加压风机(7)分别与沸腾炉(3)连接。2.根据权利要求1所述的新型气基直接还原铁粉的装置，其特征在于：还包括旋风除尘器(9)和还原气加热炉(6)，还原气加热炉(6)上设置的所述进气口包括燃料气进气口、还原气进气口、燃料气出气口和还原气出气口，沸腾炉(3)的顶端通过旋风除尘器(9)分别与所述燃料气进气口和所述还原气进气口连接，所述燃料气出气口与沸腾炉(3)连接，所述还原气出气口与还原气分配箱(33)连接。3.根据权利要求2所述的新型气基直接还原铁粉的装置，其特征在于：所述破碎结构为若干个齿式破碎辊(32)。4.根据权利要求2所述的新型气基直接还原铁粉的装置，其特征在于：还原气分配箱(33)为若干个，若干个还原气分配箱(33)均匀设置于还原气分布筛板(31)的下方且通过单独的管线与还原气加热炉(6)的出气口连接。5.根据权利要求1
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4任一项所述的新型气基直接还原铁粉的装置，其特征在于：还原气分布筛板(31)倾斜度为10
‑<...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛钟安，
申请(专利权)人：山西新唐工程设计股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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