一種轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置及方法
【專利摘要】本發明提供一種對轉底爐處理含鐵固體廢棄物生產的直接還原鐵的熱水淬裝置，包括轉底爐、橫向筒形離心脫水器、沖熱DRI溜管、熱水池、料槽、位于料槽輸出端的第一輸送裝置、位于第一輸送裝置輸出端下方的貯料倉、集水池等；沖熱DRI溜管將物料送入橫向筒形離心脫水器中的筒空腔內；熱DRI溜管進入筒空腔的入口處設有連接熱水池的高壓熱水噴嘴，以對轉底爐生產的直接還原鐵的冷卻，以最終滿足電爐煉鋼用直接還原鐵作冷卻劑的要求。
【專利說明】
一種轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置及方法
技術領域
[0001]本專利涉及含鐵固廢處理的轉底爐生產直接還原鐵領域，適用于轉底爐直接還原鐵的熱水淬處理。
【背景技術】
[0002]長期以來，電爐煉鋼用鐵源原料等問題制約了中國電爐鋼生產的發展。國內目前電爐煉鋼鐵源原料主要來源于進口廢鋼、生鐵塊、熱鐵水和直接還原鐵。其中，直接還原鐵鐵質純凈，碳含量低，可采用連續加料方式，能夠最大限度的發揮了電爐煉鋼能力，是優質的電爐煉鋼最佳殘余元素稀釋劑和鐵源材料。
[0003]“碳基轉底爐+磨礦磁選”生產高鐵品位直接還原鐵工藝，可針對我國低品位、難選冶鐵礦，以及鋼鐵冶金企業大量冶金粉塵固廢難以利用的現狀，并基于我國以煤為主要能源消費的基本國情，以內配碳球團或團塊為原料，在1250?1350 °C高溫環境下，經過20?40min的還原處理，先獲得金屬化率達60%以上的直接還原鐵球團(DRI)，經過冷卻、磨礦、磁選后，可消除摻入煤灰和固廢含鐵原料引入直接還原鐵中的脈石和S，獲得鐵品位達90%以上，鐵回收率80%以上，密度>2t/m3的高品位直接還原鐵塊，能有效滿足電爐煉鋼直接還原鐵的使用要求。目前“碳基轉底爐+磨礦磁選”生產直接還原鐵工藝已經在國內逐步推廣，并取得了一定的有效經濟收益。
[0004]“碳基轉底爐+磨礦磁選”生產直接還原鐵工藝，由于轉底爐排出的物料溫度達100tC，必須進行冷卻后，才能實施運輸，進行磨礦磁選，以獲得高鐵品位的直接還原鐵塊。
[0005]實施對轉底爐生產的高溫物料的冷卻，現階段主要采取兩種方式，一種是水淬方式，一種是氣冷方式。水淬方式，換熱強度大，效率高，設備投資和建設費用低，是目前建設單位主要采用的方式;氣冷方式，主要采用蒸汽和氮氣進行換熱，換熱強度較低，蒸汽和氮氣熱量需要重新換熱降溫才能循環使用，介質消耗高，設備投資和建設費用高，回收期較長，且生產穩定性較差，技術方面還有待進一步完善。
[0006]現階實施水淬冷卻從轉底爐排出的高溫直接還原鐵球團的具體技術介紹較少，常規技術路線是是通過轉底爐排料機械，將高溫物料通過溜管，卸入轉底爐側的深水池中，并采用撈渣機械將冷卻料，轉運至地面貯存倉內，以便運輸。
[0007]存在的問題有:
[0008](I)由于撈渣機械尾部置于深水池中，設備在熱水中浸泡，設備老化嚴重；
[0009](2)水淬破損的細渣粒難以及時被撈渣機清除干凈，容易積存池底；
[0010](3)深水池底部擠滿冷卻料，對撈渣機械尾部底座的推擠，易引起設備卡死，加大了運轉過程中阻力，設備運行的故障率較高，底座在深水池中檢修困難，難以滿足連續化生產要求。
[0011]因此有必要提出一種新的技術方案解決以上問題。
【發明內容】
[0012]提供了一種對轉底爐處理含鐵固體廢棄物生產的直接還原鐵的熱水淬處理工藝和裝置，以期實現直接還原鐵的冷卻，便于輸送、磨礦、磁選和壓塊，以最終滿足電爐煉鋼用直接還原鐵作冷卻劑的要求。
[0013]為達到上述目的，本發明可采用如下技術方案:
[0014]—種轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，包括轉底爐、熱水池、與熱水池連通的沉淀池、位于熱水池上的橫向筒形離心脫水器、自轉底爐延伸入橫向筒形離心脫水器的筒空腔內的熱DRI溜管、同樣位于筒空腔內的料槽、位于料槽輸出端下方的第一輸送裝置、位于第一輸送裝置輸出端下方的貯料倉、位于貯料倉出料口下方的第二輸送裝置、位于第二輸送裝置輸出端下方的集水池;熱DRI溜管進入筒空腔內的入口處設有連接沉淀池的高壓熱水噴嘴;該高壓熱水噴嘴也延伸入所述筒空腔內。
[0015]進一步的，所述橫向筒形離心脫水器的下部分位于熱水池中的熱水中；橫向筒形離心脫水器圓周向內設有格柵濾網;所述料槽輸出端延伸出筒空腔。
[0016]進一步的，所述熱水池及橫向筒形離心脫水器的上方罩設有蒸汽罩;該蒸汽罩上方設有蒸汽排煙筒，蒸汽排煙筒與蒸汽罩連通;所述蒸汽罩中還設有在蒸汽罩上部的冷卻水嗔頭。
[0017]進一步的，所述第一輸送裝置下方設有第一回水渠，第一回水渠的回水端位于熱水池上;所述第二輸送裝置下方設有第二回水渠，第二回水渠的回水端處還設有回收第二回水渠中回流水的集水池。
[0018]進一步的，還設有位于第二輸送裝置下方的可逆膠帶機，可逆膠帶機的兩端下方均設有貯料倉入口。
[0019]進一步的，高壓熱水噴嘴與沉淀池通過熱水栗連接;沉淀池上方設有取水管口，管端頭設有過濾網，取水管與熱水栗進口連通;所述集水池同樣與熱水栗進口連通。
[0020]進一步的，料槽下部輸出端底部設有格柵濾板。
[0021 ]有益效果:與現有技術相比，本發明的有益效果包括:
[0022](I)基于水淬方式冷卻從轉底爐排出的1000°C直接還原鐵球團，冷卻后直接還原鐵球團控制溫度為?100°C，含水率?15% ;系統循環熱水溫度為60?80°C ;
[0023](2)除去物料吸附水，且水循環率?95%;傾斜的運輸膠帶機架于回水渠上，并在渠道低點設置擋渣濾板，進一步回收從帶面上析出的表水，減少系統用水的損耗；
[0024](3)高溫物料在脫水器中完成部分冷卻，并由脫水器實施轉運;脫水器軸向由格柵濾網制成，料槽斜溜管底部由格柵濾板制成，便于物料表水的回流；
[0025](4)脫水器四周為格柵濾網制成，使系統能夠最大限度地收得冷卻后的直接還原鐵球團，避免現有技術水淬細渣粒沉積于熱水池中，對渣粒回收較為困難的問題；
[0026](5)與現有技術相比，系統傳動設施置于熱水池上，檢修更換方便，作業率高。
[0027]而在上述轉底爐直接還原熱鐵水淬裝置的基礎上，本發明還公開該裝置的使用方法，該使用方法的技術方案為:
[0028]轉底爐生產的高溫直接還原鐵經熱DRI溜管，橫向筒形離心脫水器的筒空腔內，所述高壓熱水噴嘴噴出高壓熱水將高溫直接還原鐵急冷，高溫直接還原鐵在沒入熱水中的橫向筒形離心脫水器下端中進一步冷卻成冷卻物料;橫向筒形離心脫水器作圓周運動脫去冷卻物料的表水，冷卻物料自橫向筒形離心脫水器頂部跌落至料槽中，并順料槽卸至第一輸送裝置上，并轉運且卸入貯料倉中；冷卻物料自貯料倉卸至第二輸送裝置上用以將冷卻物料運出。
[0029]進一步的，高壓熱水噴嘴噴出的高壓水水壓為0.1?0.2MPa，水質為濁環水，水溫為60?80°C ;脫水器圓周運動速度為I?5r/min。
[0030]進一步的，高溫直接還原球團水淬冷卻過程中產生的蒸汽排入蒸汽排煙筒中，在蒸汽排煙筒上部設置有冷卻水噴頭，用于蒸汽降溫，重新形成液態水，回流至熱水池中；并且通過第一回水渠、第二回水渠將第一輸送裝置及第二輸送裝置上的溢出水收集重復利用。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本發明轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案。
[0033]如圖1所示，本發明公開一種轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，包括轉底爐1、轉底爐排料機構2、熱水池11、與熱水池11連通的沉淀池12、位于熱水池11上的橫向筒形離心脫水器4、自轉底爐I延伸入橫向筒形離心脫水器4的筒空腔內的熱DRI溜管3、同樣位于筒空腔內的料槽5、位于料槽5輸出端下方的第一輸送裝置6(在本實施方式中為膠帶機6)、位于第一輸送裝置6輸出端下方的貯料倉8、位于貯料倉8出料口下方的第二輸送裝置10(在本實施方式中為膠帶機10)、位于第二輸送裝置10輸出端下方的集水池13;熱DRI溜管3進入筒空腔內的入口處設有連接沉淀池12的高壓熱水噴嘴12-2用以噴出高壓熱水至自熱DRI溜管3送出的高溫直接還原鐵物料;該高壓熱水噴嘴12-2也延伸入所述筒空腔內。所述橫向筒形離心脫水器4的下部分位于熱水池11中的熱水中；橫向筒形離心脫水器4圓周向內設有格柵濾網;料槽5下部輸出端底部也設有格柵濾板。所述料槽5輸出端延伸出筒空腔。所述熱水池11及橫向筒形離心脫水器4的上方罩設有蒸汽罩15。該蒸汽罩15上方設有蒸汽排煙筒14。蒸汽排煙筒14與蒸汽罩15連通。所述蒸汽罩15中還設有在蒸汽罩上部的冷卻水噴頭16。該冷卻水噴頭16接外部管網。
[0034]還設有位于第二輸送裝置10下方的可逆膠帶機7，可逆膠帶機7的兩端下方均設有貯料倉8入口。高壓熱水噴嘴12-2與沉淀池12通過熱水栗12-1連接;沉淀池12上方設有取水管口，管端頭設有過濾網，取水管與熱水栗12-1進口連通;所述集水池13同樣與熱水栗12-1進口連通。
[0035]進一步的，為了充分循環利用整個裝置中的水資源，通過上述的冷卻水噴頭16對蒸汽罩15中的蒸汽進行冷卻成回收水落入熱水池11中。以及，在第一輸送裝置6下方設有第一回水渠17，第一回水渠17的回水端位于沉淀池12上可以將回收水重新返回至沉淀池12中；所述第二輸送裝置10下方設有第二回水渠17-1，第二回水渠17-1的回水端處還位于集水池13上可以將回收水回收入該集水池13中。第一、第二回水渠回水端處還設有擋渣過濾板17-2以防止有廢渣回流入熱水池11和集水池13。
[0036]而在上述轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置的基礎上，本發明還公開該裝置的使用方法，該使用方法的技術方案為:
[0037]轉底爐I生產的高溫直接還原鐵經轉底爐排料機構2排出，再經熱DRI溜管3排入橫向筒形離心脫水器4的筒空腔內，所述高壓熱水噴嘴12-2噴出高壓熱水將高溫直接還原鐵急冷，高溫直接還原鐵在沒入熱水中的橫向筒形離心脫水器4下端中進一步冷卻成冷卻物料;橫向筒形離心脫水器4作圓周運動脫去冷卻物料的表水，冷卻物料自橫向筒形離心脫水器頂部跌落至料槽5中，并順料槽5卸至第一輸送裝置6上，并轉運且卸入貯料倉8中；冷卻物料自貯料倉8的卸料閥9卸至第二輸送裝置10上用以將冷卻物料運出。沖制水在沉淀池12中自然沉凈。
[0038]進一步的，高壓熱水噴嘴噴出的高壓水水壓為0.1?0.2MPa，水質為濁環水，水溫為60?80°C;脫水器圓周運動速度為I?5r/min。轉底爐排料機構輥面布置有螺旋刀面，旋轉速度為3.1?31r/min
[0039]而結合上述充分循環利用整個裝置中的水資源的說明，高溫直接還原球團水淬冷卻過程中產生的蒸汽排入蒸汽排煙筒14中，在蒸汽排煙筒14上部設置有冷卻水噴頭16，用于蒸汽降溫，重新形成液態水，回流至熱水池中；并且通過第一回水渠17、第二回水渠17-1將第一輸送裝置6及第二輸送裝置10上的溢出水收集重復利用。熱水池液面上方設置有固定補水管口，接外部供水管網，水質為池水，用以補充蒸汽排空造成的部分水損。
[0040]本發明的具體實現方法和途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。
【主權項】
1.一種轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，其特征是，包括轉底爐、熱水池、與熱水池連通的沉淀池、位于熱水池上的橫向筒形離心脫水器、自轉底爐延伸入橫向筒形離心脫水器的筒空腔內的熱DRI溜管、同樣位于筒空腔內的料槽、位于料槽輸出端下方的第一輸送裝置、位于第一輸送裝置輸出端下方的貯料倉、位于貯料倉出料口下方的第二輸送裝置、位于第二輸送裝置輸出端下方的集水池;熱DRI溜管進入筒空腔內的入口處設有連接沉淀池的高壓熱水噴嘴;該高壓熱水噴嘴也延伸入所述筒空腔內。2.如權利要求1所述的轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，其特征是，所述橫向筒形離心脫水器的下部分位于熱水池中的熱水中；橫向筒形離心脫水器圓周向內設有格柵濾網；所述料槽輸出端延伸出筒空腔。3.如權利要求2所述的轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，其特征是，所述熱水池及橫向筒形離心脫水器的上方罩設有蒸汽罩;該蒸汽罩上方設有蒸汽排煙筒，蒸汽排煙筒與蒸汽罩連通;所述蒸汽罩中還設有在蒸汽罩上部的冷卻水噴頭。4.如權利要求3所述的轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，其特征是，所述第一輸送裝置下方設有第一回水渠，第一回水渠的回水端位于熱水池上;所述第二輸送裝置下方設有第二回水渠，第二回水渠的回水端處還設有回收第二回水渠中回流水的集水池。5.如權利要求4所述的轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，其特征是，還設有位于第二輸送裝置下方的可逆膠帶機，可逆膠帶機的兩端下方均設有貯料倉入口。6.如權利要求5所述的轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，其特征是，高壓熱水噴嘴與沉淀池通過熱水栗連接;沉淀池上方設有取水管口，管端頭設有過濾網，取水管與熱水栗進口連通;所述集水池同樣與熱水栗進口連通。7.如權利要求1所述的轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置，其特征是，料槽下部輸出端底部設有格柵濾板。8.—種使用權利要求1至7中任一項所述轉底爐直接還原鐵熱水淬裝置的使用方法，其特征是，轉底爐生產的高溫直接還原鐵經熱DRI溜管，橫向筒形離心脫水器的筒空腔內，所述高壓熱水噴嘴噴出高壓熱水將高溫直接還原鐵急冷，高溫直接還原鐵在沒入熱水中的橫向筒形離心脫水器下端中進一步冷卻成冷卻物料;橫向筒形離心脫水器作圓周運動脫去冷卻物料的表水，冷卻物料自橫向筒形離心脫水器頂部跌落至料槽中，并順料槽卸至第一輸送裝置上，并轉運且卸入貯料倉中；冷卻物料自貯料倉卸至第二輸送裝置上用以將冷卻物料運出。9.如權利要求8所述的使用方法，其特征是，高壓熱水噴嘴噴出的高壓水水壓為0.1?0.2MPa，水質為濁環水，水溫為60?80°C ；脫水器圓周運動速度為I?5r/min。10.如權利要求9所述的使用方法，其特征是，高溫直接還原球團水淬冷卻過程中產生的蒸汽排入蒸汽排煙筒中，在蒸汽排煙筒上部設置有冷卻水噴頭，用于蒸汽降溫，重新形成液態水，回流至熱水池中；并且通過第一回水渠、第二回水渠將第一輸送裝置及第二輸送裝置上的溢出水收集重復利用。
【文檔編號】C21B13/00GK105907911SQ201610431526
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】汪朋, 周順成, 田新琰, 劉瓊, 王敏華
【申請人】江蘇省冶金設計院有限公司