一種轉底爐直接還原鐵水淬裝置及方法
【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水淬裝置，包括轉底爐、沖制裝置、連接轉底爐和沖制裝置的熱DRI溜管、熱水池、分配器、位于分配器上方的第一輸送裝置、橫向筒形離心脫水器、位于第一輸送裝置輸出端下方的貯料倉、冷卻水池等；分配器和第一輸送裝置均位于橫向筒形離心脫水器中的筒空腔內；熱DRI溜管進入沖制裝置的入口處設有連接冷卻水池的高壓冷卻水噴口，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。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，且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。
[0007]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】
[0008]本發明的目的是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水淬裝置，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。
[0009]為達到上述目的，本發明可采用如下技術方案:
[0010]—種轉底爐直接還原鐵水淬裝置，包括轉底爐、沖制裝置、連接轉底爐和沖制裝置的熱DRI溜管、熱水池、自沖制裝置延伸入熱水池中的分配器、位于分配器上方的第一輸送裝置、橫向筒形離心脫水器、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、冷卻水池;分配器和第一輸送裝置均位于橫向筒形離心脫水器中的筒空腔內；熱DRI溜管進入沖制裝置的入口處設有連接冷卻水池的高壓冷卻水噴口。
[0011]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;所述沖制裝置上方罩設有蒸汽排煙筒，蒸汽排煙筒與蒸汽罩連通;所述蒸汽排煙筒中還設有在蒸汽排煙1?上部的冷卻水噴頭。
[0012]進一步的，還設有過濾池和熱水栗;其中熱水池通過管道與過濾池連通，熱水池與過濾池連通管道端部設有過濾網，熱水池液面上方設有補水管口，接外部供水管網；熱水栗通過管道與熱水池和蒸汽排煙筒下部室連通。
[0013]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。
[0014]進一步的，所述冷卻水池上方設有冷卻器，且設有第一冷卻栗及第二冷卻栗，第一冷卻栗將冷卻器和高壓冷卻水噴口連通，該第二冷卻栗將過濾池和冷卻器連通。
[0015]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。
[0016]有益效果:與現有技術相比，本發明的有益效果包括:
[0017](1)采用高壓冷卻水沖制轉底爐高溫熱料，利用水壓頭實施物料的運轉，并在脫水器中完成脫水，最終可實現冷卻后直接還原鐵球團控制溫度為?50°C，含水率15?20% ;
[0018](2)系統冷卻水成本低，循環率高；
[0019](3)系統充分考慮了蒸汽造成的用水損耗以及物料表水外溢，采用冷卻和設置回水渠最大限度回收了水資源，并加以循環利用；
[0020](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；[0021 ](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。
[0022]而在上述轉底爐直接還原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:[〇〇23]轉底爐生產的高溫直接還原鐵經熱DRI溜管，排入沖制裝置中，所述高壓冷卻水噴口噴出高壓冷卻水將高溫直接還原鐵帶入分配器內，經分配器卸入橫向筒形離心脫水器筒空腔中；橫向筒形離心脫水器作圓周運動脫去物料的表水，冷卻物料自橫向筒形離心脫水器頂部跌落至第一輸送裝置上，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。[〇〇24] 進一步的，沖裝裝置內高壓水水壓為0.2?0.3MPa，水質為池環水，水溫為30?40 °C，料水比t/m3正常為1:5?1:8;料流速控制為0.5?1 t/min;脫水器圓周運動速度為0.3? 1?4r/min〇
[0025]進一步的，設有第一冷卻栗及第二冷卻栗;第二冷卻栗將熱水自過濾池送入冷卻器中冷卻至30?40°C ;并匯集至冷卻池中；由第一冷卻栗經高壓冷卻水噴口送至沖制裝置中，用于對高溫直接還原球團的水淬冷卻;第一冷卻栗出口壓力為0.2?0.3MPa。
[0026]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】
[0027]圖1是本發明轉底爐直接還原鐵水淬裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案。
[0029]如圖1所示，本發明公開一種轉底爐直接還原鐵水淬裝置，包括生產高溫直接還原鐵的轉底爐1、沖制裝置3、連接轉底爐I和沖制裝置3的熱DRI溜管2、熱水池11、自沖制裝置3延伸入熱水池11中的分配器4、位于分配器4上方的第一輸送裝置6(在本實施方式中為膠帶機6)、橫向筒形離心脫水器5、位于第一輸送裝置6輸出端下方的IC料倉8、位于IC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、冷卻水池15、連通熱水池11的過濾池12和熱水栗11-1;熱DRI溜管2進入沖制裝置3的入口處設有連接冷卻水池15的高壓冷卻水噴口，用以噴出高壓冷卻水至自熱DRI溜管2送出的高溫直接還原鐵物料;熱水池11及橫向筒形離心脫水器5的上方罩設有蒸汽罩16;沖制裝置3上方罩設有蒸汽排煙筒17，蒸汽排煙筒17與蒸汽罩16通過阻燃、耐熱極限溫度為200°C的高分子材質管道連通;所述蒸汽排煙筒17中還設有在蒸汽排煙筒17上部的冷卻水噴頭18，該冷卻水噴頭18接外部管網。熱水池11通過管道與過濾池12連通，熱水池11與過濾池12連通管道端部設有過濾網，熱水池11液面上方設有補水管口，接外部供水管網；熱水栗
11-1通過管道與熱水池11和蒸汽排煙筒17下部室連通。其中，分配器4和第一輸送裝置6均位于橫向筒形離心脫水器5中的筒空腔內。，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。
[0030]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18對蒸汽排煙筒17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19，第一回水渠19的回水端位于熱水池11上可以將回收水重新返回至熱水池11中；所述第二輸送裝置10下方設有第二回水渠19-1，第二回水渠19-1的回水端處還設有回收第二回水渠中回流水的集水池13。第一、第二回水渠回水端處還設有擋渣過濾板19-2以防止有廢渣回流入熱水池11和集水池13。
[0031]進一步的，所述冷卻水池15上方設有冷卻器14，且設有第一冷卻栗15-1及第二冷卻栗12-1，第一冷卻栗15-1將冷卻器14和高壓冷卻水噴口連通，該第二冷卻栗12-1將過濾池12和冷卻器14連通。
[0032]而在上述轉底爐直接還原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:
[0033]轉底爐1生產的高溫直接還原鐵經熱DRI溜管2,排入沖制裝置3中，所述高壓冷卻水噴口噴出高壓冷卻水將高溫直接還原鐵帶入分配器4內，經分配器4卸入橫向筒形離心脫水器5筒空腔中；橫向筒形離心脫水器5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5頂部跌落至第一輸送裝置6上，并轉運且卸入貯料倉8中；冷卻物料自貯料倉8自卸料閥9卸至第二輸送裝置10上用以將冷卻物料運出。這里可以進一步確定沖裝裝置內高壓水水壓為〇.2?0.3MPa，水質為池環水，水溫為30?40°C，料水比t/m3正常為1:5?1: 8;料流速控制為0.5?lt/min;脫水器圓周運動速度為0.3?1.4r/min。而第二冷卻栗12-1 將熱水自過濾池12送入冷卻器14中冷卻至30?40°C;并匯集至冷卻池15中；由第一冷卻栗 15-1經高壓冷卻水噴口送至沖制裝置3中，用于對高溫直接還原球團的水淬冷卻;第一冷卻栗15-1出口壓力為0.2?0.3MPa。
[0034]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17中，在蒸汽排煙筒17上部設置有冷卻水噴頭18,用于蒸汽降溫，重新形成液態水，回流至熱水池11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。
[0035]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水淬裝置，其特征是，包括轉底爐、沖制裝置、連接轉底爐和 沖制裝置的熱DRI溜管、熱水池、自沖制裝置延伸入熱水池中的分配器、位于分配器上方的 第一輸送裝置、橫向筒形離心脫水器、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、冷卻水池;分配器和 第一輸送裝置均位于橫向筒形離心脫水器中的筒空腔內；熱DRI溜管進入沖制裝置的入口 處設有連接冷卻水池的高壓冷卻水噴口。2.如權利要求1所述的轉底爐直接還原鐵水淬裝置，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;所述沖制裝置上方罩設有蒸汽排煙筒，蒸汽排煙筒與蒸 汽罩連通;所述蒸汽排煙筒中還設有在蒸汽排煙筒上部的冷卻水噴頭。3.如權利要求2所述的轉底爐直接還原鐵水淬裝置，其特征是，還設有過濾池和熱水 栗;其中熱水池通過管道與過濾池連通，熱水池與過濾池連通管道端部設有過濾網，熱水池 液面上方設有補水管口，接外部供水管網；熱水栗通過管道與熱水池和蒸汽排煙筒下部室 連通。4.如權利要求3所述的轉底爐直接還原鐵水淬裝置，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水淬裝置，其特征是，所述冷卻水池上方設有 冷卻器，且設有第一冷卻栗及第二冷卻栗，第一冷卻栗將冷卻器和高壓冷卻水噴口連通，該 第二冷卻栗將過濾池和冷卻器連通。6.如權利要求1所述的轉底爐直接還原鐵水淬裝置，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。7.—種使用權利要求1至6中任一項所述轉底爐直接還原鐵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，排入沖制裝置中，所述高壓冷卻水噴口 噴出高壓冷卻水將高溫直接還原鐵帶入分配器內，經分配器卸入橫向筒形離心脫水器筒空 腔中；橫向筒形離心脫水器作圓周運動脫去物料的表水，冷卻物料自橫向筒形離心脫水器 頂部跌落至第一輸送裝置上，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。8.如權利要求7所述的使用方法，其特征是，沖裝裝置內高壓水水壓為0.2?0.3MPa，水 質為濁環水，水溫為30?40 °C，料水比t/m3正常為1:5?1:8;料流速控制為0.5?lt/min;脫 水器圓周運動速度為0.3?1.4r/min。9.如權利要求7或8所述的使用方法，其特征是，設有第一冷卻栗及第二冷卻栗;第二冷 卻栗將熱水自過濾池送入冷卻器中冷卻至30?40°C ;并匯集至冷卻池中；由第一冷卻栗經 高壓冷卻水噴口送至沖制裝置中，用于對高溫直接還原球團的水淬冷卻；第一冷卻栗出口 壓力為0.2?0.3MPa。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】C21B13/00GK105969927SQ201610423825
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】汪朋, 周順成, 田新琰, 汪毅捷
【申請人】江蘇省冶金設計院有限公司