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還原煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)的重要組成部分，其主要特點(diǎn)是用非焦煤作為一次性能源和還原劑，將鐵的氧化物在熔融狀態(tài)下還原，具有以煤代焦、流程短、對(duì)環(huán)境污染小，建設(shè)投資少，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，是被業(yè)內(nèi)廣泛看好的域，各國(guó)的鋼鐵企業(yè)競(jìng)相進(jìn)行研究開發(fā)。現(xiàn)有的還原煉鐵的方法主要有 COREX 法(CN1010323B)、DIOS 法(CN1035136A)、HISELT 法(CN1037542A)。其中 COREX 法已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，其他兩種方法仍處于試驗(yàn)階段。但是所有的還原煉鐵工藝，由于能耗高、生產(chǎn)成本高等方面的原因，難與高爐工藝競(jìng)爭(zhēng)。
公開號(hào)為CN 103937922A的中國(guó)發(fā)明利申請(qǐng)公開“一種混合還原煉鐵設(shè)備及煉鐵方法：把粉礦、粉煤和熔劑等原料放入料倉(cāng)，原料在料倉(cāng)里被煙囪里的爐煙加熱，原料通過萬向分布器投放到加料管里、然后流入回轉(zhuǎn)窯。驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶回轉(zhuǎn)窯和滾筒爐箅轉(zhuǎn)動(dòng)使流入回轉(zhuǎn)窯和滾筒爐箅的原料被流動(dòng)的熱氣體進(jìn)一步均勻地加熱。部分粉煤與粉礦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化亞鐵和二氧化碳。燃油火焰點(diǎn)燃滾筒爐箅中后段的煤粉塵。從滾筒爐箅出來的熟料落到混合還原爐內(nèi)的梳齒爐箅上被用富氧噴入的粉煤火焰進(jìn)一步加熱和還原，小塊的熟料落入鐵浴還原池中被滲碳和吹入的水煤氣還原。大塊熟料滑落到慢速還原池上面被富氧支持燃燒的焦炭加熱和還原。鐵浴還原池里生成的鐵水和爐渣流入慢速還原池，從鐵水出口和爐渣管流出”。該項(xiàng)技術(shù)克服了高爐煉鐵速度慢、散熱多，需要使用大量的焦炭和燒結(jié)礦、不能使用粉煤和粉礦的缺點(diǎn)。但是該利申請(qǐng)的還原和加熱過程在一個(gè)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行，還原過程煤粉和煙氣中的有害成分容易進(jìn)入還原鐵中，影響還原煉鐵的質(zhì)量，并且不能有效利用余熱，增加還原煉鐵的成本。
提供一種利用間壁回轉(zhuǎn)窯還原煉鐵的方法，通過隔焰加熱方式為還原過程提供熱量，優(yōu)化還原過程的環(huán)境，提高還原產(chǎn)品質(zhì)量，并且充分利用煙氣發(fā)電，為還原鐵熔煉提供動(dòng)力。本發(fā)明的另一目的是提供一種利用間壁回轉(zhuǎn)窯還原煉鐵的裝置。
利用間壁回轉(zhuǎn)窯還原煉鐵的方法，步驟包括：
1、原料鐵礦粉與石灰粉混合后經(jīng)上料設(shè)備送入蓄熱器預(yù)熱。
2、預(yù)熱后原料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯加熱至800℃～1000℃。
3、加熱后原料經(jīng)回轉(zhuǎn)窯頭罩、高溫料倉(cāng)、加料倉(cāng)和加料環(huán)進(jìn)入間壁回轉(zhuǎn)窯。
4、向間壁回轉(zhuǎn)窯通入還原性氣體，高溫鐵礦粉在還原氣氛中還原成海綿鐵，還原溫度1000℃～1400℃。
5、海綿鐵經(jīng)出料環(huán)到出料倉(cāng)，然后再到電爐精煉設(shè)備，在電爐中精煉成精品鐵。
還原性氣體為氫氣、一氧化碳或氫氣和一氧化碳混合氣，氫氣和一氧化碳混合氣中氫氣和一氧化碳的體積百分比為50～70:50～30。間壁回轉(zhuǎn)窯還原后尾氣用作回轉(zhuǎn)窯燃燒器的燃料。間壁回轉(zhuǎn)窯燃燒的煙氣用于發(fā)電設(shè)備余熱發(fā)電，發(fā)電設(shè)備發(fā)出的電力用作電爐精煉設(shè)備精煉海綿鐵的動(dòng)力。
利用間壁回轉(zhuǎn)窯還原煉鐵的裝置，包括回轉(zhuǎn)窯、上料設(shè)備和蓄熱器，回轉(zhuǎn)窯設(shè)有回轉(zhuǎn)窯尾罩、回轉(zhuǎn)窯頭罩和燃燒器。上料設(shè)備與蓄熱器連接，蓄熱器通過回轉(zhuǎn)窯尾罩與回轉(zhuǎn)窯連接。裝置設(shè)有間壁回轉(zhuǎn)窯、電爐精煉設(shè)備、高溫料倉(cāng)、加料倉(cāng)和出料倉(cāng)。間壁回轉(zhuǎn)窯包括窯體、間壁窯頭罩、間壁窯尾罩、加料環(huán)、出料環(huán)和煤粉燒嘴。窯體為套筒結(jié)構(gòu)，由同軸安裝的內(nèi)筒和外筒構(gòu)成，內(nèi)筒的中心為窯膛，內(nèi)筒和外筒之間為環(huán)形物料膛。環(huán)形物料膛設(shè)有支撐耐材，加料環(huán)和出料環(huán)與窯體動(dòng)密封連接。回轉(zhuǎn)窯依次通過回轉(zhuǎn)窯頭罩、高溫料倉(cāng)、加料倉(cāng)和加料環(huán)與間壁回轉(zhuǎn)窯的環(huán)形物料膛連接。環(huán)形物料膛通過出料環(huán)和出料倉(cāng)與電爐精煉設(shè)備連接。出料環(huán)上設(shè)有還原性氣體入口，所述加料環(huán)上設(shè)有還原尾氣出口。蓄熱器的上部和間壁窯尾罩設(shè)有煙氣出口，煙氣出口與排放系統(tǒng)連接。
裝置設(shè)有發(fā)電設(shè)備和變電設(shè)備，間壁回轉(zhuǎn)窯的煙氣出口通過發(fā)電設(shè)備與排放系統(tǒng)連接。發(fā)電設(shè)備通過變電設(shè)備與電爐精煉設(shè)備電路連接。加料環(huán)中設(shè)有物料抄板，物料抄板安裝在進(jìn)料孔的入口處。環(huán)形物料膛設(shè)有物料擋板，物料擋板安裝在進(jìn)料孔的出口處。加料環(huán)和出料環(huán)與窯體之間設(shè)有密封機(jī)構(gòu)，密封機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)動(dòng)密封機(jī)構(gòu)。加料倉(cāng)與加料環(huán)之間設(shè)有加料鎖，出料環(huán)與出料倉(cāng)之間設(shè)有出料鎖。還原尾氣出口通過氣體連通管路連接到回轉(zhuǎn)窯燃燒器的燃料入口，用還原后尾氣作回轉(zhuǎn)窯的燃料。
利用間壁回轉(zhuǎn)窯還原煉鐵的方法和裝置，通過回轉(zhuǎn)窯加熱被還原的物料，利用間壁回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行還原。間壁回轉(zhuǎn)窯通過內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)的窯體，使內(nèi)筒為燃料燃燒和煙氣流通的窯膛，內(nèi)外筒之間為煅燒物料的環(huán)形物料膛，窯膛燃燒產(chǎn)生的煙氣間壁加熱環(huán)形物料膛的物料，避免煙氣與物料直接接觸，優(yōu)化了還原過程的環(huán)境，有利于提高還原產(chǎn)品的質(zhì)量。間壁回轉(zhuǎn)窯的煙氣出口與余熱發(fā)電裝置連接，利用燃燒煙氣的余熱發(fā)電，充分利用了廢熱資源，降低回轉(zhuǎn)窯的能量消耗。發(fā)電設(shè)備發(fā)的電為還原鐵的電爐熔煉提供動(dòng)力，可以節(jié)省能源，提高產(chǎn)能，優(yōu)化資源配置。間壁回轉(zhuǎn)窯還原后尾氣用作回轉(zhuǎn)窯燃燒器的燃料，充分利用還原過程中未用盡的可燃性氣體作加熱鐵粉的燃料，避免資源浪費(fèi)。