專(zhuān)利名稱(chēng)：一種含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶煉設(shè)備及方法，具體地，本發(fā)明涉及一種含碳球團(tuán)直接還 原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的冶煉設(shè)備及方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種 含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明屬高溫直接還原領(lǐng)域。煤基高溫直接還原技術(shù)之一是以鐵精礦粉、鋼 鐵廠(chǎng)高鐵粉塵或高鐵含鋅粉塵為原料，還原生產(chǎn)海綿鐵或預(yù)還原金屬化球團(tuán)。該法的主要過(guò)程是將含鐵粉料配碳造塊、干燥后,在800° C以上的高溫下直接還 原，制成一定金屬化率的含鐵爐料和富鋅二次粉塵,之后，含鐵爐料用于鋼鐵廠(chǎng) 的煉鐵或煉鋼。富鋅二次粉塵用作煉鋅原料。在這種方法中，提高氧化鐵的還原 速度和鋅氧化物的還原揮發(fā)速度，使最終金屬化球團(tuán)的金屬化率和球團(tuán)中鋅的去 除率提高，是含碳球團(tuán)直接還原過(guò)程控制所追求的主要指標(biāo).本項(xiàng)發(fā)明通過(guò)一種 含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備及方法來(lái)提高這一指標(biāo).為了提高含碳球團(tuán)的還原速度和鋅的還原揮發(fā)速度，現(xiàn)有技術(shù)采用的方法 包括提高還原溫度、增加還原時(shí)間、配入更多的含碳量、添加催化劑、提高球 團(tuán)周?chē)鷼夥罩械倪€原氣體濃度等來(lái)提高球團(tuán)中氧化鐵的還原速度和還原球團(tuán)中 鋅的脫除率，但這些方法存在增加過(guò)程消耗，提高生產(chǎn)成本等問(wèn)題。特別當(dāng)還 原球團(tuán)中的脫鋅率要求較高，還原后球團(tuán)中的殘鋅量要求較低時(shí)(0.2%以下時(shí))， 現(xiàn)有技術(shù)給出的方法效果不明顯。如專(zhuān)利號(hào)"97121947.8"、發(fā)明名稱(chēng)為"轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)珠鐵及分離方法"的中 國(guó)專(zhuān)利涉及一種非高爐固體還原生產(chǎn)鐵的方法。該方法主要為轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)珠鐵， 經(jīng)磁選分離珠鐵，而分離余料的脈石和殘鐵，再配入含炭球團(tuán)、型煤和石灰， 裝入豎式熔分爐，熔化分離鐵液。通過(guò)控制轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的加熱段，還原段，尤其 是控制還原段溫度及氣氛提高其還原率。通過(guò)磁選的固態(tài)分離和豎式熔分爐分 離，提高其金屬化率29 2%，降低脈石量，珠鐵含硫SO.O 6%，為電弧爐提供優(yōu)質(zhì)原料。然而，如上舉例，現(xiàn)有技術(shù)存在這樣的問(wèn)題首先，這些技術(shù)對(duì)球團(tuán)的加 熱過(guò)程是連續(xù)的，且高溫區(qū)一般在125(TC以上，因此，在快速還原過(guò)程中，球 團(tuán)的溫度連續(xù)上升很快，表面很快達(dá)到1250。以上的高溫。在這種情況下，球團(tuán)表面很容易產(chǎn)生液相，阻礙還原生成的氣體排出，進(jìn)而增高球團(tuán)內(nèi)部的壓力， 降低球團(tuán)內(nèi)如下化學(xué)式所述的氧化物的還原速度和金屬鋅的揮發(fā)速度。C+C02=2CO FeO+ CO=Fe+ C02 CO+ZnO=Zn+C02另外，為了提高含碳球團(tuán)的還原速度，前述現(xiàn)有技術(shù)采用的方法多包括提 高還原溫度、增加還原時(shí)間、配入更多的含碳量、添加催化劑、提高球團(tuán)周?chē)?氣氛中的還原氣體濃度等來(lái)提高球團(tuán)中氧化鐵的還原速度和還原球團(tuán)中鋅的脫 除率。例如，專(zhuān)利號(hào)"97121947.8"、發(fā)明名稱(chēng)為"轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)珠鐵及分離方法" 的中國(guó)專(zhuān)利采用三段連續(xù)控溫，其轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的最高還原溫度達(dá)到150(TC。但這 些方法存在增加過(guò)程消耗，提高生產(chǎn)成本等問(wèn)題，特別當(dāng)還原球團(tuán)中的脫鋅率 要求較高，還原后球團(tuán)中的殘鋅量要求較低時(shí)(0.2%以下時(shí))，現(xiàn)有技術(shù)給出的 方法效果不明顯。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在以直接還原法生產(chǎn)海綿鐵 或金屬化球團(tuán)的冶煉過(guò)程中，將含碳球團(tuán)的還原過(guò)程分別控制在兩個(gè)溫度區(qū)域 內(nèi)完成，即，首先將含碳球團(tuán)移入較低溫度區(qū)還原，當(dāng)其還原到一定程度，表 面抵抗高溫液相產(chǎn)生能力提高后，再移入跳躍式升高的高溫度區(qū)還原，可籍此 減少、甚至消除含碳球團(tuán)還原過(guò)程中表面液相的產(chǎn)生，使含碳球團(tuán)保持較低的 內(nèi)部壓力，進(jìn)而，提高含碳球團(tuán)的還原揮發(fā)速度，提高含碳球團(tuán)的金屬化率和 脫鋅率。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉 設(shè)備，所述冶煉設(shè)備用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)。本發(fā)明的另一目的是，提供一種使用上述冶煉設(shè)備，用于直接還原法生產(chǎn) 海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法。與現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)海綿鐵或液體鋼的連續(xù)升溫還原冶煉方法比較，本發(fā)明 可得到更高的金屬化率和脫鋅率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備。所述冶煉設(shè)備用 于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)，所述冶煉設(shè)備包括-一爐內(nèi)窯體、 一載料裝置，及 一擋墻，該擋墻設(shè)置于窯體內(nèi)，將窯體隔開(kāi)為分別包括一高溫區(qū)的第一窯段和第二 窯段兩段。緊接第一窯段擋墻一側(cè)的是溫度較低的第一窯段高溫區(qū)，緊接擋墻另 一側(cè)的是溫度較高的第二窯段高溫區(qū).，第二窯段高溫區(qū)的溫度較第一窯段高溫 區(qū)呈跳躍式升高。本發(fā)明的高溫區(qū)控溫精度可在士50。C以?xún)?nèi)。藉由上述設(shè)置，可使含碳球團(tuán)的還原在兩個(gè)溫度區(qū)域內(nèi)完成，SP，首先將含碳球團(tuán)移入較低溫度第一窯段還原5-20分鐘后，再移入較高溫度的第二窯段 還原5-20分鐘。所述第一窯段的溫度不大于含碳球團(tuán)表面產(chǎn)生液相的溫度，當(dāng) 第一窯段溫度區(qū)中的含碳球團(tuán)表層基本轉(zhuǎn)化為鐵相時(shí)，即，當(dāng)氧化鐵的還原率 在30%以上，球團(tuán)表面己基本形成了鐵相，將含碳球團(tuán)移入較高溫度的第二窯 段還原5-20分鐘。當(dāng)含碳球團(tuán)還原結(jié)束后，出窯冷卻。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備為直底爐形，第一、二窯段高溫區(qū)分別為1 一3米，全窯長(zhǎng)度為18—24米，第一窯段和第二窯段全長(zhǎng)各9一12米。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉窯爐設(shè)備為轉(zhuǎn)底爐，其所述第一、二窯段高溫區(qū) 長(zhǎng)度分別為2—6米，全窯長(zhǎng)度為45 — 54米，第一窯段20—37米，第二窯段17 一24米。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉窯爐設(shè)備中，所述載料裝置為一窯車(chē)。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉窯爐設(shè)備中，所述擋墻與載料裝置之間的距離以 載料裝置上的還原料能夠無(wú)障礙地通過(guò)為限。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或液體鋼的含碳球團(tuán) 兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備，在所述擋墻與所述載料裝置的料面之間保持 5-100毫米的距離。本發(fā)明又提供一種含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法。所述方法用于 直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)，并使用含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶 煉設(shè)備，所述冶煉設(shè)備包括一爐內(nèi)窯體、一載料裝置，及一擋墻，該擋墻設(shè)置于窯體內(nèi)，將整個(gè)窯體隔開(kāi)為分別包括一高溫區(qū)的第一窯段和 第二窯段兩段。將含碳球團(tuán)移入較低溫度的第一窯段還原后，再移入較高溫度的第二窯段 還原，所述第一窯段的溫度不大于含碳球團(tuán)表面產(chǎn)生液相的溫度，當(dāng)?shù)谝桓G段 中的含碳球團(tuán)表層基本轉(zhuǎn)化為鐵相時(shí)(氧化鐵的還原率在30%以上)，將含碳球 團(tuán)移入較高溫度的第二窯段。第二窯段中的含碳球團(tuán)還原結(jié)束后，出窯冷卻。藉由上述設(shè)置，使含碳球團(tuán)的還原在兩個(gè)溫度區(qū)域內(nèi)完成，g卩，首先將含 碳球團(tuán)移入較低溫度的第一窯段高溫區(qū)還原一段時(shí)間(5-20分)后，再移入較 高溫度的第二窯段高溫區(qū)還原(5-20分)。所述第一窯段的溫度不大于含碳球團(tuán) 表面產(chǎn)生液相的溫度，當(dāng)?shù)谝桓G段中的含碳球團(tuán)表層基本轉(zhuǎn)化為鐵相時(shí)，艮P， 當(dāng)氧化鐵的還原率在30%以上后，球團(tuán)表面己基本形成了鐵相，耐高溫下產(chǎn)生 液相的能力大大增強(qiáng)，此時(shí)，將球團(tuán)移入高溫區(qū)為1250°C-1360°C的第二窯段 上進(jìn)行還原。而當(dāng)?shù)诙G段中的含碳球團(tuán)還原結(jié)束后，出窯冷卻。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，所述第一窯段高溫區(qū)的溫度在U00。C -1200°C，所述第二窯段高溫區(qū)的溫度在1250°C-1360°C 。這樣，表面出現(xiàn)的液相很少，當(dāng)氧化鐵的還原率在30%以上后，球團(tuán)表面 己基本形成了鐵相，耐高溫下產(chǎn)生液相的能力大大增強(qiáng)，既可增加還原速度， 又可提高總的金屬化率和脫鋅率。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，所述窯體為直底爐形。所述第一、二窯段 高溫區(qū)長(zhǎng)度分別為l一3米，全窯長(zhǎng)度為18—24米，第一窯段和第二窯段全長(zhǎng) 各9—12米。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，所述窯體為轉(zhuǎn)底爐形。所述第一、二窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度分別為2—6米，全窯長(zhǎng)度為45 — 54米，第一窯段20—37米，第二 窯段17—24米。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，所述載料裝置為一窯車(chē)。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳 球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，全程還原時(shí)間在18—40分鐘。理想的是，根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或液體鋼的含碳球團(tuán) 兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，在所述擋墻與所述載料裝置的料面之間保持 5-100毫米的距離。根據(jù)本發(fā)明的用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或液體鋼的含碳球團(tuán)兩段跳躍式 控溫還原冶煉方法，比較現(xiàn)有技術(shù)，可得到更高的金屬化率和脫鋅率，可在原 基礎(chǔ)上提高脫鋅率5-10%，金屬化率5-10%。另外，根據(jù)本發(fā)明，第二窯段溫度 越高，金屬化率和脫鋅率提高的越多。為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的上述目的及其特征和優(yōu)點(diǎn)，以下，參照附圖，舉較 佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖l所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化 球團(tuán)的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法冶煉設(shè)備的剖視圖。圖中，l為窯車(chē)車(chē)體，2為還原球團(tuán)，3為第一窯段，4為第二窯段，5為擋 墻。圖示的爐子剖面既可看作是直底隧道窯的相鄰高溫區(qū)的一部分剖面，也可 看作是轉(zhuǎn)底爐相鄰高溫區(qū)的一部分剖面。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例h參照?qǐng)Dl，圖1中，擋墻將高溫區(qū)分割為分別包括一高溫區(qū)、且該高溫區(qū)溫度 不同的第一窯段和第二窯段。其中較低溫度的第一窯段高溫區(qū)溫度不大于含碳 球團(tuán)表面產(chǎn)生液相的溫度。擋墻左面對(duì)應(yīng)的是第一窯段高溫區(qū)末端部分，擋墻 右面對(duì)應(yīng)的是第二窯段高溫區(qū)的末端部分。將鐵礦粉或鋼鐵廠(chǎng)粉塵制成含碳球團(tuán)，采用兩段跳躍式控溫，即將含碳球團(tuán) 的還原在兩個(gè)不連續(xù)的溫度區(qū)域內(nèi)完成:球團(tuán)經(jīng)第一窯段還原后進(jìn)入第二窯段還原后出窯。擋墻與料面的距離以還原料能夠通過(guò)為限，此處擋墻高出料面5-20毫米。擋墻材質(zhì)為高溫耐火磚。第一窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度為2米，溫度為1150 °C±30 。C，第二窯段高溫區(qū)長(zhǎng) 度為2米，溫度為1360 °C±10 °C，全窯長(zhǎng)度為20米，第一窯段和第二窯段 各長(zhǎng)10米。球團(tuán)在第一窯段的還原時(shí)間為IO分鐘，在第二窯段的還原時(shí)間為IO分鐘。 球團(tuán)出窯后投入冷水中冷卻。由于在這種方法中,采用兩段跳躍式控溫，即將含碳球團(tuán)的還原在兩個(gè)溫度 區(qū)域內(nèi)完成:球團(tuán)經(jīng)第一窯段高溫區(qū)還原后進(jìn)入第二窯段還原后出窯。避免了含 碳球團(tuán)表面液相的產(chǎn)生,提高了氧化鐵和氧化鋅的還原速度，使最終金屬化球團(tuán) 的金屬化率和脫鋅率提高，得到的金屬化率為97.8%，脫鋅率為99%。金屬化球 團(tuán)和從球團(tuán)中還原揮發(fā)出的二次鋅灰中的前者可用于鋼鐵廠(chǎng)的煉鐵或煉鋼,后者 可用于鋅品生產(chǎn)的原料。比較在連續(xù)升溫的條件下，高溫區(qū)為1360 °C±10 °C，高溫區(qū)長(zhǎng)度為4米， 全窯長(zhǎng)度為20米，還原時(shí)間為20分鐘，采用同樣的生球，其金屬化率和脫鋅 率分別為91%和93%。實(shí)施例2:除了第二窯段溫度為1300 °C±30 °C，擋墻高出料面25-50毫米之外，其 它如同實(shí)施例l。球團(tuán)出窯后投入冷水中冷卻得到的金屬化率為92%,脫鋅率為95%。比較 在連續(xù)升溫的條件下，高溫區(qū)為1300 °C±30 °C，高溫區(qū)長(zhǎng)度為4米，全窯長(zhǎng) 度為20米，球團(tuán)在第一窯段的還原時(shí)間為8分鐘，在第二窯段的還原時(shí)間為10 分鐘。，采用同樣的生球，其金屬化率和脫鋅率分別僅為88%和90.2%。實(shí)施例3:除了第二窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度為2米，溫度為1250 °C±30 。C，擋墻高出料面 55-80毫米之外，其它如同實(shí)施例l。還原時(shí)間為20分鐘。球團(tuán)出窯后投入冷水中冷卻，得到的金屬化率為 84.6%，脫鋅率為86.7%。比較在連續(xù)升溫的條件下，高溫區(qū)為1250 。C土30 。C,高溫區(qū)長(zhǎng)度為4米， 全窯長(zhǎng)度為20米，還原時(shí)間為20分鐘，采用同樣的生球，其金屬化率和脫鋅 率分別僅為80.1%和85.7%。實(shí)施例4:使用轉(zhuǎn)底爐。第一窯段高溫區(qū)1150 °C±30 °C，長(zhǎng)度為4米。第二窯段高 溫區(qū)1300 °C±30 °C，長(zhǎng)度為4米。全窯長(zhǎng)度為54米，第一窯段30米，第二 窯段24米。擋墻高出料面70-100毫米。第一窯段還原時(shí)間為17分鐘，第二窯段還原時(shí)間為13分鐘。球團(tuán)出窯后 投入冷水中冷卻得到的金屬化率為88%，脫鋅率為91%。比較在連續(xù)升溫的條件下，高溫區(qū)為1300 °C±30 °C，長(zhǎng)度為8米，位置 與兩段控溫相同。全窯長(zhǎng)度為54米，還原時(shí)間為30分鐘，采用同樣的生球， 其金屬化率和脫鋅率分別為85.1%和89.2%。實(shí)施例5:其它如同實(shí)施例1。但第一窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度為2.5米，溫度為1150 °C±30 ° C，第二窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度為2.5米，溫度為1360 °C±10 。C，全窯長(zhǎng)度為34米， 第一窯段和第二窯段各長(zhǎng)17米。球團(tuán)在第一窯段的還原時(shí)間為15分鐘，在第二窯段的還原時(shí)間為15分鐘。 球團(tuán)出窯后投入冷水中冷卻。擋墻高出料面55-80毫米。得到的金屬化率為94%，脫鋅率為96%。比較在連續(xù)升溫的條件下，高溫區(qū)為1360 °C±30 。C，高溫區(qū)長(zhǎng)度為5米， 全窯長(zhǎng)度為34米，還原時(shí)間為30分鐘，采用同樣的生球，其金屬化率和脫鋅 率分別僅為90%和92%。實(shí)施例6:如同實(shí)施例4，使用轉(zhuǎn)底爐。第一窯段高溫區(qū)1150 °C±30 °C，長(zhǎng)度為6 米。第二窯段高溫區(qū)1300 °C±30 。C，長(zhǎng)度為5.5米。全窯長(zhǎng)度為54米，第一 窯段34米，第二窯段20米。擋墻高出料面70-100毫米。球團(tuán)在第一窯段的還原時(shí)間為17分鐘，在第二窯段的還原時(shí)間為13分鐘。 球團(tuán)出窯后投入冷水中冷卻。其金屬化率和脫鋅率分別為93.2%和94.5%。比較在連續(xù)升溫的條件下，高溫區(qū)為1300 °C±30 。C，長(zhǎng)度為11.5米，位 置與兩段控溫相同。全窯長(zhǎng)度為54米，球團(tuán)在第一窯段的還原時(shí)間為17分鐘, 在第二窯段的還原時(shí)間為13分鐘，采用同樣的生球，其金屬化率和脫鋅率分別 為89.1%和91.2%。實(shí)施例7:其它如同實(shí)施例1。但第一窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度為3.5米，溫度為1150 °C±30 ° C，第二窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度為3.5米，溫度為1360 °C±10 。C，全窯長(zhǎng)度為21米， 第一窯段和第二窯段分別長(zhǎng)11和10來(lái)。球團(tuán)在第一窯段的還原時(shí)間為11分鐘，在第二窯段的還原時(shí)間為IO分鐘。 球團(tuán)出窯后投入冷水中冷卻。擋墻高出料面55-80毫米。得到的金屬化率為98%,脫鋅率為99%。實(shí)施例8:使用轉(zhuǎn)底爐。第一窯段高溫區(qū)1150 °C±30 。C，長(zhǎng)度為4米。第二窯段高 溫區(qū)1300 °C±30 °C，長(zhǎng)度為6米。全窯長(zhǎng)度為48米，第一窯段22米，第二 窯段26米。擋墻高出料面70-100毫米。球團(tuán)在第一窯段的還原時(shí)間為IO分鐘，在第二窯段的還原時(shí)間為12分鐘。 球團(tuán)出窯后投入冷水中冷卻。其金屬化率和脫鋅率分別為88%,脫鋅率為91%。比較在連續(xù)升溫的條件下，高溫區(qū)為1300 °C±30 °C，長(zhǎng)度為10米，位 置與兩段控溫相同。全窯長(zhǎng)度為48米，還原時(shí)間為22分鐘，采用同樣的生球， 其金屬化率和脫鋅率分別為85.3%和87.2%。綜上所述，由于含鐵及含鋅粉塵在冶煉工廠(chǎng)內(nèi)部大量存在，因此，以含鐵 及含鋅粉塵的含碳球團(tuán)的直接還原方法處理鋼鐵廠(chǎng)含鐵和含鋅粉塵是目前國(guó)際 上應(yīng)用最多,也是公認(rèn)的最有前途的方法。根據(jù)本發(fā)明提供的一種用于直接還原 法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備及方法， 可以得到更高的金屬化率和脫鋅率。
權(quán)利要求
1. 一種含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備。所述冶煉設(shè)備用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)，所述冶煉設(shè)備包括一爐內(nèi)窯體、一載料裝置，及一擋墻，該擋墻設(shè)置于窯體內(nèi)，將窯體隔為分別包括一高溫區(qū)的第一窯段和第二窯段兩段，緊接擋墻一側(cè)的是溫度較低的第一窯段高溫區(qū)，緊接擋墻另一側(cè)的是溫度較高的第二窯段高溫區(qū).第二窯段高溫區(qū)的溫度較第一窯段高溫區(qū)呈跳躍式升高。
2 .如權(quán)利要求1所述的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備，其特征在于，所述冶煉設(shè)備窯體為直底爐形式，其第一、二窯段高溫區(qū)的長(zhǎng)度分別1一3 米，全窯長(zhǎng)度為18 — 24米，第一窯段和第二窯段全長(zhǎng)各9一12米。
3.如權(quán)利要求1所述的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備，其特征在 于，所述冶煉設(shè)備窯體為轉(zhuǎn)底爐形式，第一、二窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度分別為2-6米， 全窯長(zhǎng)度為45 —54米，第一窯段20 — 37米，第二窯段17—24米。
4 .如權(quán)利要求1所述的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備，其特征在 于，在所述擋墻與所述載料裝置的料面之間保持5-100毫米的距離。
5. —種含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法。所述方法用于直接還原法 生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)，并使用兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備，所述冶煉設(shè) 備包括一爐內(nèi)窯體、一載料裝置，及一擋墻，該擋墻設(shè)置于窯體內(nèi)，將窯體隔為分別包括一高溫區(qū)的第一窯段和第二窯 段兩段，緊接擋墻一側(cè)的是溫度較低的第一窯段高溫區(qū)，緊接擋墻另一側(cè)的是 溫度較高的第二窯段高溫區(qū)，首先將含碳球團(tuán)移入較低溫度的第一窯段還原5-20分鐘后，再移入較高溫 度的第二窯段還原，還原時(shí)間為5-20分鐘，所述第一窯段的高溫區(qū)溫度不大于 含碳球團(tuán)表面產(chǎn)生液相的溫度，當(dāng)?shù)谝桓G段中的含碳球團(tuán)表層基本轉(zhuǎn)化為鐵相時(shí)，即球團(tuán)中氧化鐵的還原率在30%以上，將含碳球團(tuán)移入第二窯段，含碳球團(tuán)還原結(jié)束后，出窯冷卻。
6. 如權(quán)利要求5所述的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，其特征在 子，所述第一S段高溫區(qū)的溫度在1100QC-1200QC，所速第二窯段高溫區(qū)的溫度 在1250°C-1360°C 。
7. 如權(quán)利要求5所述的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，其特征在 于，所述窯體為直底爐，第一、二窯段高溫區(qū)的長(zhǎng)度分別為l一3米，全窯長(zhǎng)度 為18—24米，第一窯段和第二窯段全長(zhǎng)各9一12米。
8. 如權(quán)利要求5所述的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，其特征 在于，所述窯體為轉(zhuǎn)底爐。其所述第一、二窯段高溫區(qū)長(zhǎng)度分別為2-6米，全窯 長(zhǎng)度為45 —54米，第一窯段20—37米，第二窯段17 —24米。
9. 如權(quán)利要求5所述的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，其特征在 于，全程還原時(shí)間在15—40分鐘。
10. 如權(quán)利要求5所述的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉方法，其特征在 于，在所述擋墻與所述載料裝置料面之間保持5-100毫米的距離。
全文摘要
一種用于直接還原法生產(chǎn)海綿鐵或金屬化球團(tuán)的含碳球團(tuán)兩段跳躍式控溫還原冶煉設(shè)備及方法，所述冶煉設(shè)備包括窯體、載料裝置及一擋墻，該擋墻設(shè)置于窯體內(nèi)，將整個(gè)窯體隔開(kāi)為分別包括高溫區(qū)的第一窯段和第二窯段。所述方法為，首先將含碳球團(tuán)移入較低溫度的第一窯段，還原一定時(shí)間，含碳球團(tuán)表層基本轉(zhuǎn)化為鐵相后，再移入較高溫度的第二窯段還原，第二窯段中的含碳球團(tuán)還原結(jié)束后，出窯冷卻。所述第一窯段的高溫區(qū)溫度不大于含碳球團(tuán)表面產(chǎn)生液相的溫度。根據(jù)本發(fā)明，可減少、甚至消除球團(tuán)還原過(guò)程中表面液相的產(chǎn)生，使球團(tuán)保持較低的內(nèi)部壓力，進(jìn)而提高球團(tuán)的還原揮發(fā)速度，提高球團(tuán)的金屬化率和脫鋅率。
文檔編號(hào)F27B3/04GK101230411SQ20071003671
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者李維國(guó), 沈曉林, 王東彥, 顧德仁 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司