第四章+釩鈦磁鐵礦直接還原工藝.doc

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1、4.1回轉窯還原工藝4.1.1回轉窯還原工藝流程回轉窯是一個稍呈傾斜放置在幾對支撐輪(托輪)上的筒形高溫反應器。作業(yè)時窯體按一定轉速旋轉，釩鈦磁鐵礦球團與還原煤(部分或全部)從窯尾加料端連續(xù)加入，并加入脫硫劑控制產品含硫。隨窯體轉動，固體物料不斷地翻滾，向窯頭排料端移動。排料端設置主燃料燒嘴和還原煤噴入裝置，提供工藝過程所需要的部分熱量和還原劑。沿窯身長度方向裝有若干供風管(或燃料燒嘴)向窯中供風，燃燒煤釋放的揮發(fā)分、還原反應產生CO和煤中的碳，用以補充工藝所需大部分熱量和調節(jié)窯內溫度分布。物料移動過程中，被逆向(或同向)高溫氣流

2、加熱，進行物料的干燥、預熱、碳酸鹽分解、鐵氧化物還原以及熔碳滲出反應。煤炭資源在世界能源分布中占很大比例，許多國家都在大力開發(fā)以煤為還原劑的固體還原劑法，這種方法的主導工藝是煤基回轉窯直接還原法。褐煤是回轉窯直接還原的較佳能源，攀枝花釩鈦磁鐵礦直接還原新流程以褐煤為能源，有利于回轉窯順行，強化及降低煤耗，并且原燃料均立足于西南地區(qū)，經(jīng)濟上也是合理的。其工藝流程如圖4-1所示。圖4-1回轉窯還原工藝流程回轉窯還原過程示意圖如圖4-2所示，37圖4-2回轉窯還原過程示意圖釩鈦磁鐵礦以褐煤為能源回轉窯直接還原除適應了焦煤資源日益匱乏的形

3、勢外，還具有如下優(yōu)點：（1）回轉窯具有較大的燃燒空間和熱力場，可以供應足夠的空氣，是一個裝備優(yōu)良的燃料燃燒裝置，能夠保證燃燒的充分燃燒，可以為釩鈦磁鐵礦的還原提供必要的熱量。另外，回轉窯具有比較均勻的溫度場，可以滿足釩鈦磁鐵礦還原過程中各個階段的換熱要求。（2）以煤代焦，可以省去高爐流程的煉焦與燒結工序，不但縮短工藝流程，而且減少環(huán)境污染。（3）釩鈦磁鐵礦回轉窯直接還原產品（海綿鐵、金屬化球團）在鋼鐵生產中主要作為廢鋼代用品，為電爐煉鋼提高優(yōu)質鐵資源，滿足電爐生產優(yōu)質鋼材的需要?；剞D窯直接還原產品海綿鐵的粒度均勻，性能穩(wěn)定，更有利

4、于實現(xiàn)電爐進料操作自動化，縮短冶煉周期。（4）釩鈦磁鐵礦回轉窯直接還原工藝與傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝比較，其設備簡單，投資少，效益明顯，適用于地方鋼鐵工業(yè)，彌補了高爐——轉爐生產工藝的不足。（5）回轉窯工藝較適合于釩鈦磁鐵礦等復雜礦的冶煉，可實現(xiàn)冶金灰塵及各種工業(yè)廢渣的回收利用。減少環(huán)境污染，降低了鋼鐵生產能耗。這些特點使得回轉窯直接還原釩鈦磁鐵礦工藝具有迅速發(fā)展的可能。將“釩鈦磁鐵礦以煤為能源回轉窯直接還原—電爐熔分煉鋼—熔渣提取釩鈦”是綜合利用鐵、釩、鈦的新流程之一。西南地區(qū)豐富的水電資源與煤儲量，為這一流程提供了足夠的能源條件。4

5、.1.2回轉窯還原工藝各工序描述細粒煤(0～3mm)作還原劑，0～3mm的石灰石或白云石作脫硫劑，以及經(jīng)過鏈篦機干燥預熱的釩鈦磁鐵礦球團組成的爐料由窯尾加入，因窯體稍有傾斜(4%斜度)，在窯體以4rpm左右速度轉動時，爐料被推向窯頭行進。窯頭外側有燒嘴燃燒燃料，燃燒廢氣則向窯尾排出，爐氣與爐料逆向運動，爐料在預熱段加熱，蒸發(fā)水分及分解石灰石，達到800℃37的溫度后，在料層內進行固體碳還原。具體過程為：（1）配料球團的配料包括四個部分：釩鈦磁鐵礦粉、煤粉、添加劑和粘結劑。——釩鈦磁鐵礦粉是配料的主要部分，約占75%～85%?！?/p>

6、粉是還原劑，在配料中占15%～25％，將金屬鐵還原出來。——粘結劑幫助成球，使生球強度能夠滿足生產工藝要求，在配料中加入1%～2％?！砑觿┛煽s短還原周期和提高金屬化率。（2）混料混料工段包括混合和加水，其目的是使釩鈦磁鐵礦粉、煤粉、添加劑和粘結劑充分混勻，并添加適當?shù)乃??；旌狭系乃趾窟m度，是保證產品質量的關鍵?；旌喜粍?，直接關系產品的收得率；加水是否合適，直接影響壓球機的正常作業(yè)和生球強度，所以混料工作十分重要。在通常情況下，混合料的水分以7%～8％為宜。混合料堆比重一般在（1.2～1.6）g/cm3之間。（3）壓球含碳球

7、團的成型方法有兩種。1）滾球法：將磨細的鐵礦粉、煤粉和粘結劑按照一定的比例配好，混勻后在圓盤或圓筒造球機中滾動成球。滾動成球的基理是靠微細顆粒間水的毛細管作用力和分子間的引力。此工藝適用于外配碳球團還原法。2）壓球法：工業(yè)中多采用對輥壓球機，少數(shù)采用沖壓機。壓球的優(yōu)點在于對原料的粒度要求不太嚴格，且可以根據(jù)工藝的要求壓成各種形狀的球（或塊），如圓形、枕頭形、橢圓型、水滴型、菱形等。此工藝適用于內配碳球團還原法?？箟簭姸?、落下強度是生球的強度指標，要求單球平均抗壓強度在1kg以上，平均落下強度應在3次以上。（4）球團的干燥與預熱釩鈦

8、磁鐵礦生球水分含量高，直接入窯還原會因水分劇烈汽化而致生球爆裂，同時大量吸收窯內熱量使熱耗增加。通過干燥和預熱可以使球團安全的承受預熱階段的溫度應力，還可以提高生球的強度，提高設備的生產率。鏈篦機是對生球進行干燥和預熱的設備，一般安裝在襯有耐火磚的