转底炉因具有环形炉膛和可转动的炉底而得名,其原料是铁矿粉和煤粉制成的含碳球团,经配料、混料、制球和干燥后加入转底炉中,炉膛温度可达1250~1350℃左右,含碳球团在这样的高温下,随着炉底旋转一周的过程中,铁矿被碳快速还原,生成金属化球团,后由螺旋出料机推出炉外,经冷却后运往熔分炉作原料,或作为电炉炼钢的原料。
转底炉含碳球团炼铁关键技术
1 金属化球团冷却设备
不同于氧化球团,高温金属化球团在大气中易于氧化,因此,设计金属化球团冷却机时应考虑到防止再氧化。熔分炉采用热装时同样需要采取防氧化的措施。
2 炉子热工
转底炉高温快速还原,关键炉温必须保持在1350℃左右,国外使用然气为燃料,容易实现大于1350℃的炉温。我们采用发生炉煤气或者高炉煤气,实现办法主要采取高风温和煤气预热。另一方面,预热段、还原段应喷吹二次空气并形成强紊流,使得预热段产生的挥发分和还原产生的CO 在炉内快速、充分地燃烧(后燃烧),以便弥补球团还原强烈吸热,节约外部燃料消耗。在炉子还原末段,为了避免球团层上表面再氧化,则应严格控制二次空气流的进入,且控制烧嘴燃烧在亚化学计量条件下进行,以保持该区域一定的还原性气氛。烧嘴设计应大程度确保:在炉料上提供均匀的温度分布,防止局部过热;降低扰动和炉料附近的搅拌,以消除被CO2 和H2O 再氧化。根据还原过程的要求控制炉内各段的温度和气氛,从而优化各段烧嘴的布置。
转底炉的主要功能是处理新区烧结、高炉和转炉的含锌的粉尘,设计年处理干量为20万吨以上,其产品为DRl(Direct Reduction Iron),可作为高炉原料,转底炉产生的粉尘含锌较高,可作为锌厂的原料,炉子排出的废气经余热锅炉后可产生蒸汽,该项目可使高炉泥、转炉OG泥在厂内经济循环利用,其工艺流程为高炉泥、转炉OG泥经浓缩、脱水、烘干后与各种除尘灰和粘结剂按比例配料经润磨、造球、筛分,合格生球,再经干燥后均匀布到转底炉环形台车上,利用炉内1300℃高温还原性气氛及球团中的碳产生还原反应,在10-20 min时间内,将氧化铁大部分还原为金属化铁,同时将氧化锌大部分亦还原为锌,并被汽化,随烟气一并排出。
还原后生成的金属化球团使高温水冷螺旋从炉内排出,随即进入圆桶状的一次冷却器。桶内有氮气防止高温成品金属球团氧化。桶外有喷淋系统,以热传导方式冷却桶内球团。一次冷却后成品球团温度从1100℃降至300℃,再经筛分,合格品进成品料仓加入高炉,筛下物返回烧结。从转底炉出来的烟气先通过余热蒸汽锅炉进行余热回收,然后通过热交换器进一步降温。后再由袋式除尘器净化后外排,锌矿粉通过余热蒸汽锅炉、热交换器、袋式除尘器被回收。
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