CN1009738B - 制备冶炼用无粘结剂热压团块的工艺和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制备冶炼用无粘性剂的有自燃性含铁细粉的热压团块的工艺和装置。压块前细粉是用上升的剧烈氧化性热气流吹过流化床。控制气流使至少一部分金属铁剧烈氧化，将细粉温度升到约450～560℃，在热状态下再将固体压块，本发明的特征是自外界向流化床加入显热直到部分金属铁开始剧烈氧化，流化床内的振动作用有利于流化床上固体细粉的传输。

Description

本发明涉及制备冶炼用无粘结剂的、可自燃性含铁细粉热压团块的工艺和设备。压块之前，细粉依靠上升的剧烈氧化性热气流吹入流化床。控制气流使至少一部分金属铁氧化，使细粉温度升高到450～560℃，其后被热压成块。

本发明还涉及到进行上述工艺所需的设备。从DE-PS    3223205可知这一类型的工艺过程和设备是处理按重量计金属铁含量大于4%的细粉（沉积于过滤器中，例如在吹氧炼钢过程中，为了回收CO时得到的含铁细粉），在温度高于200℃的情况下加入直接置于过滤器后的流化床。

但是，多数情况下炼钢厂现有的场地放不下这些设备，因此，热的过滤器炉尘总是要运输一段距离才能送到热压块机。而由于操作条件又常有个中间储存时间。大的输送距离和/或中间储存时间都会使过滤器炉尘冷却，所以，当进入流化床时温度较低，铁粉全然不被氧化或氧化不足。

再者，由于吹氧转炉操作方式不同，过滤器炉尘可燃物减少，金属铁的氧化不足，使细粉达不到所需的压块温度，便产生了另外一些问题。

在过去设备中，保持细粉流化状态的均匀性也很困难，并可能在流化床内形成沟流。此外，很难准确地控制固体颗粒在流化床内 的停留时间。

本发明是在克服上述缺点的基础上提出的一个工艺过程和合适的设备。使用该发明可避免形成沟流，提供了充分控制固体颗粒在床层内停留时间，从而改善了固体颗粒在床层内的流动状态。用的是减少能量损失的快速方式压块，无论是已冷却的粉状可自燃固体还是减少了可自燃部分的固体都可以在上述条件下用于压块。

本发明是对于上述的物料，在金属铁开始剧烈氧化前由外界向流态化床供给显热，并使之振动以利于粉末在流化床内的运输。最好在剧烈氧化开始后也自外界供显热至流化床，以求迅速达到约450～800℃的压块温度。

由于从外部供给显热，因此有助于将铁加热至着火温度。剧烈氧化反应开始后，增加更多的显热将经济地加速这个过程;而流化床的振动作用可以避免形成沟流，细粉也可以达到流化床的全程。

最好选用加热的空气作为热的剧烈氧化性气体流，而流化床的附加显热最好选用热的已燃气和/或热的惰性气体，最好是热的氮气。

本发明的一个具体实施例中，加热空气和/或惰性气体的热源是流化床废气经净化后通过换热器供给的。这是一种节能的操作方式。

热空气、热惰性气体和热的已燃气至少分为两个部分或最好是分为三个或更多的部分加入流化床。热空气、热惰性气体和热的已燃气是彼此间独立调节的。

流化床的温度是在多于一个位置上（最好是三个位置）进行测 量的。温度值用于调节/控制供给流化床的热空气、热惰性气体和热的已燃气的用量和温度。

所有这些特点提供了一个节约能源、经济和能很好控制的操作方式。

在本发明的另一具体实施方案中，供入流化床的气体是可调节的，使热空气、热惰性气体和热的已燃气的总量保持常数。

当在流化床内测定的温度超过设定值时，先是热已燃气随后是热空气的供给量就减少了。但当在流化床内测得的温度低于设定值时，则可增加更多的热空气，并相继增加已燃气的供给量。

流化床内固体颗粒的停留时间是通过改变流化床的倾斜度或者通过改变从外部施加的振动来调节的。

如果细粉状颗粒是由不足量的可自燃的物质组成，其中部分细粉可以用可燃物料来代替。最好是有多至15%或多至10%的细粉颗粒被细粉状可燃物料取代。作为细粉可燃物料可以采用焦化褐煤粉或者最好是从处理浮选浆得到的细碳粉。

固体颗粒在输送到流化床之前，可用流化床排出的未经处理的废气以回流方式来预热。也可用团块冷却器出来的热空气，在流化床的第一阶段来预热固体颗粒。

本发明的一个优点是解决了有关将细粉状可自燃物压入热压块的加工问题，并可以用节能方式把物料加热到热压温度。特别是可无困难地处理由于长距离运输和中间储存造成温度损失的可自燃性过滤器中的灰尘。而且可以使用由于不同的吹氧转炉作业方式而造成可自燃性部分降低的滤尘。本发明还可在过滤器处于启动状态或 冷的工作条件下工作。

上述发明方法的装置由流态化床反应器组成，它包括通向流化床底侧的气体管道、其后的压块机和压块冷却器，其特点是流化床反应器装有本质上已知的振动激励器。

根据本发明的又一特点，流化床反应器底侧设计成室状，这个室的上部壁形成反应器的底，上面有供气喷嘴并一直延伸到流化床层表面上，有虹吸式的端盖浸入流化床层。

这种室至少由二部分组成，最好是三个或更多的部分，而每个部分都有各自的供气管道。第一部分可用管道和压块冷却器上的连续的冷却带的冷却空气集气罩相连，使加热了的冷却空气用于预热进入流化床反应器时的固体物料。

流化床反应器装有一个气密罩壳，包括一个或几个，最好是二个排气管，上面按装调节阀。最好还有灰尘分离器，通过排气管和流化反应器的罩壳相连接。该灰尘分离器通过管式输送机和有调节阀的连接管道与流化反应器的罩壳相连。这样，在固体运往流化床反应器时可以被未净化的流化床废气回流预热。

灰尘分离器之后最好装有换热器，用它来加热空气和惰性气体/废气。

在本发明的另一具体实施方案中，在装置上采用燃烧嘴来生产已燃气，并通向流化床反应器底侧，用供气管道和流化床反应器底部相连。换热器的换热元件通过管道通入流化床反应器底部的气体管道。

流化床反应器的各位置上最好安装各种检测仪表以测量流化床 中流化层的温度，按所测温度来调节/控制已燃气、热空气、热惰性气体的温度和流量以及在各部分中的分布，这是用已知的调节元件进行的。

流化床最好是装有调整装置，用以调整床的倾斜度，当然流化床有振动激励器以调节振幅和频率则更好。

作为本发明的方法和装置的实例，下面是以图的方式详细描述的具体实施方案。

图1是将吹氧转炉的一氧化碳回收系统中回收的可自燃性过滤器炉尘进行热压块的系统。

图2是流化床反应器的A-A截面图。

图3是第二个发明系统。

在图1中，吹氧转炉的一氧化碳回收系统（未示出）过滤器自燃性灰尘通过管道1进入灰尘筒仓2，再由槽式运输机3运到流化床反应器4，这个长条形的流化床反应器4支承在弹簧式振动元件5上，反应器有可透气的底部6，供气管7和罩壳8，流态化反应器4由振动激励器振动，用已知方法与反应器4相连接。

在流化反应器4中，过滤器中的炉尘被加热到压块温度，通过出口9加入压块机10，将炉尘压成块，运到压块冷却器上冷却。这个冷却设计成为循环带11，压块是用周围的空气冷却的，被加热了的冷却空气被烟罩33所收集并排出。冷的压块被运到料仓供炼钢厂使用。

为了建立流化床，如图2所示流化床反应器4包括气室13、而它上部的壁6又是反应器4的底，是可漏气的。为此在底板6上按 装供气喷嘴14，它是高出流化床表面的，喷嘴14有虹吸式顶盖15浸入流化床12

流化反应器4的罩壳8有两个排气管16，管上有调节阀17，废气通过管道进入灰尘分离器18。

部分热废气循回经式输送器3送到输送来的过滤器炉尘上，并由连接管35（其上有调节阀36）送入灰尘分离器18。这样过滤器炉尘在槽式输送器3中就已经被预热了。这一点对处理冷的粗粒尘特别有利。

由灰尘分离器18中分离出来的炉尘由管式输送机3再回到流化反应器4，热的净化废气通过管道19进入换热器20，换热器的换热元件用于加热空气和惰性气体/废气。

装置上有三个燃烧器24，用来产生热的已燃气，它是用空气燃烧天然气得到的，它们由管道25、26供给。燃烧器24和流化床反应器4上面的供气管7相连，供气管7也通过管27和换热器20上的加热元件21相连。流化床反应器4上的气室13（见图1）分成三部分28，供气管7由此供气。流化床反应器4装有温度计29，可用来测量流化床12各部位的温度。测得的温度经线路16、27输入控制/调节元件17、30和31，经线路22、23、25和26送至抽风机32，通过它们来控制热已燃气、热空气、热惰性气体的温度和流量。

流化床反应器4上还有（未示出）反应器倾斜度控制装置，还装有振动激励器（未示出），可调节振动的振幅和频率。

图3所示是和图1一致的发明装置，上面标出的数字意义相同，不同的是流化床反应器4是分成4个部分28的，第一部分通过 管34和冷却带11上的冷却空气收集罩33相连。而其它三个部分和燃烧器24相连（如图1）。这就能利用收集罩33收集的热的冷却空气预热流化床反应器4上第一部分的过滤器炉尘。

下表中所总结的数值将对本发明进一步加以说明。

实例1    实例2    实例3

过滤器炉尘    细尘    粗尘    有燃料的细尘

化学分析

金属铁含量（重量%）    25    17    16

Fe含量（FeO）（重量%）    17    17    12

Fe含量（FeO）（重量%）    30    12    45

CaO含量（重量%）    4    10    3

燃料加入量（重量）    -    -    5

过滤器出口温度（℃）    220    120    40

过滤器炉尘温度（筒仓）（℃）    200    80    30

过滤器炉尘温度（流化床反应    190    60    20

器入口）（℃）

过滤器炉尘温度（流化床反应    800    700    750

器出口）（℃）

压块机辊压KN/Cm辊长    100    100    100

带式冷却器上冷却压块（℃）    50    40    60

压块质量

a）密度（g/cm）    4    5.2    4

b）冷脆性（da    N/块）    200-500    200-500    200-500

进一步加工用于    炼钢厂    炼钢厂    炼钢厂

实例1、2和3中的细的和粗粒的炉尘来自吹氧转炉的一氧化碳回收过滤器系统。

实例1、2中的细的和粗粒的炉尘已在正常操作条件下分离。炉尘冷却的数值表示由过滤器到流化反应器的输送和筒仓储存过程中炉尘的冷却。实例3的细炉尘是在过滤系统开始工作时回收的，它代表了一开始时的低温和低可自燃物含量。

Claims (30)

1、制备无粘结剂的冶炼用含铁可燃性固体细粉热压块的方法，此方法是在压块前用上升的氧化性热气流将细粉吹入流化床，使细粉升高到一定温度，然后热压成块，其特征在于，由外部向流化床供应显热直至至少一部分金属铁开始剧烈氧化，使细粉温度升高到450-560℃，然后热压成块；或在剧烈氧化过程开始后，仍将显热由外部供入流化床，使其迅速达到450-800℃，然后压块；并振动流化床以利于固体细粉在流化床上的传输。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于供给的氧化性热气流为热空气。

3、根据权利要求1的方法，其特征在于供给流化床的显热是用热的已燃气和/或热的惰性气体，最好是热氮气。

4、根据权利要求2或3的方法，其特征在于最好是用流化床放出的净化废气用换热器将空气和/或惰性气体进行加热。

5、根据权利要求1的方法，其特征在于供给流化床的热空气、热惰性气体和热已燃气至少是在流化床的两个部分，最好是三个或三个以上的部分。

6、根据权利要求2或3任一项的方法，其特征在于供给流化床的热空气、热惰性气体和热已燃气至少是在流化床的两个部分，最好是三个或三个以上的部分。

7、根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于热空气、热惰性气体和热已燃气的量和温度可彼此互相独立调节/控制。

8、根据权利要求1的方法，其特征在于流化床的温度测定是在一个以上的位置，最好是在三个位置上进行，并将测得的温度用以调节/控制热空气、热惰性气体和热已燃气的量和温度。

9、根据权利要求8的方法，其特征在于将流化床气体的供应量调节/控制到使热空气、热惰性气体和热已燃气的总量为常数。

10、根据权利要求8的方法，其特征在于当测定的流化床的温度高于设定值时，则热已燃气和相继的热空气的供应量就被减少。

11、根据权利要求8的方法，其特征在于当测定的流化床的温度低于设定值时，则热空气和相继的热已燃气的供应量就被增加。

12、根据权利要求1的方法，其特征在于流化床中固体的停留时间可以用改变流化床的倾斜度来调节。

13、根据权利要求1的方法，其特征在于流化床中固体的停留时间可以用改变外部供给的振动来调节。

14、根据权利要求1的方法，其特征在于其中多至15%的自燃性细粉，最好是10%的自燃性细粉被细粉状可燃性物料所代替。

15、根据权利要求14的方法，其特征在于是用焦化的褐煤粉和/或细碳粉（最好是处理浮选浆生产的细碳粉）作为细粉状可燃性物料。

16、根据权利要求1的方法，其特征在于固体进入流化床以前用流化床的未净化回流废气进行预热。

17、根据权利要求16的方法，其特征在于固体在流化床的第一部分的预热是用热压冷却器的热的冷却空气。

18、完成权利要求1所述方法的设备，该设备由包括流化床底部有气体管道的流化床反应器、其后的压块机和冷却器组成，其特征是流化床反应器（4）按常法装有振动激励器。

19、根据权利要求18的设备，其特征在于流化床的底部设计成为室（13），室的上壁（6）成为反应器之底，反应器底部装有供气嘴（14）延伸至流化床平面以上，供气嘴有虹吸式端盖（15）浸入流化床（12）。

20、根据权利要求19的设备，其特征在于室（13）由至少二部分，最好是三部分或更多的部分（28）组成，每一部分有各自的供气管道（7）。

21、根据权利要求20的设备，其特征在于室的第一部分（28）通过管道（34）连于连续冷却带（11）的冷却空气收集罩（33）。

22、根据权利要求18的设备，其特征在于流化床反应器（4）装有包括一个或多个、最好是两个带有调节阀（17）的废气管道（16）的气密罩。

23、根据权利要求18的设备，其特征是此设备包括经废气管（16）连于流化床反应器（4）的气密罩（8）的灰尘分离器（18）。

24、根据权利要求23的设备，其特征在于灰尘分离器（18）是经槽式输送机（3）和有调节阀（36）的连接管（35）连接于流化床反应器（4）的气密罩（8）的。

25、根据权利要求24的设备，其特征在于在灰尘分离器（18）之后设有换热器（20），通过管道（19）与之相连，换热器包括换热器元件（21），以加热空气和惰性气体/废气。

26、根据权利要求20的设备，其特征在于连于流化床反应器（4）底部的供气管道（7）是连接于燃烧器（24）的，以产生热已燃气。

27、根据权利要求25的设备，其特征在于换热器元件（21）是经管道（27）通入供气管（7）的。

28、根据权利要求18的设备，其特征在于有测温（29）计分布在流化床反应器（4）上。

29、根据权利要求18的设备，其特征在于流化床反应器设有调节装置，以便调节反应器的倾斜度。

30、根据权利要求18的设备，其特征在于流化床（12）的振动激励器设有调节装置，以控制振幅/频率。

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