生產還原鐵的坯塊干燥方法技術

生產還原鐵的設備和應用于該設備的干燥坯塊的方法。該設備包括將還原劑煤和作為鐵氧化物的鐵礦石混合制團成坯塊的制團機或制塊機，干燥坯塊的干燥器，在高溫還原干坯塊的旋轉爐床還原爐，在該爐的熱排放氣體和待送入該爐的燃燒空氣間熱交換的第一熱交換器，和冷卻熱排放氣體的冷卻器。在第一熱交換器出口側設置加熱干燥空氣用的第二熱交換器，并將由其加熱的干燥空氣送入干燥器干燥所述坯塊。因此可高效穩定地實施干燥，并穩定地生產高質量還原鐵。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生產還原鐵的設備，包括混合鐵的氧化物和還原劑，將所獲得的混合物制團，在干燥器中干燥所得坯塊(團塊或球團)，以及在還原爐中的高溫氣氛下還原所述坯塊。本專利技術還涉及干燥坯塊的方法，該方法應用于所述設備。為了生產還原鐵，第一步是混合鐵礦石粉末，煤粉末和石灰石粉末和粘結劑，將所得混合物壓制和制團處理，形成溫坯塊即生坯。然后將濕坯塊干燥至一定程度，形成干坯塊。干坯塊在還原爐中加熱到高溫，從而鐵礦石中的鐵的氧化物用煤(還原劑)還原成還原鐵。圖6是說明生產還原鐵的傳統設備的一個例子。在圓形旋轉爐床式還原爐1的上部，設置有用于引入坯塊(干坯塊)的裝置2，和用于排放熱排放氣體(還原過程中使用的氣體的殘余形式)的排氣管3。在爐1中，設置有用于排出還原坯塊P(還原鐵坯塊)的排料器4。在爐1的側壁圓周上，設置有許多燃燒器5用于產生熱的還原氣體。作為原料的煤粉(還原劑)、鐵礦石等與粘結劑混合，將混合物送入制團機或制塊機6處理成坯塊(濕坯塊)。然后將所得坯塊送入干燥器7中，在干燥器7中，坯塊在約120-150℃下干燥得到干坯塊。干坯塊由供料裝置2送入還原爐1中的旋轉爐床上。在還原爐1中，燃料和燃燒空氣送入燃燒器5中，產生高溫熱氣體。該熱氣體沿虛箭頭方向運動，在該運動過程中，在高溫氣氛下對坯塊(待處理物)施加還原作用。由排氣管3排出的熱排放氣體被水噴霧式初次冷卻器8初次冷卻，然后再被送入熱交換器9，在熱交換器9內，所述排放氣體與燃燒空氣進行熱交換。此外，所述排放氣體被水噴霧式二次冷卻器10二次冷卻至例如約300℃。然后冷卻后的排放氣體送入干燥器7中用于干燥坯塊。然后，排放氣體通過集塵器11進行凈化并且，然后釋放到大氣環境中。當還原爐1中的旋轉爐床沿圖6中實箭頭方向旋轉將近一周時，還原后的坯塊P從螺桿式排料器4排出。坯塊通過排料斜槽12傳送至移動式容器13，然后送入下一個步驟。在上述常規的生產還原鐵的設備的干燥器7中，從還原爐1中排出的并且為水噴霧型初次冷卻器8和二次冷卻器10所冷卻的熱排放氣體，用作在約120-150℃的溫度下干燥坯塊(溫坯塊)的熱源。即，采用氣流中含量非常豐富的熱排放氣體干燥所述坯塊。因此，在所述設備剛剛開始運行后出現的不穩定情況下，水分凝結在濕坯塊表面。因此，濕坯塊之間發生相互粘結，因而濕坯塊形成大塊物質。在例如恰在開始運行之后，各種性質例如還原爐1的熱排放氣體的溫度、流量并不穩定，因此干燥器7中的干燥不穩定。這可能造成濕坯塊發生結塊。在這樣的不穩定操作期間已經在干燥器7中得以處理的濕坯塊中，仍可殘留水分。如果這種濕坯塊在后續步驟中在還原爐1中快速加熱，坯塊的表面部分會剝落，或者坯塊破裂。類似上述干燥器7的干燥器中的加熱氣體，或者在采用來自熱交換器等的熱空氣作為干燥坯塊(濕坯塊)熱源的干燥器中，如果該加熱氣體的溫度足夠高，可能使坯塊破裂，或者會由坯塊中的煤形成可燃氣體。為了避免這種危險，加熱氣體的最高溫度設定為200℃或更低。然而，取決于加熱氣體的水分含量等，可設定高于上述溫度的氣體溫度。因為傳統的干燥器采用溫度設定偏低的加熱氣體，因此干燥坯塊的時間較長。在生產還原鐵的設備中，使用煤作為還原劑，如果加熱氣體的溫度充分高，會由煤產生揮發性物質(以下稱為VM)，例如CO、CH4、H2O、CO2和N2。因此，氧濃度高時，煤會燃燒。一旦在干燥器中形成VM，該VM不能在還原爐在后續步驟中用作熱源。其缺點是還原爐的熱效率降低。另外，如果加熱氣體的溫度在硫酸的露點(120℃)或更低，會因為在干燥器的管道等上形成露為發生腐蝕。如上所述，對于在干燥器中有效地干燥坯塊(濕坯塊)，重要的是控制加熱氣體的溫度。存在對能夠穩定干燥的干燥器的強烈需求。據此提出本專利技術。本專利技術的一個目的是提供生產還原鐵的設備，該設備可高效運行，在干燥器中實現穩定干燥，并且能夠穩定地生產高質量的還原鐵；本專利技術還提供應用于該設備的坯塊干燥方法。作為達到上述目的一種手段，本專利技術的第一方面是一種坯塊的干燥方法，該方法應用于生產還原鐵的設備中，所述設備通過將還原劑粉末和鐵的氧化物粉末在制團機或制塊機中混合和制團處理成坯塊或團塊，在干燥器中干燥所述坯塊(球團或團塊)，并且在高溫氣氛中在還原爐中還原干燥的坯塊，從而生產還原鐵，其中，提供給該干燥器的加熱氣體的溫度范圍基于以下方程設定硫酸露點≤Tg≤100/40●CH2O+200其中，Tg表示加熱氣體的溫度，CH2O表示加熱氣體中水分含量。根據本專利技術的該方面，可設定適應于加熱氣體中水分濃度(水分含量)的高氣體溫度。因此，可以縮短干燥時間，并可進行高效、穩定的干燥，從而可穩定地生產高質量的還原鐵。此外，在干燥器的出口側的加熱氣體的溫度高于硫酸的露點。因此，幾乎不發生管道等的酸腐蝕。在本專利技術第一方面的坯塊干燥方法中，生產還原鐵的設備可使用煤作為還原劑，加熱氣體的溫度Tg可設定在Tg≤300℃。從而可防止坯塊破裂或者在干燥器中由煤形成VM。結果，可防止煤的點燃或使還原爐在后續步驟中熱效率降低。本專利技術的第二方面是一種生產還原鐵的設備，所述設備包括制團機或制塊機，還原劑和鐵的氧化物在所述制團機或制塊機中混合和制團處理成坯塊，用于干燥所述坯塊的干燥器，用于在高溫氣氛中還原所述干燥的坯塊的還原爐，用于在從還原爐中排出的熱排放氣體和待送入還原爐中的燃燒空氣之間實施熱交換的第一熱交換器，和用于冷卻該熱排放氣體的冷卻器，其中，在第一熱交換器的出口側設置用于加熱干燥空氣的第二熱交換器，并且將由第二熱交換器加熱的干燥空氣送入所述干燥器中。根據本專利技術的該方面，坯塊(濕坯塊)由水分含量很少的干燥空氣干燥。因此，不會發生坯塊之間的相互粘結(防止了坯塊形成大塊)，坯塊均勻干燥。由于坯塊均勻干燥，在坯塊中未殘留水分，因此，在還原爐中，在后續步驟中避免了坯塊的表面部分剝落或坯塊破裂。此外，形成了高質量的干燥坯塊，將這些坯塊送入旋轉爐床式還原爐中將能夠穩定地生產高質量的還原鐵。在作為本專利技術第二方面的生產還原鐵的設備中，所述冷卻器可以是設置在第一熱交換器上游的水噴霧型第一冷卻器，可在該第一冷卻器的分流路徑上設置空氣引入型第二冷卻器，并可設置用于開關一個閥的控制裝置，該閥安裝在所述分流路徑上游的分支處，用于根據熱排放氣體的流量和坯塊送入干燥器中的流量之間的平衡選擇或者第一冷卻器或者第二冷卻器。因此，除取得與本專利技術第二方面相同作用和效果外，第一熱交換器和第二熱交換器的熱效率增大了。因此，可在干燥器中進行更為有效和穩定的干燥。此外，在作為本專利技術第二方面的生產還原鐵的設備中，可以在干燥器的干燥空氣引入側設置用于產生熱氣體的熱風爐(hotstove)，并向干燥器提供由該熱風爐產生的熱氣體和由第二熱交換器加熱的干燥空氣。因此，除取得與本專利技術第二方面相同作用和效果外，還可更容易地調節供給干燥器的干燥氣體的溫度和流量。本專利技術的第三方面是一種生產還原鐵的設備，所述設備通過將還原劑粉末和鐵的氧化物粉末在制團機或制塊機中混合和制團處理成坯塊或團塊，在干燥器中干燥所述坯塊，并且在高溫氣氛中在還原爐中還原干燥的坯塊而生產還原鐵，其中，在干燥器的干燥氣體引入側設置用于產生熱氣體的熱風爐，并向該干燥器提供由該熱風爐產生的熱氣體作為干燥氣體。根據本專利技術的該方面，除本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種干燥坯塊的方法，該方法應用于生產還原鐵的設備中，所述設備通過將還原劑粉末和鐵的氧化物粉末在制團機中混合并制團處理成坯塊或在制塊機中混合和制塊處理成團塊、在干燥器中干燥所述坯塊、并且在高溫氣氛中在還原爐中還原干燥的坯塊而生產還原鐵，其中，提供給該干燥器的加熱氣體的溫度范圍基于以下方程設定：硫酸露點≤Ｔ↓［ｇ］≤１００／４０.Ｃ↓［Ｈ２０］＋２００其中，Ｔ↓［ｇ］表示加熱氣體的溫度［℃］，Ｃ↓［Ｈ２０］表示加熱氣體中水分含量［體積％］。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：神川進，平田耕一，藤岡宏規，水城英明，佐藤惠一，
申請(專利權)人：三菱重工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]