[发明专利]一种铁焦生产装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种铁焦生产装置及方法。

背景技术

高炉炼铁因其产量高、能量利用率好等优点，仍然是目前铁水生产的主流工艺。然而，高炉炼铁生产所必须的焦煤资源逐渐匮乏，国内肥煤和主焦煤的储量仅占我国煤炭储量的9.34％，未来可预见的一段时间内可能消耗殆尽。此外高炉炼铁是能量消耗大户，约占整个钢铁生产企业能耗的65％左右，在目前钢铁产能过剩的情况下，钢铁企业承担着沉重的降本增效和节能减排任务。为降低高炉炼铁能耗，减少CO₂排放，人们针对焦化和炼铁做了大量的基础研究工作，对高炉炉料有了新的认识，提出使用铁焦技术，为企业寻找到了节能减排的新途径。

然而，目前工业化生产适合高炉生产要求的铁焦还存在一定的困难。如果用传统焦炉生产铁焦，例如将煤和铁矿粉混合装入焦炉或将煤及铁矿粉冷压成型装入焦炉，在一定的温度条件下，焦炉的硅质耐材会和铁矿粉发生反应，生成低熔点的铁橄榄石，会导致耐材损坏及粘结等严重问题。难以实现大规模安全工业生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种铁焦生产装置及方法，使得竖炉高温干馏区温度稳定、均匀，操作简单，所生产铁焦强度高，质量好，高温铁焦被冷却，余热被回收，能量利用率高。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种铁焦生产装置，其特征在于，包括一个或多个竖炉，坚炉的上方设有料罐，料罐的出口与竖炉的入口连接，竖炉外围设有密闭燃烧室，密闭燃烧室上设有多个烧嘴，竖炉的下方依次设有过渡仓和铁焦冷却及余热装置，过渡仓的入口与竖炉的出口连接，过渡仓的出口与铁焦冷却及余热装置的入口连接；

所述的铁焦生产装置还包括煤气处理及净化装置，煤气处理及净化装置的入口通过煤气管道与竖炉的气体出口连接，煤气处理及净化装置的出口通过煤气管道与烧嘴连接。

按照上述技术方案，密闭燃烧室外墙上设有烟气出口，所述的铁焦生产装置还包括烟气处理及余热回收装置，烟气处理及余热回收装置的入口通过烟气管道与烟气出口连接，烟气经烟气处理及余热回收装置回收排出，煤气处理及净化装置的出口通过煤气管道经烟气处理及余热回收装置进行热交换，再与烧嘴连接。

按照上述技术方案，所述的竖炉炉墙的材料为热传导性好的耐火材料，密闭燃烧室的外墙的材料为绝热性能好的耐火材料。

采用以上所述的铁焦生产装置的铁焦生产方法，包括以下步骤：

1)将铁矿粉、煤粉与粘结剂按规定比例混合均匀并压制得到铁焦生球；

2)铁焦生球经料罐进入竖炉，在竖炉内铁焦生球向下运行的过程中，被竖炉下部上升的煤气及外部燃烧室的辐射热所预热，经预热后的铁焦生球到达竖炉中部，铁焦生球中的铁矿石被还原，煤粉被干馏，形成铁焦，生成铁焦过程中产生的高温煤气向上运动，排出竖炉外；

3)高温的铁焦排出竖炉进入过渡仓；

4)高温铁焦经过渡仓最终落入铁焦冷却及余热回收装置。

按照上述技术方案，所述的步骤1)中，所述的铁焦生球大小为直径5～50mm。

按照上述技术方案，所述的步骤2)中，排出竖炉外的高温煤气经过煤气处理及净化装置处理和净化后送至密闭燃烧室作为补充燃料或直接外供。

按照上述技术方案，所述的铁焦生产装置还包括烟气处理及余热回收装置，所述的步骤2)中，密闭燃烧室产生的烟气经过烟气处理及余热回收装置处理后用于干燥、预热原料或预热助燃空气和煤气，提高系统能效。

按照上述技术方案，所述步骤1)中，铁焦生球的原料配制比例为：铁矿粉的质量百分比为10％～50％，煤粉的质量百分比为50％～90％，粘结剂的质量百分比为0％～10％。

本发明具有以下有益效果：

1、竖炉被密闭燃烧室内燃烧产生的高温烟气加热，竖炉内的煤粉干馏，矿粉还原，得到铁焦；通过烧嘴布置、煤气流量控制，易于形成有利于铁焦质量控制的高温均热带；由竖炉排出气体得到处理和净化，同时可生产副产品，所述煤气处理优选的可进行余热回收；使得竖炉高温干馏区温度稳定、均匀，操作简单，所生产铁焦强度高，质量好；高温铁焦被冷却，余热被回收；能量利用率高。

2、由密闭燃烧室产生的烟气余热得到梯级利用，能量利用率高，密闭燃烧室内的竖炉可设置一个或多个，形成模块化组合，生产能力可大可小，同时通过外部加热，设备、操作和控制简单。

附图说明

图1是本发明实施例中铁焦生产装置的结构示意图；