[发明专利]一种冶炼设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种将物料的还原和熔融分离融为一体的设备及方法。

背景技术

冶炼是一种提炼技术，用于焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提炼出来。冶炼铁的设备主要有高炉炼铁，但其要求入炉的铁矿石品位较高。而大部分的难选矿、贫矿和大量的含铁尾渣，如钢铁厂粉尘、炼钢污泥、赤泥、铜渣等，这些难选矿、贫矿、含铁尾渣具有铁品位低、成分复杂等特点不能用于高炉冶炼。

对于不适用于高炉冶炼的含铁原料，可将其先进行预还原得到海绵铁。海绵铁由于还原时失氧，而形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵。对于海绵铁，其金属铁占全铁90％以上者，可直接用于炼钢；90％以下的，用于高炉或电炉炼铁。

目前的含铁原料还原设备和还原后物料的熔融分离，是分离的两套设备，两设备之间设有复杂的输送环节，还原后物料的热能也难以有效利用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明期望提出一种冶炼设备和方法，将物料的还原和熔融分离融合，提高生产效率，降低能耗。

本发明的目的之一是提供一种冶炼设备，包括：第一反应室、第二反应室和物料通道，所述第一反应室、第二反应室和物料通道形成密闭空间；

所述第一反应室的侧壁上设有第一进料口，所述第一反应室的进气口位于所述第一进料口的下方，所述第一反应室的顶部为敞口；

所述第二反应室包括第二进料口、排气口、出铁口和出渣口，所述第二进料口、排气口、出渣口位于所述第二反应室的侧壁上，所述出铁口位于所述第二反应室的底部，所述第二反应室的顶部为敞口；

所述物料通道为拱形，位于所述第一反应室和第二反应室的上方，所述第一反应室和第二反应室通过所述物料通道桥接，用于连通所述第一反应室和第二反应室。

作为本发明优选的方案，所述第一反应室的进气口位于所述第一反应室的底部。

作为本发明优选的方案，所述物料通道的拱形弧度为60°～160°。

作为本发明优选的方案，所述第二反应室的排气口位于反应物料最高液面的上方10～50cm。排气口与竖直方向的夹角α为15°～90°。

作为本发明优选的方案，所述第二反应室的出渣口位于所述出铁口上方10～50cm。

作为本发明优选的方案，所述物料通道在所述第一反应室一侧设有吹气口，所述吹气口水平设置，其底边与所述物料通道的内环最高点处的切线在一条直线上。

作为本发明的另一优选的方案，所述吹气口向上倾斜，倾斜角度如下定义：吹气口和拱形物料通道交叉点处拱形切线与吹气口中心线的夹角β为15°～90°。

本发明的另一目的是提供一种利用上述的冶炼设备进行冶炼的方法包括以下步骤：

A、将物料磨细后，通过第一进料口送入第一反应室，通过进气口向所述第一反应室内通入混合气体，形成气流，所述第一反应室内的温度为700℃～1100℃，所述物料与部分所述混合气体发生还原反应，生成还原物料；

B、所述还原物料随着所述气流通过物料通道后，进入第二反应室；

C、进入第二反应室的所述还原物料下落，所述气流由所述排气口流出；

D、通过第二进料口向所述第二反应室送入添加剂，所述第二反应室内的温度为1450℃～1650℃，对下落的还原物料进行熔化分离，获得铁水和熔融渣。

进一步的，在所述步骤B中，当有还原物料在所述物料通道内堆积时，由吹气口向所述物料通道吹送气体，将堆积的还原物料送入所述第二反应室。

优选的，所述添加剂包括焦炭和石灰石，所述焦炭的质量为所述下落的还原物料的质量的1％～10％，所述石灰石的质量为所述下落的还原物料的质量的1％～10％。

作为优选的方案，所述第一反应室内的温度为800℃～1000℃，所述第二反应室内的温度为1500℃～1600℃。

本发明提供的冶炼设备及方法，在一个设备中完成低品位含铁物料的还原反应和熔融分离反应，可以直接得到铁水和熔融渣；设备结构简单，冶炼方法流程短；省去了物料的中间输送环节，热态还原物料直接进行熔分，热量得到了充分利用；同时，预还原的物料直接进入到熔分过程中，没有运输过程中的二次氧化问题，能提高熔化分离的效果，提高铁的回收率。

附图说明

图1是本发明实施例的一种冶炼设备的结构图；

图2是本发明实施例的另一种冶炼设备的结构图。

具体实施方式