[发明专利]用于直流矿热炉热装料的炉料多级分离加热方法及其装置

说明书

本发明是一种用于直流矿热炉热装料的炉料多级分离加热方法及其装置，其特点在于：它包括以下步骤：1)冷空气预热；2)烟气综合利用；3)冷炉料多级分离加热；4)热料给料。其装置的结构是：它包括冷料给料组件和直流矿热炉，其特点在于：还包括旋风分离组件、热料给料组件、燃烧器组件、空气加热组件和多余烟气排出组件，所述冷料给料组件和直流矿热炉之间依次设置所述旋风分离组件和所述热料给料组件，所述燃烧器组件的入口与矿热炉连接、出口与旋风分离组件连接，所述空气加热组件的烟气入口管与旋风分离组件连接、热空气出口与燃烧器组件连接，所述多余烟气排出组件的入口与直流矿热炉连接、出口通向外界。

技术领域

本发明涉及冶金生产技术和设备，更具体地说，本发明涉及直流矿热炉的热装料生产和设备，是一种用于直流矿热炉热装料的炉料多级分离加热方法及其装置。

背景技术

在世界铁合金生产过程中，原料供应和生产成本始终处于最重要的地位。随着时间的推移，优质铬铁矿产资源日益减少，加上环境保护意识的增强，有效利用劣质铬铁矿产资源，特别是低品级铬铁粉矿资源，降低生产成本成为铁合金生产商不断追求的目标，矿热炉生产技术的发展主要就是围绕这条主线展开的。

从德国西马克公司提供全世界第一台埋弧炉起，埋弧炉被广泛应用在铁合金、有色金属或其他专业工业领域。现在，绝大多数铬铁在传统的交流矿热炉中生产。为了降低生产成本，常常在回转窑、环形加热炉(RHF)或预加热立炉中对矿石进行预加热，预加热、特别是预加热立炉的使用，使交流埋弧炉电能消耗降低。

拥有造球、烧结和预加热专利的芬兰欧托昆普工艺和生产设备在南非利用铬铁粉矿生产铬铁合金中得到广泛应用。该工艺包括磨矿、混合、造球、烧结、预加热，预加热后的炉料依靠自身重力向埋弧炉给料。封闭式交流矿热炉有效地收集富含CO的烟气，用作矿热炉和烧结炉燃料使用。该生产工艺中造球/烧结占生产成本的10％，预加热占1％，熔炼占89％，比采用块矿和粉矿敞开炉或半封闭炉总生产成本低。

交流埋弧矿热炉技术存在的问题：三个电极都是相同电路的一部分，一个电极出现问题，电极之间的交叉影响会导致功率因数降低。自焙电极中存在与交流电有关的集肤效应问题，当电极直径大于1.2m～1.5m时，出现电极重复破裂问题。随着全球资源环境压力的增大，含碳燃料燃烧发电变得不受人们喜欢，未来的电力生产趋向再生能源，太阳能和风能将成为典型的再生能源，这种可再生能源分布式发电单元数量的增加，需要配合智能电网调控，把铁合金矿热炉等用电大户纳入需求侧管理，其负载必须具有可调整性，而交流矿热炉不具有这种能力。加上粉矿的大量使用，需要昂贵的造球工艺来满足不同铬铁合金生产工艺要求，设备投资费用高、利用率低。

直流矿热炉解决了交流埋弧矿热炉存在的问题，与传统埋弧炉相比，由于直接采用低成本粉矿，熔池温度高，铬金属还原效率高，炉渣中铬金属含量几乎为零，总生产成本比传统埋弧炉低，不需要金属二次回收。鉴于块矿匮乏，采用传统埋弧炉技术，还需要增加造球厂，投资成本比直流电炉炉高。但是目前直流矿热炉无法直接利用富含一氧化碳气体的烟气直接对炉料进行加热，冷料无法热装入炉，加上直流矿热炉采用开弧生产工艺，导致电耗比交流埋弧矿热炉电耗高，严重制约着直流矿热炉在铁合金大生产中的广泛应用。

利用富含一氧化碳烟气发电的效率偏低，仅为35％左右。而优化生产工艺流程，直接使用矿热炉富含一氧化碳烟气直接加热粉状炉料并热装到直流矿热炉，减少生产过程的热损失，替代球团烧结技术，降低直流矿热炉电耗成为大量推广直流矿热炉生产铬铁合金最紧迫的重大课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种用于直流矿热炉热装料的炉料多级分离加热方法及其装置，能够利用直流矿热炉富含一氧化碳烟气直接加热粉状炉料并热装到直流矿热炉，减少生产过程的热损失，替代球团烧结技术，降低直流矿热炉电耗。

本发明解决技术问题的方案是：一种用于直流矿热炉热装料的炉料多级分离加热方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)冷空气预热