技术领域
[0001] 本
发明属于金属
冶炼领域，具体涉及一种预还原直供矿热炉的系统及直供的方法。
背景技术
[0002] 随着国内建设快速增长，
冶金行业产量不断上升，冶金使用的
矿石的
块矿也日益减少，粉矿的比例增大。而且，贫铬矿经选矿后得到的全是铬精粉矿，要通过球团、
烧结和压块等方法生产人造块矿。采用的主要工艺为：铬矿粉预还原时将铬矿粉和
焦炭磨至一定细
度后，与粘结剂充分混合，经制粒或压块成型后，烘干脱
水，然后利用
隧道窑或
竖炉或
回转窑等热工设备，使粒状或块状含铬物料得到预还原的一种加工工艺。它主要是为电炉冶炼
铬
铁合金提供含铬原料，同时降低电炉电耗，提高电炉产量。
[0003] 含铬物料在隧道窑或竖炉或回转窑中得到预还原，其是在1200-1400℃
温度时，用固体
碳作还原剂，还原物料中FeO和Cr2O3，得到铁的碳化物与铬的碳化物：
[0004] 7FeO+10C→Fe7C3+7CO↑ (1)
[0005] 7Cr2O3+27C→2Cr7C3+21CO↑ (2)
[0006] 物料中FeO比Cr2O3在较低的温度下被充分地还原出来，与碳化铬互溶，组成复合碳化物(Fe、Cr)7C3，降低了合金的熔点。
[0007] 物料制粒或压块成型后，烘干脱水得到的生球通过布料机加入隧道窑或竖炉或回转窑，经过干燥、预热、
焙烧、均热、冷却五个阶段，成为电炉冶炼的原料。其冷却阶段通常采用环冷机冷却，并产生烟气和粉尘，通过排放系统排出。整个系统能耗大，并造成环境污染。
发明内容
[0008] 针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提供一种铬矿球团预还原直供矿热炉的系统。
[0009] 本发明的另一目的是提出一种铬矿球团预还原直供方法。
[0010] 实现本发明上述目的的技术方案为：
[0011] 一种铬矿球团预还原直供矿热炉的系统，包括造球机、链篦机、预还原回转窑，
[0012] 所述造球机的进料口通过皮带连接有配料单元；造球机的出料口与所述链篦机的进料口连接，链篦机的出料口连接所述预还原回转窑的进料口；所述预还原回转窑的出料
口连接矿热炉；
[0013] 所述造球机、链篦机、预还原回转窑设置在离地面30-50m高处。用
钢筋
混凝土结构
支撑。
[0014] 其中，所述配料单元包括依次连接的铬精矿粉烘干室、配料室、
球磨机和润磨机，润磨机的出料口通过皮带连接造球机。
[0015] 优选地，所述球磨机为干式球磨机。磨矿有两种工艺，一种采用湿式球磨机，一种采用干式球磨机。干式球磨机生产能
力较湿式球磨机高，不需要水力运输，这对于干燥缺水和天寒易冻的内蒙古半干旱地区来说，尤为适应。
[0016] 优选地，所述造球机为圆盘造球机，所述造球机的出料口顺次通过大球圆辊筛、辊式筛分布料机连接至链篦机。
[0017] 圆盘造球机是技术成熟的造球设备，其造球盘安装固定刮刀和电动旋转刮刀，盘面无死料区，提高了盘面利用率。
[0018] 其中，所述预还原回转窑出料口设置有窑头热料仓，所述窑头热料仓底部开有出料的开口，所述矿热炉顶部设置有热料仓，所述窑头热料仓与矿热炉顶部的热料仓之间有
物料传送装置。
[0019] 所述物料传送装置可采用常规传送装置，例如吊车、传送带、输送车等，例如，所述物料传送装置为水平的输送轨道及输送轨道上运行的预还原热料输送车。
[0020] 优选地，所述矿热炉顶部的热料仓还连接有直接输送常温原料的冷料输送装置。所述冷料输送装置可采用常规的输送装置，例如皮带机、吊车
滑轮。
[0021] 一种铬矿球团预还原直供方法，包括步骤：
[0022] 1）配料
[0023] 铬精矿粉、粘结剂、焦粉，按预还原球团化学成分和焙烧预还原性能要求，进行配料，使配料得到的混合物中，Al2O3含量达10-20%、SiO2含量达2-10%、Cr2O3含量达30-50%、TFe含量达15-30%。
[0024] 通常采用
膨润土为粘结剂。由于膨润土的主要成份是蒙脱石，具有极强的吸水性粘土物质，配用后使铬精矿颗粒间的结合力大大增加，有利于铬精矿的成球。添加膨润土
后不仅能提高成球速度和生球强度，而且最重要的作用能提高生球在干燥过程中的抗爆裂
性。由于膨润土主要成份为SiO2.Al2O3，随着膨润土配比增加，球团矿品位要相应下降，故生产中要控制膨润土的用量，把配比降到一个合适范围。
[0025] 2）加湿、润磨：步骤1）得到的配料通过加湿，控制水分6-8%，然后润磨；
[0026] 由于膨润土吸水膨胀过程比较缓慢，如果加水后直接进入造球，会导致生球膨胀出现裂纹，成球速度减缓。因此，为了强化混合料与水分充分预湿和混匀，提高混合料
含水量的均一
稳定性，在混合料进入润磨机前，采用雾化喷水装置，添加6-8%的水进行预加湿，同时为了进一步提高物料的
比表面积，增大物料的晶格
缺陷，提高原料的成球性能，提高生球表面光滑度和致
密度[0027] 3）造球、筛分布料
[0028] 造球机制出的生球采用大球圆辊筛筛去直径16mm以上的大球，辊式筛分布料机进行布料到链篦机上，控制生球料层厚度为160-180mm；
[0029] 4）干燥、预热及焙烧系统
[0030] 链篦机温度350-550℃，对生球进行干燥、预热，预热后的预热球进入回转窑进行高温焙烧预还原。；回转窑出料的温度900-1000℃，输送至矿热炉顶部的热料仓。
[0031] 链篦机的加热源为窑尾直接上来的热废气。为了保护链篦机的篦床，链篦机篦板温度不得高于550℃，要注意链篦机耐热材料和结构，保证篦板和链节不因高温损坏。
[0032] 考虑到湿度不一样的各种物料配料的准确性和配料
精度，本发明采取将铬矿精粉进行预先烘干，然后再进入配料系统进行精确配料。其中，所述铬精矿粉在配料之前进行烘干，使水分含量在2%以下。
[0033] 本发明所述的铬矿球团预还原直供方法采用双供料的柔性设计。当回转窑没有出料时，由另一套配送料系统将常温的块状铬矿原料或烧结料或
氧化球团（冷料）原料输送至矿热炉顶部的热料仓。
[0034] 其中，所述矿热炉焙烧的温度为1200-1600℃。
[0035] 本发明的有益效果在于：
[0036] 本发明提出的方法，取消了氧化球团生产过程中的冷却工艺（环冷机），而采取了热料直接入炉的工艺，降低了二次
能源消耗，而能够实现热装直供。
[0037] 造球机、链篦机、回转窑采用高架设置、最高处在50米，直接供给矿热炉热料；可以冷热料互换，整个生产实现了柔性调节，避免窑停炉就停，炉停窑也停的被动局面。
[0038] 本发明提出的方法，获得的球团
质量优良、稳定性好，连续生产的率提高，处理量大、产量高、直接入炉冶炼降低能源消耗、提高生产效率，减少球团冷却后再入炉的中间诸多倒运环节，亦减少了粉尘污染，利于环境保护。
附图说明
[0039] 图1：本发明铬矿球团预还原直供矿热炉的工艺
流程图。
[0040] 图2：本发明铬矿球团预还原直供矿热炉热料供应部分的系统结构图。
[0041] 图3：本发明铬矿球团预还原直供矿热炉冷料料供应部分的系统结构图。
[0042] 图中，1为原料仓，2为计量秤，3为干式球磨机，4为润磨机，5为B650皮带，6为圆盘造球机，7为摆头皮带，8为大球圆辊筛、9为辊式筛分布料机，10为链篦机，11为预还原回转窑，12为窑头热料仓，13为预还原热料输送车，14为热料仓，15为矿热炉，16为矿热炉
变压器。
具体实施方式
[0043] 现以以下最佳
实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0044] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明
的限制。
[0045] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0046] 实施例中，如无特别说明，所采用的技术手段均为本领域常规的技术手段。
[0047] 实施例1：
[0048] 参见图2。铬矿球团预还原直供矿热炉的系统，按拼音缩写为GQYZ技术。包括设置在离地面50m高处的Φ6m圆盘造球机6，其连接链篦机10、4×60m的预还原回转窑11，
[0049] 圆盘造球机6的进料口通过B650皮带5连接有配料单元。造球机的出料口顺次通过摆头皮带7、大球圆辊筛8、辊式筛分布料机9连接链篦机11的进料口，链篦机的出料
口连接预还原回转窑的进料口；所述预还原回转窑的出料口连接矿热炉；
[0050] 所述造球机、链篦机、预还原回转窑用
钢筋混凝土结构支撑。
[0051] 本实施例中，配料单元包括依次连接的铬精矿粉烘干室、配料室、干式球磨机3和润磨机4，配料室配好的原料放入原料仓1，原料仓底部出口通过科氏力秤作为计量秤2，控制配料以及加湿的比例。润磨机4出料口通过B650皮带5连接造球机。
[0052] 所述预还原回转窑出料口设置有47t容量的窑头热料仓12（Ф4000），所述窑头热料仓12底部开有出料的开口，用于放料到预还原热料输送车13上。所述矿热炉15顶部
（矿热炉顶高20.8m）设置有热料仓14，所述窑头热料仓与矿热炉顶部的热料仓之间有水平的输送轨道及输送轨道上运行的预还原热料输送车13。
[0053] 本实施例中，矿热炉顶部的热料仓连接有直接输送常温原料的冷料输送装置皮带机（见图3）。矿热炉15外设有矿热炉变压器16。
[0054] 实施例2
[0055] 使用实施例1的直供系统，工艺流程如图1。膨润土年用量为0.3万t（干）。用于球团配料的焦粉低发热值7200-7400Kcal/kg。回转窑使用的
煤粉低发热值5800-6000Kcal/kg。
[0056] 预还原球团工艺：
[0058] 铬精矿粉由
汽车运至原料场堆存；粘结剂为膨润土，又称皂土，采用人工拆袋方式送至膨润土矿槽。
[0059] 焦粉（用于球团配料）、
煤粉（煤粉用于回转窑焙烧）由汽车直接送至煤棚，用装载机上料，经斗式提升机送至粉厂房内的原煤仓（共用）。
[0060] （2）铬精矿粉烘干
[0061] 由于铬精矿粉进场时都含有一定水分，给原料输送、配料的精度已经后道工序的磨矿处理带来不利影响。铬矿粉干燥热源来自于电炉煤气，采取逆流干燥方式。出口废气
温度达120℃以上，从干燥机排出的含水废气经烟囱直接排入大气。干燥后水分2%以下。
[0062] （3）配料
[0063] 根据资源情况，配料室料矿槽采用单列设置，配料槽设计分别贮存铬精矿粉、粘结剂、焦粉，按预还原球团化学成分和焙烧预还原性能要求，使Al2O3含量达10-14%、SiO2含量达4-5%、Cr2O3含量达40-45%、TFe含量达20-25%，进行配料。配料后送入干式球磨机球磨。
[0064] （4）加湿、润磨工艺
[0065] 为了保证配合料与水分充分混匀，提高和稳定球团矿质量，稳定焙烧过程，选用加湿、润磨工艺。通过加湿，控制水分6-8%。
[0066] （5）造球
[0067] 造球室设有混合料仓，正常设计为1台Φ6m圆盘造球机，并预留一台圆盘造球机的位置。造球后的生球经筛分、布料至链篦机。
[0068] （6）筛分布料
[0069] 采用辊式筛分机进行生球筛分。采用大球圆辊筛8筛去16mm以上的球团，用辊式筛分布料机9布料至链篦机上，生球料层厚度为160-180mm。生球的产品性能见表1。
[0070] 造球机产出的生球经大球圆辊筛筛除+16mm不合格生球，并通过辊筛末端两根破碎棍对不合格大球进行
破碎，经过辊式筛分布料机，再次筛出不合格生球后均匀布到链篦
机篦床上。链篦机布料辊筛筛下返矿、不合格生球、链篦机干燥段、过渡段散料一起返回润磨机与混合料进行润磨和混匀。
[0071] （7）干燥、预热及焙烧系统
[0072] 该系统由链篦机、回转窑2个主要设备组成。链篦机对生球进行干燥、预热（温度500℃），达到具有一定强度的预热球，进入回转窑进行高温焙烧还原。链篦机的加热源为回转窑窑尾直接上来的热废气。回转窑内温度为1200℃，出料口温度900-1000℃。通过输送
装置，进入矿热炉的温度仍有800-900℃。因为矿热炉焙烧温度在1200℃以上，本发明的直供方法可以达到减少加热预还原球团的
能量，减少了能耗。
[0073] 表1：生球的物理质量指标
[0074]
[0075] 在回转窑没有焙烧运行时，矿热炉可以通过另一套冷料输送装置，把块状原料或储存的氧化球团（常温）及烧结矿料送入矿热炉，保证了矿热炉的连续生产。但是常温的球团加热的热量比直供热料使用的热量增加65%。
[0076] 实施例3
[0077] 使用实施例1的直供系统，原料同实施例2。
[0078] 预还原球团工艺与实施例2不同之处：
[0079] （3）配料
[0080] 根据资源情况，配料室料矿槽采用单列设置，配料槽设计分别贮存铬精矿粉、粘结剂、焦粉，按预还原球团化学成分和焙烧预还原性能要求，使Al2O3含量达10-14%、SiO2含量达4-5%、Cr2O3含量达40-45%、TFe含量达20-25%，进行配料。配料后的混合物送入干式球磨机
研磨。
[0081] （4）加湿、润磨工艺
[0082] 为了保证配合料与水分充分混匀，提高和稳定球团矿质量，稳定焙烧过程，选用加湿、润磨工艺。通过加湿，控制水分5-6%。
[0083] （5）造球
[0084] 造球室设有混合料仓，正常设计为1台Φ6m圆盘造球机，并预留一台圆盘造球机的位置。造球后的生球经筛分、布料至链篦机。
[0085] （6）筛分布料
[0086] 采用辊式筛分机进行生球筛分。采用大球圆辊筛8筛去16mm以上的球团，用辊式筛分布料机9布料至链篦机上，生球料层厚度为160-180mm。生球的产品性能见表2。
[0087] （7）干燥、预热及焙烧系统
[0088] 链篦机对生球进行干燥、预热（温度450℃），达到具有一定强度的预热球，进入回转窑进行高温焙烧还原。回转窑内温度为1200℃，出料口温度900-1000℃。通过输送装置，进入矿热炉的温度仍有800-900℃。因为矿热炉焙烧温度在1200℃以上，本发明的直供方法可以达到减少加热预还原球团的能量，减少了能耗。
[0089] 表2：生球的物理质量指标
[0090]
[0091] 在回转窑没有焙烧运行时，矿热炉可以通
过冷料输送装置，把块状铬矿原料或烧结料或氧化球团原料送入矿热炉，保证了矿热炉的连续生产。但是常温的球团加热的热量
比直供热料使用的热量增加65%。
[0092] 本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本发明
权利要求的范围内。
