一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置

摘要

一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置，包括输送轨道、烧结台车、布料机、干燥风抽风罩、预热风罩、点火罩、还原焙烧罩、冷却风抽风罩、冷却风入口、含锌粉尘气出口、含锌粉尘回收装置、废气出口、干燥风入口，所述输送轨道环形轨道，在所述输送带上嵌装有多台烧结台车，由外设燃烧气体提供热源，经过由干燥风抽风罩、预热风罩及点火罩、还原焙烧罩依次形成相对密闭的干燥、预热、还原烧结焙烧三段，在球团内部进行铁氧化物的还原和锌、砷的还原挥发，在球团间产生烧结结块，形成葡萄状球团烧结矿，经过氮气冷却后破碎筛分，得到成品烧结矿。本发明烧结工艺流程和装备简单，集成带式烧结机、带式球团焙烧机及煤基球团直接还原装备于一体，一步实现锌的还原挥发、铁的还原富集和粉料造块，适于工业化生产，市场前景广阔。

说明书

技术领域：

本发明公开了一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置；属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

钢厂有大量含锌铁粉尘有待利用，脱除其中的锌并将其造块入送入高炉炼铁是一条有效 途径。含铁粉尘粒度细、含碳高、铁品位低，为了充分利用其中的碳，只能生球入炉还原， 但生球强度低，还原焙烧中烧损大，还原过程强度进一步变差。世界上较为成熟的处理含锌 铁粉尘的工艺和装置主要有回转窑法和转底炉法(Inmetco法)等，均在国内有生产应用， 但由于钢铁厂粉尘锌、砷含量较低，回转窑法粉末多，结圈厉害，能耗高、产量低、生产成 本高，脱锌后的物料大部分仍呈粉状，只能返回烧结工序，通过烧结造块后进入高炉。因此， 回转窑只能有效脱锌，却不能高效造成块，产品仍然是粉料为主。其回收的氧化锌含量约只 有60％(折合金属锌含量约45％)。转底炉工法(Inmetco工艺)也存在产品粉末多，金属化 率低等问题，导致生产成本高，脱锌率也只有80％，产品附加值低。目前的两种设备均不能 有效解决脱锌与造块的矛盾。采用固定床反应器比较合适，像环形转底炉属于此类。但转底 炉料层太薄，生球料层仅有10-30mm厚，且气流没有穿过料层，料层还原性气氛难以保证， 导致产品金属化率低、脱锌率不高，单机产量低。生球直接铺在箅板上，球团易粘结在箅板 上，造成排料困难。

因此，开发新的含锌铁粉尘利用造块装置具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在克服现有技术之不足，针对钢厂含锌铁粉尘特点，提供一种一步实现锌 的还原挥发、铁的还原富集和粉料造块的含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置。

本发明一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置，包括输送轨道、烧结台车、布料 机、干燥风抽风罩、预热风罩、点火罩、还原焙烧罩、冷却风抽风罩、集料斗、破碎机、振 动筛、冷却风入口、含锌粉尘气出口、含锌粉尘回收装置、废气出口、干燥风入口，所述输 送轨道由输送带及两端设置的驱动轮构成一环形轨道，在所述输送带上嵌装有多台烧结台车， 在处于驱动轮轴的轴线以上的输送带两侧分别设有侧板，在所述侧板上方，沿所述输送带前 进方向依次设有与所述侧板密封连接的干燥风抽风罩、预热风罩、点火罩、还原焙烧罩、冷 却风抽风罩；在所述侧板的下方，分别设有冷却风入口、含锌粉尘气出口、废气出口、干燥 风入口，所述冷却风入口与外设冷却气源连通并处于所述冷却风抽风罩下方；所述含锌粉尘 气出口与所述含锌粉尘回收装置连通并处于所述还原焙烧罩下方；所述废气出口与外设烟囱 连通并处于所述预热风罩及点火罩的下方；所述干燥风入口与含锌粉尘回收装置的排气口连 接并处于所述干燥风抽风罩下方；在所述输送轨道一端的上方设有将物料布设至烧结台车中 的布料机，在其另一端的下方设有可承接所述烧结台车中物料的集料斗及处于集料斗下方的 破碎机；所述点火罩与外设燃气连通，其内设有点火器；所述还原焙烧罩也与外设燃气连通； 冷却风抽风罩的输出端与所述预热风罩连通。

本发明一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置中，所述破碎机的输出接振动筛。

本发明一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置中，所述密封采用水封。

本发明一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置中，所述干燥风抽风罩与预热风罩 之间通过耐火材料砌墙分隔，所述点火罩与还原焙烧罩之间通过耐火材料砌墙分隔依次形成 干燥、预热、还原烧结焙烧三段，干燥段的干燥温度150-350℃，干燥风速0.8-1.2m/s，干燥 时间为3-8min；预热段的预热温度500-900℃，风速1.2-2.4m/s，预热时间为3-5min，点火温 度为1100-1150℃，点火时间为2min；还原烧结焙烧段的温度为1050-1350℃。

本发明一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置中，所述侧板高度为100-400mm。

本发明一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置中，所述烧结台车底部设有梳状透 气箅条的箅板。

本发明由于采用上述结构，烧结工艺流程和装备简单，集成带式烧结机、带式球团焙烧 机及煤基球团直接还原装备于一体，由一系列直线型台车构成，在台车的箅板上先铺一层成 品球团烧结矿，再铺上50-350mm厚的生球和粒煤混合物层，由燃烧气体提供热源，先经过干 燥，提高生球的热稳定性，再经过点火和预热料层，同时点燃生球层内的燃料和生球内部的 燃料，在球团内部进行铁氧化物的还原和锌、砷的还原挥发，在球团间产生烧结结块，形成 葡萄状球团烧结矿。炽热球团烧结矿经过氮气冷却到常温后，再进行破碎筛分，得到成品球 团烧结矿；一步实现锌的还原挥发、铁的还原富集和粉料造块，产品为金属化球团烧结块， 因铁品位高、锌、硫等有害元素含量低，可直接进入高炉冶炼，对高炉可以起到降焦增产的 效果，因而能产生更大的经济效益。同时在还原焙烧中碳得到了有效利用，其它有害元素砷、 硫得到部分脱除。由于炉料相对反应床静止，金属化烧结焙烧中产生的烟尘少，从烟气中回 收的氧化锌含量高，显著提高副产品的附加值。技术指标先进。含铁40％-45％、含锌1％-20％ 的含铁粉尘、硫铁矿烧渣和焦化厂含碳污泥的混合料，经过润磨预处理，再经造球，生球在 该装置上进行还原烧结焙烧，生产出铁品位60％-65％、金属化率60-80％的金属化球团烧结矿， 含锌低于0.15％，脱锌率大于90％，脱砷率55％-65％。一步实现了铁的富集、粉料造块和有害 元素的脱除，产品金属化球团烧结矿可直接用于高炉炼铁。本成果技术成熟可靠，有广阔的 市场前景。

附图说明

附图1为本发明结构示意图。

图中：1-输送轨道、2-布料机、3-干燥风抽风罩、4-预热风罩、5-点火罩、6-还原焙烧罩、 7-冷却风抽风罩、8-集料斗、9-破碎机、11-冷却风入口、12-含锌粉尘回收装置、14-干燥风入 口、15-含锌粉尘气出口、17-废气出口、18-烧结台车。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见附图1，本发明一种含锌铁粉尘金属化球团烧结焙烧造块装置，包括输送轨道1、烧 结台车18、布料机2、干燥风抽风罩3、预热风罩4、点火罩5、还原焙烧罩6、冷却风抽风 罩7、集料斗8、破碎机9、冷却风入口11、含锌粉尘气出口15、含锌粉尘回收装置12、废 气出口17、干燥风入口14，所述输送轨道1由输送带13及两端设置的驱动轮16构成一环形 轨道，在所述输送带13上嵌装有多台烧结台车18，在处于驱动轮轴的轴线以上的输送带两 侧分别设有侧板19，在所述侧板19上方，沿所述输送带13前进方向依次设有与所述侧板19 密封连接的干燥风抽风罩3、预热风罩4、点火罩5、还原焙烧罩6、冷却风抽风罩7；在所 述侧板19的下方，分别设有冷却风入口11、含锌粉尘气出口15、废气出口17、干燥风入口 14，所述冷却风入口11与外设冷却气源连通并处于所述冷却风抽风罩3下方；所述含锌粉尘 气出口15与所述含锌粉尘回收装置12连通并处于所述还原焙烧罩6下方；所述废气出口17 与外设烟囱连通并处于所述预热风罩4及点火罩5的下方；所述干燥风入口14与含锌粉尘回 收装置12的排气口连接并处于所述干燥风抽风罩3下方；在所述输送轨道1一端的上方设有 将物料布设至烧结台车18中的布料机2，在其另一端的下方设有可承接所述烧结台车18中 物料的集料斗8及处于集料斗8下方的破碎机9；所述点火罩5与外设燃气连通，其内设有 点火器；所述还原焙烧罩6也与外设燃气连通；冷却风抽风罩7的输出端与所述预热风罩4 连通。

本实施例中，所述破碎机9的输出接振动筛10。

本实施例中，所述密封采用水封20。

本实施例中，所述干燥风抽风罩3与预热风罩4之间通过耐火材料砌墙分隔，所述点火 罩5与还原焙烧罩6之间通过耐火材料砌墙分隔依次形成干燥、预热、还原烧结焙烧三段， 干燥段的干燥温度150-350℃，干燥风速0.8-1.2m/s，干燥时间为3-8min；预热段的预热温度 500-900℃，风1.2-2.4m/s，预热时间为3-5min，点火温度1100-1150℃，点火时间为2min； 还原烧结焙烧段的温度为1050-1350℃。

本实施例中，所述侧板19高度为100-400mm。

本实施例中，所述烧结台车18底部设有梳状透气箅条的箅板。

本发明使用方法简述于下：

根据处理含锌铁粉尘规模，选择具有一定长度和宽度的台车数量，由于台车设有箅板， 可以强化料层的传质传热；有布料机在台车的箅板上先铺一层成品球团烧结矿(10-15mm)， 形成20-30mm厚的铺底料，再将5-16mm的生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上，形成 50-350mm的混合料层，由燃烧气体提供热源，先经过干燥，提高生球的热稳定性，再经过点 火和预热料层，同时点燃生球层内的燃料和生球内部的燃料，在球团内部进行铁氧化物的还 原和锌、砷的还原挥发，在球团间产生烧结结块，形成葡萄状球团烧结矿。炽热球团烧结矿 经过氮气冷却到常温后，再进行破碎筛分，得到5-30mm的成品烧结矿和小于5mm的返矿。 具体烧结工艺参数为：干燥温度150-350℃，干燥风速0.8-1.2m/s，干燥时间为3-8min；预热 温度500-900℃，风速1.2-2.4m/s，预热时间为3-5min，点火温度为1100℃，点火时间为2min， 还原焙烧温度1050-1350℃；从干燥到预热段的抽风负压为3-5kPa；点火到烧结的抽风负压 为5-9KPa；废气出口温度达到700-900℃左右时作为反应的终点。

由于从进料端到卸料端通过耐火材料砌墙分隔依次形成干燥、预热、还原烧结焙烧三段并处 于相对封闭状态，可以保证台车内的还原气氛；利用外设燃气向台车供热，可根据还原焙烧 效果，调整台车速度。

下面提供8个采用本发明装置对含锌铁粉尘进行金属化球团烧结焙烧造块的实例，以体 现本发明装置的优越性。

例1：将含铁40％-45％、含锌1％-20％的含铁粉尘、含铁50-61％的硫铁矿烧渣和焦化厂 含碳污泥按35-45％、45-50％及5-10％的比例均匀，再经过润磨预处理、造球，制备5-16mm 的生球。铺底料成品球团烧结矿(10-15mm)由金属化球团烧结装置头部的布料机给入台车 的箅板上，形成20mm厚的铺底料，再将生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上，形成50mm 的混合料层。然后进行干燥，干燥温度150℃，干燥风速0.8m/s，干燥时间为3min；预热温 度500℃，风速1.2m/s，预热时间为3min，点火温度为1100℃，点火时间为2min.随后烟罩 内烟气温度控制在1350℃.从干燥到预热段的抽风负压为3-5kPa；点火到烧结的抽风负压为5 KPa.当烧结机下部废气温度达到900℃时，即停止烧结，进入破碎、冷却及筛分工艺，生产 出铁品位60.2％％、金属化率75.2％的金属化球团烧结矿，含锌0.12％，脱锌率大于90％，脱 砷率62.3％。成品烧结矿粒度为5-30mm，可直接加入高炉炼铁。

例2：将含铁40％-45％、含锌1％-20％的含铁粉尘、含铁50-61％的硫铁矿烧渣和焦化厂 含碳污泥按35-45％、45-50％及5-10％的比例均匀，再经过润磨预处理、造球，制备5-16mm 的生球。铺底料成品球团烧结矿(10-15mm)由金属化球团烧结装置头部的布料机给入台车 的箅板上，形成30mm厚的铺底料，再将生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上，形成 150mm的混合料层。然后进行干燥，干燥温度200℃，干燥风速0.8m/s，干燥时间为5min；预 热温度500℃，风速1.2m/s，预热时间为4min，点火温度为1100℃，点火时间为2min.随后 烟罩内烟气温度控制在1250℃.从干燥到预热段的抽风负压为3kPa；点火到烧结的抽风负压 为5kPa.当烧结机下部废气温度达到850℃时，即停止烧结，进入破碎、冷却及筛分工艺， 生产出铁品位63.1％％、金属化率77.2％的金属化球团烧结矿，含锌0.11％，脱锌率大于90％， 脱砷率60.3％。成品烧结矿粒度为5-30mm，可直接加入高炉炼铁。

例3：将含铁40％-45％、含锌1％-20％的含铁粉尘、含铁50-61％的硫铁矿烧渣和焦化厂 含碳污泥按35-45％、45-50％及5-10％的比例均匀，再经过润磨预处理、造球，制备5-16mm 的生球。铺底料成品球团烧结矿(10-15mm)由金属化球团烧结装置头部的布料机给入台车 的箅板上，形成30mm厚的铺底料，再将生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上，形成 250mm的混合料层。然后进行干燥，干燥温度200℃，干燥风速0.8m/s，干燥时间为8min；预 热温度500℃，风速1.2m/s，预热时间为5min，点火温度为1100℃，点火时间为2min.随后 烟罩内烟气温度控制在1150℃.从干燥到预热段的抽风负压为3kPa；点火到烧结的抽风负压 为5kPa.当烧结机下部废气温度达到750℃时，即停止烧结，进入破碎、冷却及筛分工艺， 生产出铁品位64.8％％、金属化率79.6％的金属化球团烧结矿，含锌0.10％，脱锌率大于90％， 脱砷率58.1％。成品烧结矿粒度为5-30mm，可直接加入高炉炼铁。

例4：将含铁40％-45％、含锌1％-20％的含铁粉尘、含铁50-61％的硫铁矿烧渣和焦化厂 含碳污泥按35-45％、45-50％及5-10％的比例均匀，再经过润磨预处理、造球，制备5-16mm 的生球。铺底料成品球团烧结矿(10-15mm)由金属化球团烧结装置头部的布料机给入台车 的箅板上，形成30mm厚的铺底料，再将生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上，形成 350mm的混合料层。然后进行干燥，干燥温度150℃，干燥风速1.2m/s，干燥时间为8min；预 热温度500℃，风速1.2m/s，预热时间为5min，点火温度为1100℃，点火时间为2min.随后 烟罩内烟气温度控制在1050℃.从干燥到预热段的抽风负压为3kPa；点火到烧结的抽风负压 为5kPa.当烧结机下部废气温度达到850℃时，即停止烧结，进入破碎、冷却及筛分工艺， 生产出铁品位63.9％％、金属化率73.0％的金属化球团烧结矿，含锌0.11％，脱锌率大于90％， 脱砷率63.4％。成品烧结矿粒度为5-30mm，可直接加入高炉炼铁。

例5将含铁40％-45％、含锌1％-20％的含铁粉尘、含铁50-61％的硫铁矿烧渣和焦化厂含 碳污泥按35-45％、45-50％及5-10％的比例均匀，再经过润磨预处理、造球，制备5-16mm的 生球。铺底料成品球团烧结矿(10-15mm)由金属化球团烧结装置头部的布料机给入台车的 箅板上，形成30mm厚的铺底料，再将生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上，形成350mm 的混合料层。然后进行干燥，干燥温度150℃，干燥风速1.0m/s，干燥时间为8min；预热温 度650℃，风速1.8m/s，预热时间为3min，点火温度为1100℃，点火时间为2min.随后烟罩 内烟气温度控制在1050℃.从干燥到预热段的抽风负压为3kPa；点火到烧结的抽风负压为5 kPa.当烧结机下部废气温度达到700℃时，即停止烧结，进入破碎、冷却及筛分工艺，生产 出铁品位62.5％％、金属化率70.0％的金属化球团烧结矿，含锌0.14％，脱锌率大于90％，脱 砷率60.4％。成品烧结矿粒度为5-30mm，可直接加入高炉炼铁。

例6将含铁40％-45％、含锌1％-20％的含铁粉尘、含铁50-61％的硫铁矿烧渣和焦化厂 含碳污泥按35-45％、45-50％及5-10％的比例均匀，再经过润磨预处理、造球，制备5-16mm 的生球。铺底料成品球团烧结矿(10-15mm)由金属化球团烧结装置头部的布料机给入台车 的箅板上，形成30mm厚的铺底料，再将生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上，形成 350mm的混合料层。然后进行干燥，干燥温度150℃，干燥风速0.8m/s，干燥时间为8min；预 热温度900℃，风速2.4m/s，预热时间为3min，点火温度为1100℃，点火时间为2min.随后 烟罩内烟气温度控制在1100℃.从干燥到预热段的抽风负压为3kPa；点火到烧结的抽风负压 为9kPa.当烧结机下部废气温度达到800℃时，即停止烧结，进入破碎、冷却及筛分工艺， 生产出铁品位60.1％％、金属化率65.0％的金属化球团烧结矿，含锌0.14％，脱锌率大于90％， 脱砷率64.4％。成品烧结矿粒度为5-30mm，可直接加入高炉炼铁。

例7将含铁40％-45％、含锌1％-20％的含铁粉尘、含铁50-61％的硫铁矿烧渣和焦化厂 含碳污泥按35-45％、45-50％及5-10％的比例均匀，再经过润磨预处理、造球，制备5-16mm 的生球。铺底料成品球团烧结矿(10-15mm)由金属化球团烧结装置头部的布料机给入台车 的箅板上，形成30mm厚的铺底料，再将生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上，形成 250mm的混合料层。然后进行干燥，干燥温度150℃，干燥风速0.8m/s，干燥时间为8min；预 热温度800℃，风速2.0m/s，预热时间为5min，点火温度为1100℃，点火时间为2min.随后 烟罩内烟气温度控制在1150℃.从干燥到预热段的抽风负压为3kPa；点火到烧结的抽风负压 为4kPa.当烧结机下部废气温度达到900℃时，即停止烧结，进入破碎、冷却及筛分工艺， 生产出铁品位61.5％％、金属化率62.3％的金属化球团烧结矿，含锌0.13％，脱锌率大于90％， 脱砷率60.0％。成品烧结矿粒度为5-30mm，可直接加入高炉炼铁。

例8将含铁40％-45％、含锌1％-20％的含铁粉尘、含铁50-61％的硫铁矿烧渣和焦化厂 含碳污泥按35-45％、45-50％及5-10％的比例均匀，再经过润磨预处理、造球，制备5-16mm 的生球。铺底料成品球团烧结矿(10-15mm)由金属化球团烧结装置(SMPS)头部的布料机给 入台车的箅板上，形成20mm厚的铺底料，再将生球和5-20mm的粒煤同时布到铺底料上， 形成200mm的混合料层。然后进行干燥，干燥温度350℃，干燥风速1.2m/s，干燥时间为5min； 预热温度750℃，风速1.8m/s，预热时间为4min，点火温度为1100℃，点火时间为2min.随 后烟罩内烟气温度控制在1250℃.从干燥到预热段的抽风负压为3kPa；点火到烧结的抽风负 压为5kPa.当烧结机下部废气温度达到900℃时，即停止烧结，进入破碎、冷却及筛分工艺， 生产出铁品位60.5％％、金属化率69.3％的金属化球团烧结矿，含锌0.12％，脱锌率大于90％， 脱砷率54.6％。成品烧结矿粒度为5-30mm，可直接加入高炉炼铁。