專利名稱：含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，特備是涉及一種含有鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝，以及實(shí) 現(xiàn)這種工藝的設(shè)備。
背景技術(shù)：
鎳是一種重要的戰(zhàn)略金屬，是優(yōu)良的耐腐蝕材料，鎳不僅是制造鎳合金的基礎(chǔ)材料，更 是其它合金(鐵、銅、鋁基等合金)中的合金元素。鎳主要用于冶金行業(yè)，是生產(chǎn)不銹鋼，特 種鋼，高溫合金、精密合金和耐熱合金等的重要合金元素。鎳在電鍍、磁性材料、電子、電 器及電磁和傳感器、儲(chǔ)氧合金、形態(tài)記憶合金及國(guó)防和航空、航天、火箭技術(shù)等領(lǐng)域中也有 著廣泛的應(yīng)用，如將超級(jí)的鎳或鎳合金用作高溫結(jié)構(gòu)材料，鎳及其合金用于特殊用途的零部 件、儀器制造、機(jī)器制造，火箭技術(shù)裝備，原子反應(yīng)堆中；鎳在化學(xué)工業(yè)中也有著特殊的價(jià) 值，用于生產(chǎn)堿性蓄電池，多孔過濾器，催化劑，顏料，染料等；大型工廠經(jīng)常使用鎳包復(fù) 鋼，此鎳包復(fù)層由熱軋或焊接而成；鎳用于制作腐蝕性化工產(chǎn)品的生產(chǎn)部件。目前，全世界鎳 的消費(fèi)量?jī)H次于銅、鋁、鉛、鋅而居有色金屬第五位，被視為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要戰(zhàn)略物質(zhì)， 其資源的有效開發(fā)和綜合利用一直為各國(guó)所重視。
目前全球約2/3的鎳用于不銹鋼的生產(chǎn)。我國(guó)將是一個(gè)極具發(fā)展?jié)摿Φ逆嚰安讳P鋼消費(fèi) 市場(chǎng)，鎳行業(yè)發(fā)展蘊(yùn)藏著巨大潛力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2007年不銹鋼的產(chǎn)量約為720余萬(wàn)噸，占 全世界不銹鋼產(chǎn)量的25%，已成為世界第一不銹鋼生產(chǎn)大國(guó)，但2007年我國(guó)不銹鋼的進(jìn)口量 仍然達(dá)到169萬(wàn)噸，按照我國(guó)的不銹鋼消費(fèi)量和現(xiàn)有的生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)2 3年內(nèi)我國(guó)不銹鋼 行業(yè)仍會(huì)快速發(fā)展，年產(chǎn)量有望突破1000萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)有限的鎳資源己無(wú)法滿足，已成為影響 不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸。
隨著不銹鋼產(chǎn)量的大幅度增長(zhǎng)，以及鎳基耐熱合金的大規(guī)模發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)金屬鎳的需 求也與日俱增。但是，就鎳礦資源現(xiàn)狀而言，我國(guó)的含鎳物資主要集中在金川的硫化物共生 礦，其產(chǎn)量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要。我國(guó)鎳產(chǎn)量與鎳消耗量之間存在著極 大的差距，為此，我國(guó)年都要消耗巨額外匯從菲律賓、巴西、哥倫比亞、澳大利亞、加拿大 等國(guó)大量進(jìn)口鎳鐵合金或者進(jìn)口紅土鎳礦、蛇紋石鎳礦來生產(chǎn)冶煉鎳鐵，而進(jìn)口的紅土鎳礦 和蛇紋石鎳礦都是以氧化鎳為主的含鎳礦物，它是含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區(qū)經(jīng)過大規(guī) 模的長(zhǎng)期風(fēng)化淋濾變質(zhì)而成的，是由鐵、鋁、硅等含水氧化物組成的疏松的粘土狀礦石，由 于鐵的氧化，巖石呈紅色，所以被稱為紅土鎳礦，其鎳的含量根據(jù)所開采的層次而不同，褐 鐵礦層Ni的含量約為0.8 1.5%，過渡層M的含量約為1.5 1.8%，腐植土層M的含量約 為1.8 3.0%，由于含鎳量較低使其提取鎳的工藝成本高、工藝復(fù)雜、產(chǎn)量低、污染嚴(yán)重，因 而致使該礦藏長(zhǎng)期以來沒有得到大規(guī)模的開發(fā)利用。針對(duì)這種低品位鎳物料，目前我國(guó)生產(chǎn) 鎳鐵的工藝主要有二種 一為高爐冶煉鎳鐵，該工藝的特點(diǎn)是產(chǎn)量大，但耗資巨大，(128立方米高爐需耗資3000萬(wàn)左右)，生產(chǎn)成本高(焦比高，約為還原法的一倍)，且對(duì)高爐損壞嚴(yán) 重，如我國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510102985.X和200510102984.5均為將紅土鎳礦破碎篩分后與焦 粉、生石灰石混合配料進(jìn)行燒結(jié)后得到燒結(jié)塊，然后將燒結(jié)塊再與焦炭、石灰/生石灰、白云 石和螢石混合配比后進(jìn)行高爐冶煉得到鎳鐵。該工藝是在鎳價(jià)格較高的情況下，國(guó)內(nèi)部分地 區(qū)提出的采用紅土鎳礦作原料，利用高爐(大部分為國(guó)家已要求淘汰的小高爐)冶煉制造含 鎳鐵水的方法，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，該方法具有明顯的不足(l)渣量較大(大于1120Kg/t);(2) 爐渣堿度低，不利于脫硫；(3)焦炭比高，大于1000Kg/t; (4)需配加螢石調(diào)整爐渣粘度； (5)高爐利用系數(shù)低，產(chǎn)量低；(6)所生產(chǎn)的鎳鐵質(zhì)量差，含硫、磷量較高，含硅量較高， 不利于爐外脫磷；(7)該工藝為傳統(tǒng)高爐流程，該工藝所生產(chǎn)的鎳鐵存在加工成本高，環(huán)境 污染大，工序多等缺陷；二為電爐冶煉鎳鐵(也稱熔融法冶煉)，其工藝同上，所不同點(diǎn)僅是 將高爐改成礦熱爐或電弧爐，該工藝耗能高，生產(chǎn)成本高。為降低成本，提高質(zhì)量，我國(guó)開 展了利用紅土礦生產(chǎn)鎳鐵的制備工藝和設(shè)備研究，如我國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00610163832.0號(hào)公開 了一種采用轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)含鎳鐵精礦球團(tuán)的工藝，該工藝雖然與傳流濕法浸出方法相比，具有 工藝流程短，操作簡(jiǎn)單，溫度可控，反應(yīng)速度快，還原時(shí)間短，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但該工 藝中普遍存在產(chǎn)品的含硫量高，不能滿足電爐煉鋼的要求，且同時(shí)存在著海綿鐵的再氧化問 題，降低了產(chǎn)品的金屬化率，且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，操作技術(shù)難度大；我國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200710072147.1號(hào)公開了一種以紅土鎳礦為原料用隧道窯直接還原鎳鐵的方法，該工藝可以 解決采用高爐冶煉鎳鐵及采用電爐冶煉鎳鐵所存在的投資大，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)出的鎳鐵含 碳高的問題，但由于采用隧道窯工藝，其單位產(chǎn)量低，占地面積大，且由于隧道窯需要大量 的耐火材料制造的反應(yīng)罐，這些反應(yīng)罐需反復(fù)加熱和冷卻，即大量的消耗能源，也增加了反 應(yīng)時(shí)間，降低了反應(yīng)罐的壽命，增加了消耗，并需專門設(shè)置裝、出罐的場(chǎng)地，導(dǎo)致占地面積 大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，成本高，機(jī)械化程度低，熱效率低，影響了經(jīng)濟(jì)效益。
在含鎳原料中，除紅土鎳礦和蛇紋石鎳礦外，在不銹鋼生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的煙道灰、層泥、鐵 磷等廢棄物內(nèi)，均含有大約1 4%的0203、 NiO、 FeO及Ti、 Mn、 Mo、 Cu、 Nb等貴重金 屬和金屬氧化物，由于受回收工藝的限制而大量堆積拋棄。據(jù)測(cè)算，我國(guó)冶煉1噸不銹鋼平 均產(chǎn)生除塵灰約為36.4公斤，其中含有40 60%的金屬和貴重金屬，這些廢棄物不但占用大 量的場(chǎng)地，而且會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)造成資源的巨大浪費(fèi)。為此，國(guó)內(nèi)除開展采用 含鎳鐵礦生產(chǎn)鎳鐵的研究外，近幾年同時(shí)開展了采用不銹鋼鐵磷，不銹鋼冶煉中的煙道灰， 層泥、粉塵等含鎳的合金廢棄物生產(chǎn)鎳鐵的工藝研究，其生產(chǎn)工藝大多采用隧道法還原，如 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00410092402.5號(hào)，該工藝雖然解決了鎳資源的回收利用，但由于采用隧道 窯工藝，其優(yōu)缺點(diǎn)同上所述。因此，研究開發(fā)一種新型低成本、高效率、可以廣泛使用各種 廉價(jià)資源生產(chǎn)含鎳鐵合金的制備工藝和設(shè)備對(duì)促進(jìn)我國(guó)鎳鐵發(fā)展具有一定的實(shí)際意義。
在還原設(shè)備上，除以上所述的各種還原設(shè)備外，國(guó)內(nèi)外還大量使用豎爐法進(jìn)行還原，豎 爐法還原是以對(duì)流的方式工作，礦石從爐頂加入，固態(tài)爐料自上向下移動(dòng)，還原氣自還原帶 下部加入并向上移動(dòng)，并與爐料形成對(duì)流，爐料鐵礦石與還原氣體都是逆向運(yùn)動(dòng)和移動(dòng)的反應(yīng)過程，其反應(yīng)過程與高爐上部間接還原帶相似，是一個(gè)不出現(xiàn)熔化現(xiàn)象的還原冶煉過程。 入爐料與還原氣分布均勻，豎爐內(nèi)固體爐料向下運(yùn)動(dòng)時(shí)與上升的還原氣體間的傳質(zhì)進(jìn)行熱交 換(還原)，是個(gè)接近理想狀態(tài)的氣-固逆流反應(yīng)過程，還原完畢的海綿鐵從爐底排出。該設(shè) 備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)量大，但目前國(guó)內(nèi)外的豎爐均采用外部加熱還原，由于料層 高，阻力大，爐料中心和邊緣氣流不均勻，溫差大，造成能耗高，產(chǎn)量和質(zhì)量均不穩(wěn)定。同 時(shí)，由于采用外部加熱，使?fàn)t體結(jié)構(gòu)和風(fēng)量配置不夠理想，使得球團(tuán)中心氧化亞鐵未得到充 分還原而形成低熔點(diǎn)混合物，造成爐膛結(jié)瘤和大塊導(dǎo)致使停爐，影響生產(chǎn)的進(jìn)行。
為消除上述豎爐的弊端，我國(guó)ZL96205053.9號(hào)專利中公布了一種直接還原生產(chǎn)海綿鐵的 罐式爐裝置。該裝置是在爐底基礎(chǔ)上砌筑爐體、燃燒室、火道、空氣道、煙道、反應(yīng)罐、爐 架及檢測(cè)、控制裝置?；鸬朗欠纸M、分層、水平交錯(cuò)排列的并且環(huán)繞在反應(yīng)罐的周圍；反應(yīng) 罐可以是結(jié)構(gòu)相同的若干組；火道、燃燒室與反應(yīng)罐的組數(shù)相對(duì)應(yīng)。反應(yīng)罐位于爐體內(nèi)部的 部分是由耐火材料砌筑的，位于爐體外部的部分是金屬結(jié)構(gòu)的水套，該水套下部安裝有排料 器。由于采用了結(jié)構(gòu)緊湊的爐體結(jié)構(gòu)，使得該設(shè)備占地面積小，是同等產(chǎn)量隧道窯的1/10以 下，由于火道采用多層水平、交錯(cuò)排列結(jié)構(gòu)，使得火道里的熱效率提高，燃耗降低，使用該 裝置生產(chǎn)海綿鐵，可使反應(yīng)罐始終處于工作溫度狀態(tài)，不必反復(fù)加熱冷卻，所以與隧道窯相 比降低30%的能耗，成本也相應(yīng)的降低，同時(shí)，該裝置采甩的是若干組相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)罐， 每個(gè)反應(yīng)罐可根據(jù)還原工況隨時(shí)單獨(dú)調(diào)整爐料配比、還原冷卻時(shí)間等參數(shù)，可使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn) 定可靠。其生產(chǎn)工藝為將鐵精粉與一定量還原劑、脫硫劑混合或制成球團(tuán)，由進(jìn)料器間歇 或連續(xù)加入反應(yīng)罐，反應(yīng)罐由環(huán)繞它的若干組的火道加熱，熱量由燃燒室提供，罐內(nèi)爐料靠 自重緩慢下移，先在預(yù)熱段升溫至80(TC左右，然后在80(TC 115(TC內(nèi)還原一定時(shí)間后成為 海綿鐵，繼續(xù)下移，先后進(jìn)入空冷段與水冷段、海綿鐵溫度降至IO(TC左右，由排料器控制， 間歇或連續(xù)排出，然后通過磁選裝置將海綿鐵與殘?jiān)蛛x。該裝置雖然具有生產(chǎn)效率高，適 合大批量生產(chǎn)，但由于仍然采用罐外加熱工藝，因而熱效率低，還原速度慢，煤耗大，成本 高，使生產(chǎn)應(yīng)用得到限制。
為改變外加熱式豎爐的不足，我國(guó)ZL200720032603.5號(hào)專利中公布了另一種內(nèi)置式煤基 海綿鐵豎爐，該爐采用在豎爐內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)置爐膽，爐膽壁上設(shè)有氣體流通孔，爐膽下部與 氣化爐上端形成調(diào)溫室，繞爐膽外周自上而下設(shè)有2 10條進(jìn)料槽道，該進(jìn)料槽道成螺旋形， 由于該爐體設(shè)有內(nèi)置式爐膽及螺旋槽道，能夠?qū)€原爐內(nèi)各部分的溫度加以控制，同時(shí)也使 爐內(nèi)的鐵礦石與煤同時(shí)自上向下緩緩地圍繞內(nèi)置式爐膽運(yùn)動(dòng)，并與爐體內(nèi)的上升溫度及還原 氣逆向充分接觸，提高熱效率和還原率。由于該工藝采用內(nèi)置爐膽加熱，比外部加熱的豎爐 熱效率有所提高，但由于采用單面加熱，仍然達(dá)不到高效率加熱的目的。同時(shí)該爐由于采用 多條螺旋形進(jìn)料結(jié)構(gòu)，影響了爐內(nèi)生產(chǎn)空間的利用率，并對(duì)氣流的上升產(chǎn)生阻礙，且螺旋狀 的幾何形狀復(fù)雜，龐大的螺旋體加工起來非常困難，由于螺旋體長(zhǎng)期處于高溫工況下，對(duì)螺 旋體材料的要求較高，所用金屬材料造價(jià)高，壽命短。在爐料下移過程中，還存在很大的問 題， 一旦礦石燒結(jié)成塊，堵塞住螺旋槽道，將會(huì)造成停工通爐的事故。由上述可見，我國(guó)目前主要的生產(chǎn)工藝仍然是采用傳統(tǒng)的火法冶煉工藝進(jìn)行生產(chǎn)鎳鐵， 所生產(chǎn)的鎳鐵的含鎳量可達(dá)6 15%,可直接將其用于制造不銹鋼和低含鎳量的合金等產(chǎn)品， 可以降低生產(chǎn)成本，而含鎳海綿鐵(也稱直接還原鎳鐵)可以直接代替不銹鋼廢鋼使用，并 已成為不銹鋼及含鎳合金鋼生產(chǎn)的主要原料。上述研究一定程度上提高了低含鎳氧化鎳礦的 使用量和低含鎳冶金廢棄物的開發(fā)利用，降低了生產(chǎn)成本，但仍沒有能夠從根本上解決紅土 鎳礦的使用，且存在冶金強(qiáng)度低，不易還原，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染大，電耗高，還原溫度 高，能耗大，生產(chǎn)效率低，技術(shù)復(fù)雜等不足，限制了上述各種鎳鐵生產(chǎn)工藝的推廣應(yīng)用，使 其至今未能走向工業(yè)化生產(chǎn)。
因此，開發(fā)研究還原溫度低，速度快，成本低，能耗少，質(zhì)量好，環(huán)境污染少，可以廣 泛使用各種廉價(jià)資源的低含鎳氧化物礦、含鎳粉塵、煙道灰、層泥、鐵磷冶金廢棄物生產(chǎn)鎳 鐵合金的工藝和設(shè)備，減少對(duì)硫化物鎳礦資源和純鎳的依賴，從而為不銹鋼生產(chǎn)和鎳鐵合金 應(yīng)用行業(yè)提高優(yōu)質(zhì)低價(jià)原料，是降低鎳鐵合金和不銹鋼冶煉成本，提高鋼鐵產(chǎn)品和鎳鐵合金 競(jìng)爭(zhēng)能力的一個(gè)重要發(fā)展方向，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
在上述各文獻(xiàn)中用于生產(chǎn)含鎳和鎳鉻的海綿鐵的礦粉和還原劑、脫硫劑的粒度均為200 目以上的顆粒，由于所用原料的顆粒較粗，使還原反應(yīng)需在115(TC 130(TC的高溫下進(jìn)行， 能源消耗量大，還原速度慢，還原反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，能量利用效率低，環(huán)境污染嚴(yán)重。為此，國(guó) 內(nèi)外近年來開展了氧化鐵粉低溫還原的研究。文獻(xiàn)《中國(guó)冶金》雜志(2007年第8期第23—28 頁(yè))屮報(bào)道了"微納米氧化鐵粉低溫還原特性的研究"，報(bào)導(dǎo)中公開了一種用微納米氧化鐵粉 (粒度為61um 16um)在28(TC 400'C內(nèi)在氫氣氣氛下經(jīng)3 20min對(duì)鐵粉進(jìn)行還原的研究 成果。但是，H2的制備成本昂貴，且H2的一次利用率僅為25n/。左右，噸鐵能耗較卨，而且 目前工業(yè)上大批量制備微納米粉體尚有難度，且制備成本高，該成果在目前條件下尚還不具 備丁-業(yè)化應(yīng)用，且該成果僅用于鐵的還原，尚未有用于鎳鐵的還原。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種還原溫度低、還原速度快、能源消耗少、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn) 成本低、機(jī)械化程度高，環(huán)境污染小的使用低品位的氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳、含鎳鉻 的冶金廢棄物或其混合物直接還原制備高品位的含鎳或鎳鉻的鎳鐵合金的制備工藝及設(shè)備。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
該還原設(shè)備包括有爐底座(12)、上爐體、下爐體、上爐罩、烘干床爐箅子(25)、密封 下料裝置(1)、凈化裝置和和余熱循環(huán)裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下 方連接有下爐體，在上爐體的上端連接有上爐罩，烘干床爐箅子位于上爐體內(nèi)上端，凈化裝 置通過管道與上爐體和下爐體連接，余熱循環(huán)裝置與下爐休連接。
所述的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進(jìn)氣孔(5)、 煤氣管(6)、耐火磚(7)、燃?xì)鈬娮?8)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內(nèi)外加熱罐進(jìn) 氣孔(11)、內(nèi)加熱煤氣管(20)、內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?21)、加熱室(39)、焙燒還原區(qū)(43)， 還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外層，內(nèi)加
8內(nèi)加熱煤氣管，內(nèi)加熱煤氣管的端部連接有內(nèi)加熱燃?xì)?噴嘴，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內(nèi)為加熱室，有煤氣管穿過還 原爐外殼、耐火纖維和耐火磚層，煤氣管端部連接有燃?xì)鈬娮?，燃?xì)鈬娮煳挥诩訜崾覂?nèi)，內(nèi) 加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出口、在下段有內(nèi) 外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部分為V字型結(jié)構(gòu)， 外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體的斜形氣流通道呈 V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔。
或者所述的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進(jìn)氣 孔(5)、耐火磚(7)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔(11)、燃煤燃 燒室(33)、出渣室(34)、內(nèi)加熱火道(38)、加熱室(39)、焙燒還原區(qū)(43〉，還原爐外殼、 耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi) 層，燃煤燃燒室(33)、出渣室(34)位于上爐體的下端，內(nèi)加熱火道(38)位于內(nèi)加熱罐 (2)和外加熱還原罐(4)的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層 內(nèi)為加熱室，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出 口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部 分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體 的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔；
所述的上爐體為單孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，或者上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)；爐體的布置 形式為單排一通道，或者爐體的布置形式為多排一通道；外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體 內(nèi)分布有1-50個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有10-50個(gè)與罐體垂直線呈 斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻 分布；外加熱還原罐的形狀為圓形或者為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC或者耐火磚材 料制成，或者采用二種材料共同制造。
所述的下爐體包括冷卻過渡段(13)、螺旋出料機(jī)(18)、出料口 (29)、爐體支撐(31)、 內(nèi)外加熱罐支撐(32)，燃煤燃燒室(33)，冷卻過渡段位于內(nèi)加熱罐和外加熱還原罐的下部， 燃煤燃燒室與上爐體的焙燒還原區(qū)相連通，爐體支撐位于外側(cè)，內(nèi)外加熱罐支撐位于中心， 在冷卻過渡段的底部連接有嫘旋出料機(jī)，在嫘旋出料機(jī)的一端有出料口。
所述的上爐罩包括爐罩(27)、煙囪(28)、除塵器(44)，煙囪位于爐罩的上端，除塵器 連接在煙囪上。
所述的凈化裝置包括余熱輸送管(19)、中余熱回收管(22)、上余熱回收管(26)、軸流 風(fēng)機(jī)(30)、右冷卻風(fēng)管(36)、右冷卻風(fēng)機(jī)(41)，在凈化裝置的上端通過上余熱回收管與上 爐罩連接，在凈化裝置的中間部位通過中余熱回收管連接在上爐體上端，上余熱回收管(26) 和中余熱回收管均通入至焙燒還原區(qū)，在凈化裝置的底部通過余熱輸送管通入至下爐體的燃 煤燃燒室內(nèi)，在余熱輸送管上連接有軸流風(fēng)機(jī)，在軸流風(fēng)機(jī)下方的余熱輸送管上連接有右冷 卻風(fēng)管，在右冷卻風(fēng)管上連接有右冷卻風(fēng)機(jī)。所述的余熱循環(huán)裝置包括左余熱輸送管(14)、出水口 (15)、冷卻筒(16)、進(jìn)水口 (17)、 左冷卻風(fēng)管(35)、左冷卻風(fēng)機(jī)(42)，在下爐體外有冷卻筒，在冷卻筒上有進(jìn)水口和出水口， 左余熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內(nèi)，在左余熱輸送管上連接有左軸流風(fēng)機(jī)，在左軸 流風(fēng)機(jī)下方的左余熱輸送管上連接有左冷卻風(fēng)管(35)，左冷卻風(fēng)管上連接有左冷卻風(fēng)機(jī)(42)。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是
將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，制成混 合料；然后將混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成超細(xì)粉，對(duì)超細(xì)粉進(jìn)行鈍化；在催化 添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細(xì)粉、水溶液和粘結(jié)劑共同混合，混合均勻后造成球 團(tuán)物料；點(diǎn)燃豎式還原爐中的內(nèi)外加熱器中的燃料，將所制好的球團(tuán)物料經(jīng)過螺旋送料器送 入到還原爐內(nèi)，均勻松散地排布到烘干床爐箅子上，對(duì)球團(tuán)物料進(jìn)行烘干，球團(tuán)物料經(jīng)過干 燥后進(jìn)行焙燒，在焙燒區(qū)內(nèi)與燃?xì)庵械腃O、 H2和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，球團(tuán)物料在 50(TC-110(TC的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經(jīng)15-180分鐘的還原反應(yīng)后，得到金屬 化率達(dá)到90-95%的鎳鐵金屬化球團(tuán)(海綿鐵)、鎳鉻鐵金屬化球團(tuán)(海綿鐵)，鎳鐵金屬化球 團(tuán)或鎳鉻鐵金屬化球團(tuán)進(jìn)入冷卻過渡段；余熱回收裝置將反應(yīng)后上升的熱氣作為助燃風(fēng)與冷 卻風(fēng)混合后一同對(duì)金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻，吹入的冷卻風(fēng)吸收金屬化球團(tuán)的熱量，在到達(dá)焙燒 區(qū)時(shí)形成含氧的高溫氣體，對(duì)還原爐內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃，如此依次循環(huán)，剩余的廢氣經(jīng)除塵 后由煙囪排入大氣，冷卻后的鎳鐵金屬化球團(tuán)或鎳鉻鐵金屬化球團(tuán)通過螺旋出料機(jī)排出冷卻 筒，經(jīng)破碎、振動(dòng)篩分后進(jìn)行磁選，與殘煤和脈石分離后進(jìn)行壓塊，得到高品位的含鎳的鎳 鐵合金或含鎳鉻的鎳鉻鐵合金。
所述的鎳鐵原料為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳的鐵磷、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層 泥中的任意一種或?qū)⑵渲械亩N或二種以上的含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的混合物；
所述的超細(xì)粉為粒度為75um-5um，其中顆粒度為10um-35um的粉體占85%以上。
所述的催化添加劑的物料配比(重量百分比)是由熔化劑10-50%、氧化劑10-30%、催 化助燃劑10-30%、成孔劑5-15%、晶核強(qiáng)化劑5-20%、助熔劑15-30%、自由基引發(fā)劑5-l(FA 所組成；其中(以下均為重量百分比)；
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉50-70%、四硼酸鈉(NaB4O7*10H2O) 10-30%、皂土 10-20% 組成，或者為其中的任意一種；
所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成，或者為硝酸鈉、硝 酸鉀中的任意一種；
所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的任意一種，或者為其混合物，混 合比例不限；
所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成； 所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的任意一種；或者為其混合物， 混合比例不限；
所述的自由基引發(fā)劑為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的任意一種；或者自由基引發(fā)劑為其混合物，混合比例不限；
所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的任意一種，或者為其混合物，混合 比例不限。
所述還原劑為固定碳大于65wtn/。，灰分小于15wt。/。，揮發(fā)分為20 30wt。/。的無(wú)煙煤、低 硫低灰分煙煤、焦煤、焦粉中的任意一種，或二種以上的混合物； 所述的熔劑為石灰、消石灰、白云石、石灰石中的任意一種。
所述的粘接劑為膨潤(rùn)土、水玻璃、粘土、皂土、紙漿廢液中的任意一種；或者為二種以 上的混合物，混合比例不限。
所述的鎳鐵金屬化球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體70-90%、還原劑3-10%、 熔劑3-10%、粘結(jié)劑1-10%、催化添加劑0.1-5%組成，球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其 中10-35um的粒度占球團(tuán)所用物料總量的85y。，還原反應(yīng)溫度為500°C-110(TC，還原反應(yīng)時(shí) 間為15-190分鐘。
所述的磁選工藝為先將鎳鐵金屬化球團(tuán)破碎后進(jìn)入弱磁選機(jī)分離金屬化球團(tuán)中的煤灰、 添加劑和部分脈石，然后將經(jīng)過磁選后的粉體進(jìn)行濕法球磨到-200目后，采用搖床進(jìn)行重選， 重選后得到的鎳鐵精礦粉釆用2800-5500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到含Ni量3 10%的高 品位的鎳鐵粉，鎳收率為90 95%，將所得的鎳鐵粉進(jìn)行壓塊后制成鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金。
所述的燃料為煤氣、或者為煙煤、或者為無(wú)煙煤。
采用本發(fā)明工藝制備鎳鐵金屬化球團(tuán)，所用設(shè)備并不限于僅用本發(fā)明的內(nèi)外加熱豎式還 原爐生產(chǎn)，尚可采用隧道窯、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)爐、管式爐、豎爐、倒焰爐。
有益效果，由于采用了上述方案，在本發(fā)明中采用超細(xì)粉體還原鎳鐵金屬化球團(tuán)，由于 超細(xì)粉在細(xì)化過程中發(fā)生畸變位錯(cuò)，產(chǎn)生一定的晶格畸變能，當(dāng)晶粒尺寸小于100nm后，產(chǎn) 生大量位錯(cuò)，從而形成許多活化中心，具有較高的活性，尺寸越小，比表面積越大，活性越 高，可以顯著降低反應(yīng)活化能，可在比普通鐵粉低得多的溫度下進(jìn)行還原，且氧化鐵粉體越 細(xì)，還原溫度越低，反應(yīng)速率越快，還原率越高?，F(xiàn)代材料學(xué)研究證明在氫氣氣氛下，當(dāng) 平均粒度為0.35um的氧化鐵粉在28(TC的還原率可達(dá)51.3%，在40(TC， 20分鐘條件下還原 率可達(dá)97.1%，幾乎完全還原。所以采用超細(xì)鐵粉進(jìn)行還原既縮短了反應(yīng)時(shí)間，又降低了還 原溫度，極大地降低反應(yīng)過程中的能耗、物耗，節(jié)約了人力、物力和還原成本。由于納米粉 體制備成本較高，生產(chǎn)效率低，考慮到納米粉體制備技術(shù)、生產(chǎn)效率和制備成本，在目前的 技術(shù)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)尚有一定難度的現(xiàn)實(shí)。本發(fā)明將粉體粒度限定在10um-75um范圍 內(nèi)，其中10um-35um粒度的占90r。，該粒度的粉體既可以充分利用現(xiàn)有粉體制備技術(shù)實(shí)現(xiàn)大 規(guī)模超細(xì)粉體生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)低成本，高效率生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鎳鐵金屬化球團(tuán)。
現(xiàn)代材料學(xué)研究證明，晶粒納米化程度越高，氧化鐵粉的反應(yīng)速度越快，但是納米粉體 的制備成本昂貴，生產(chǎn)效率低，本發(fā)明將催化劑技術(shù)應(yīng)用于本發(fā)明的制備工藝，在催化劑的 作用下，極大的改善了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，能夠更大幅度降低活化能，降低還原反應(yīng)溫度，提 高還原反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)低溫快速反應(yīng)，提高生產(chǎn)效率。采用內(nèi)外加熱豎式還原爐，由于采用罐外加熱和罐內(nèi)中心加熱的雙向加熱技術(shù)，克服了 傳統(tǒng)豎爐的不足，使?fàn)t料在爐內(nèi)受內(nèi)外加熱，且反應(yīng)氣體在爐內(nèi)二次燃燒助熱節(jié)能，熱效率 高，能耗低，火焰穿透力強(qiáng)，溫度分布均勻，可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，可一爐多孔同一通 道，提高熱效率，操作方便，提高了還原速度，實(shí)現(xiàn)快速還原，產(chǎn)量高，質(zhì)量穩(wěn)定，可以大 型化生產(chǎn)。
采用了豎爐法制備鎳鐵金屬化球團(tuán)的物料自上而下的連接運(yùn)行方式，但不同于豎爐的加 熱和還原方式，釆用了隧道窯法的隔焰加熱方式，但不同于隧道窯中反應(yīng)罐的單體外部加熱 方式和罐體反復(fù)加熱、冷卻的運(yùn)行方式。本發(fā)明取其所長(zhǎng)，避其所短，采用罐內(nèi)和罐外同時(shí) 加熱的新型豎式爐結(jié)構(gòu)，球團(tuán)采用爐體上部連續(xù)自上加入，還原后的鎳鐵金屬化球團(tuán)自爐底 流出，可使反應(yīng)罐始終處于工作溫度狀態(tài)，不必反復(fù)加熱冷卻。解決了隧道窯還原法還原時(shí) 間長(zhǎng)，還原時(shí)還原罐需反復(fù)加熱和冷卻而造成的大量能源浪費(fèi)，耐火材料浪費(fèi)大，能耗高， 自動(dòng)化程度低的弊端，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)效率，降低了能源消耗，生產(chǎn)過程中無(wú) 耐火材料消耗，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化裝出料，改善了勞動(dòng)環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，無(wú)粘結(jié)、懸料、 結(jié)瘤、大塊故障，設(shè)備運(yùn)行可靠，與隧道窯相比降低能耗40%左右，實(shí)現(xiàn)了高度機(jī)械化生產(chǎn) 高質(zhì)量鎳鐵金屬化球團(tuán)。
采用一組或者幾組相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)罐生產(chǎn)，對(duì)于多組反應(yīng)罐，每個(gè)反應(yīng)罐可根據(jù)還原工 況隨時(shí)單獨(dú)調(diào)整爐料配比，還原冷卻時(shí)間等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)一爐多品種生產(chǎn)，可使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 可靠，燃料適應(yīng)范圍廣，即可適用煤氣、天然氣、也可使用煤炭直接加熱。
采用煤基還原工藝，還原中釆用煙煤、無(wú)煙煤作為直接還原劑，不使用焦碳，消除了焦 碳生產(chǎn)過程所造成的環(huán)境污染，由于采用低溫快速還原工藝，并在還原生產(chǎn)中采用余熱回收 二次使用，從而減少了煤的用量，降低了煙塵排放量，有利于環(huán)境保護(hù)。
采用資源相對(duì)豐富的低品位的氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦作為鎳鐵的原料，其原料來源相對(duì) 廣泛，對(duì)原料的成分沒有要求，可以使用各種成分的含鎳或含鎳鉻原料，采用本發(fā)明的新型 內(nèi)外加熱式豎爐直接還原得到高品位的還原鎳鐵合金，原料適用性強(qiáng)，燃料來源廣泛，鎳和 鎳鉻的回收率高，生產(chǎn)成本低，由于還原反應(yīng)溫度在脈石的軟熔溫度以下固態(tài)還原，還原過 程中不產(chǎn)生熔化反應(yīng)，還原料中的有害元素P、 S等主要保留在渣相中，從而使所生產(chǎn)出的還 原鎳鐵合金的P、 S含量低、質(zhì)量好。同時(shí)，由于還原溫度低，使C02、 SO、 NO等有害氣 體量大幅度下降，環(huán)境友好。本制備工藝和設(shè)備可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦熱爐和高爐冶煉方法，與 其它工藝相比生產(chǎn)成本降低50%，所制備的還原鎳鐵可以直接用于冶煉不銹鋼，為不銹鋼的 冶煉生產(chǎn)提供了低成本的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金，減少了鎳鐵合金生產(chǎn)時(shí)對(duì)大量電能和塊礦 資源的依賴，完全可以替代廢不銹鋼，成為不銹鋼的主要原料，從而降低不銹鋼的生產(chǎn)成本。
采用鋼鐵工業(yè)廢棄物作為含鎳鐵或鎳鉻鐵原料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金，即減少 了環(huán)境污染，又增加了鎳鐵原料的資源，節(jié)省了礦石資源消耗，降低了原料成本。
本發(fā)明生產(chǎn)鎳鐵合金的工藝和設(shè)備提高了產(chǎn)品的金屬化率，降低了產(chǎn)品的熔點(diǎn)，改善了 料層透氣性能，具有催化助燃，抑制燒結(jié)過程中的不良晶型轉(zhuǎn)變，促進(jìn)燒結(jié)過程SFEA形成
12和抑制低溫還原粉化，強(qiáng)化燒結(jié)工藝過程，降低了產(chǎn)品的熔點(diǎn)和還原溫度，加快了還原速度， 縮短了還原時(shí)間，減弱了高溫還原過程中的二次氧化，可降低燃料消耗和電耗10%以上，改 善了鎳鐵合金的冶金性能，提高了產(chǎn)品的金屬化率，降低了廢氣中有害氣體的排放，減輕對(duì) 環(huán)境的污染。
本發(fā)明的還原工藝和設(shè)備使鎳鐵金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)還原溫度低、還原速度快、能源消耗 少、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、機(jī)械化程度高，達(dá)到本發(fā)明的目的。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、還原溫度低、能耗低。2、反應(yīng)速度快，生產(chǎn)效率高。3、先 進(jìn)的內(nèi)外加熱設(shè)備，提高了加熱效率，確保了海綿鐵質(zhì)量的均勻性。4、工藝流程短、操作工 藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，機(jī)械化程度高，產(chǎn)量大。5、減少燃料消耗，降低環(huán)境污染。6、原料 適用性強(qiáng)、燃料來源廣泛，鎳和鎳鉻的回收率高，生產(chǎn)成本低。7、廢棄資源循環(huán)利用，節(jié)約 了資源消耗。
因而，本發(fā)明為處理各種不同類型的氧化鎳礦和含鎳冶金廢棄物作為主要含鎳鐵原料， 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鎳鐵合金提供了一種新的工藝和設(shè)備，可以有效緩解我國(guó)不銹鋼行業(yè)鎳資源嚴(yán)重短 缺的困境，經(jīng)濟(jì)效益璜社會(huì)效益、環(huán)境效益顯著，具有良好的應(yīng)用和推廣前景。


圖i為本發(fā)明第一實(shí)施例的n ;流程圖 圖2為本發(fā)明第二:實(shí)施例自饑殳備結(jié)構(gòu)圖
圖3^j本發(fā)明第三實(shí)施例的設(shè)備鄉(xiāng)吉構(gòu)圖
圖4為本發(fā)明第四實(shí)湣例的設(shè)備布置圖
圖5為本發(fā)明第五実施例的設(shè)備布置圖 圖6為本發(fā)明第六實(shí)施例的設(shè)備布置圖 圖7為本發(fā)明第七實(shí)施例的設(shè)備布置圖
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
該還原設(shè)備包拼有爐底座12、上爐體、下爐體口上爐罩、烘干床爐箅子25、密封下料裝 置1、凈化裝置和和余熱循環(huán)裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有 下爐體，在上爐體的上端連接有爐罩，烘干床爐箅子位于上爐體內(nèi)上端，凈化裝置通過管道 與上爐體和下爐體連接，余熱循環(huán)裝置與下爐體連接。
所述的上爐體包括內(nèi)加熱罐2、還原氣出口 3、外加熱還原罐4、加熱進(jìn)氣孔5、煤氣管6、 耐火磚7、燃?xì)鈬娮?、耐火纖維9、還原爐外殼10、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔11、內(nèi)加熱煤氣管20、 內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?1、加熱室39、焙燒還原區(qū)43，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和 內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，在內(nèi)加熱罐中心有內(nèi)加 熱煤氣管，內(nèi)加熱煤氣管的端問連接有內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內(nèi)為加熱室，有煤氣管穿過還原爐外殼、耐火纖維和耐火磚層，煤氣管 端部連接有燃?xì)鈬娮?，燃?xì)鈬娮煳挥诩訜崾覂?nèi)，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)， 在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱 進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè) 有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有 多個(gè)與罐體平行的氣流孔。
所述的上爐體為單孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有1個(gè)， 在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有IO個(gè)與罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體 的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的 形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC材料制成。
所述的下爐體包括冷卻過渡段13、螺旋出料機(jī)18、出料口29、爐體支撐31、內(nèi)外加熱 罐支撐32，冷卻過渡段位于內(nèi)加熱罐和外加熱還原罐的下部，冷卻過渡段內(nèi)為燃煤燃燒室， 燃煤燃燒室與上爐體的焙燒還原區(qū)相連通，爐體支撐位于外側(cè)，內(nèi)外加熱罐支撐位于中心， 在冷卻過渡段的底部連接有螺旋出料機(jī)，在螺旋出料機(jī)的一端有出料口。
所述的上爐罩包括爐罩27、煙囪28、除塵器44，煙囪位于爐罩的上端，除塵器連接在 煙囪上。
所述的凈化裝置包括余熱輸送管19、中余熱回收管22、上余熱回收管26、軸流風(fēng)機(jī)30、 右冷卻風(fēng)管36、右冷卻風(fēng)機(jī)41，在凈化裝置的上端通過上余熱回收管與上爐罩連接，在凈化 裝置的中間部位通過中余熱回收管連接在上爐體上端，上余熱回收管26和中余熱回收管均通 入至焙燒還原區(qū)，在凈化裝置的底部通過余熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內(nèi)，在余熱 輸送管上連接有軸流風(fēng)機(jī)，在軸流風(fēng)機(jī)下方的余熱輸送管上連接有右冷卻風(fēng)管，在右冷卻風(fēng) 管上連接有右冷卻風(fēng)機(jī)。
所述的余熱循環(huán)裝置包括左余熱輸送管14、出水口 15、冷卻筒16、進(jìn)水口 17、左冷卻 風(fēng)管35、左冷卻風(fēng)機(jī)42，在下爐體外有冷卻筒，在冷卻筒上有進(jìn)水口和出水口，左余熱輸送 管通入至下爐體的燃煤燃燒室內(nèi)，在左余熱輸送管上連接有左軸流風(fēng)機(jī)，在左軸流風(fēng)機(jī)下方 的左余熱輸送管上連接有左冷卻風(fēng)管35，左冷卻風(fēng)管上連接有左冷卻風(fēng)機(jī)42。
該設(shè)備采用豎爐爐體冶煉，該爐體安裝在爐底座上，在豎爐內(nèi)有外加熱還原反應(yīng)罐、內(nèi) 加熱罐，在內(nèi)加熱罐的上部設(shè)有上爐罩，在上爐罩內(nèi)設(shè)有球團(tuán)烘干系統(tǒng)爐箅子，該爐箅子設(shè) 在豎爐內(nèi)外加熱還原罐的上部，在爐罩的一側(cè)分別設(shè)有密封下料裝置和煙囪，在煙囪的上部 設(shè)有除塵器，在外加熱還原罐的外部設(shè)有燃?xì)饣蛉济杭訜嵯到y(tǒng)設(shè)施，在內(nèi)加熱罐體的內(nèi)部設(shè) 有內(nèi)加熱設(shè)施，在還原反應(yīng)罐的下部設(shè)有爐體支撐和內(nèi)外加熱罐支撐，在還原反應(yīng)罐的下面 連接有冷卻過渡段和冷卻筒，在冷卻筒的下部連接有螺旋出料機(jī)；余熱回收系統(tǒng)由余熱回收 管道、凈化器和軸流風(fēng)機(jī)組成，余熱回收管道分別接在保護(hù)罩的上部和上爐體的下面，并與 凈化裝置和軸流風(fēng)機(jī)相連接，余熱回收管道出口與冷卻風(fēng)管和風(fēng)機(jī)相連后，連接在緩冷段上； 在冷卻過渡段的下部組成余熱循環(huán)系統(tǒng)。
14在冷卻筒的下部連接有進(jìn)水管，上部連接有出水管，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部 向下設(shè)有多條斜形氣流隧道，兩個(gè)罐體的斜形氣流呈V字型布置，兩個(gè)罐體中部向上均開有 多個(gè)與罐體平行的氣流孔。
上爐體伸入保護(hù)罩的部分為V字型結(jié)構(gòu)，以起到球團(tuán)的導(dǎo)流作用。
當(dāng)采用燃?xì)饧訜釙r(shí)，采用燃?xì)鈬娮爝M(jìn)行加熱，當(dāng)采用燃煤加熱時(shí)，在豎爐還原罐底部沿 爐體垂直線的左右對(duì)稱設(shè)置有二個(gè)燃煤的燃燒室。該燃燒室的火道連接在外加熱還原罐的外 部和內(nèi)加熱罐底部的中心。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是
將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，制成混 合料；然后將混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成超細(xì)粉，對(duì)超細(xì)粉進(jìn)行鈍化；在催化 添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細(xì)粉、水溶液和粘結(jié)劑共同混合，混合均勻后造成球 團(tuán)物料；點(diǎn)燃豎式還原爐中的內(nèi)外加熱器中的燃料，將所制好的球團(tuán)物料經(jīng)過螺旋送料器送 入到還原爐內(nèi)，均勻松散地排布到烘干床爐箅子上，對(duì)球團(tuán)物料進(jìn)行烘干，球團(tuán)物料經(jīng)過千 燥后進(jìn)行焙燒，在焙燒區(qū)內(nèi)與燃?xì)庵械腃O、 H2和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，球團(tuán)物料在 IIO(TC的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經(jīng)90分鐘的還原反應(yīng)后，得到金屬化率達(dá)到90-95%的鎳鐵金屬化球團(tuán)，球團(tuán)進(jìn)入冷卻過渡段；余熱回收裝置將反應(yīng)后上升的熱氣作為助燃 風(fēng)與冷卻風(fēng)混合后一同對(duì)球團(tuán)進(jìn)行冷卻，吹入的冷卻風(fēng)吸收球團(tuán)的熱量，在到達(dá)焙燒區(qū)時(shí)形 成含氧的高溫氣體，對(duì)還原爐內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃，如此依次循環(huán)，剰余的廢氣經(jīng)除塵后由煙 囪排入大氣，冷卻后的鐵鎳金屬化球團(tuán)或鎳鉻鐵金屬化球團(tuán)通過螺旋出料機(jī)排出冷卻筒，經(jīng) 破碎、振動(dòng)篩分后進(jìn)行磁選，與殘煤和脈石分離后進(jìn)行壓塊，得到高品位的鎳鐵合金或鎳鉻 鐵合金。
所述的鎳鐵原料為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳的鐵磷、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層 泥中的任意一種或?qū)⑵渲械亩N或二種以上的含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的混合物；
所述的超細(xì)粉為粒度為75um-5um，其中顆粒度為10um-35um的粉體占85%以上。
所述的催化添加劑是由熔化劑50%、氧化劑10%、催化助燃劑10%、成孔劑5%、晶核 強(qiáng)化劑5%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及的比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉70%、四硼酸鈉(NaB4CV10H2O) 10%、皂土 20%組成， 其作用為含硼鐵精礦粉是硼鐵礦開發(fā)利用的一種副產(chǎn)品，將其作為熔化劑添加到海綿鐵中
可以利用含硼鐵精礦和四硼酸鈉中的B203可以使海綿鐵晶粒細(xì)化，降低燒結(jié)礦粘結(jié)相熔點(diǎn)和
燒結(jié)溫度，減少燒結(jié)時(shí)間和燒結(jié)燃料消耗，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和成品率，并可以充分利用資源； 所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03 ) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成；其作用為，使混合 料內(nèi)升溫達(dá)到一定值后開始分解釋放出氧，由此調(diào)節(jié)混合料的燃燒條件，促進(jìn)球團(tuán)的燃燒速 度和"燒透"效果，增加料球團(tuán)內(nèi)的氧含量，煤碳充分燃燒，釋放更多的熱量，避免化學(xué)不完 全燃燒；
所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的的混合物，混合比例不限；其作用為催化活化燃料的燃燒，氣化碳的過程；
所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成；其作用在于降低混 合料液相生成溫度和海綿鐵的燒結(jié)溫度；
所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的混合物，混合比例不限；其作 用為利用稀土的離子所具有的優(yōu)良的催化劑特性，使其在燒結(jié)過程中促進(jìn)固液相之間的結(jié)合 與結(jié)晶，抑制晶核長(zhǎng)大，提高燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，同時(shí)稀土的加入可以改變?nèi)济旱娜紵磻?yīng) 歷程，大大降低燃燒反應(yīng)活化能，加速反應(yīng)速率，提高反應(yīng)程度，達(dá)到改善燃燒性能，提高 燃燒效率和降低污染的效果；
所述的自由基引發(fā)劑為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的混合物，混合比例不限；其作用是 在催化添加劑中加入自由基引發(fā)劑可使混合料水分與有機(jī)質(zhì)的共溶體在高溫下分解成更多的 自由基，并加速這些自由基鏈燃燒反應(yīng)中電子和光子的傳遞速度，改善料層透氣性，提高燒 結(jié)速度；
所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的混合物，混合比例不限；其作用為 增加球團(tuán)的透氣性，充當(dāng)氧的活性載體增加還原氣體向球團(tuán)內(nèi)的傳遞速度，促進(jìn)氧的擴(kuò)散速 度，提高還原速度。
本發(fā)明中的催化添加劑提高了產(chǎn)品的金屬化率，降低了產(chǎn)品的熔點(diǎn)，改善了料層透氣性 能，具有催化助燃，抑制燒結(jié)過程中的不良晶型轉(zhuǎn)變，促進(jìn)燒結(jié)過程SFEA形成和抑制低溫 還原粉化，強(qiáng)化燒結(jié)工藝過程，降低了產(chǎn)品的熔點(diǎn)和還原溫度，加快了還原速度，縮短了還 原時(shí)間，減弱了高溫還原過程中的二次氧化，可降低燃料消耗和電耗10%以上，改善了海綿 鐵的冶金性能，提高了產(chǎn)品的金屬化率，可降低廢氣中有害氣體的排放，減輕對(duì)環(huán)境的污染。
所述還原劑為固定碳大于65城％,灰分小于15wty。，揮發(fā)分為20 30wt。/。的無(wú)煙煤、低 硫低灰分煙煤、焦煤、焦粉中的任意一種，或二種以上的混合物；
所述的熔劑為石灰；所述的粘接劑為膨潤(rùn)土。
所述的球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體75%、還原劑20%、熔劑3%、粘結(jié) 劑1%、催化添加劑1%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球團(tuán)所 用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為IIO(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為90分鐘。
所述的磁選工藝為先將鎳鐵金屬化球團(tuán)破碎后進(jìn)入弱磁選機(jī)分離金屬化球團(tuán)中的煤灰、 添加劑和部分脈石，然后將經(jīng)過磁選后的粉體進(jìn)行濕法球磨到-200目后，采用搖床進(jìn)行重選， 重選后得到的鎳鐵精礦粉采用2800-5500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到含Ni量3 10%的高 品位的鎳鐵粉，鎳收率為90 95%，將所得的鎳鐵粉進(jìn)行壓塊后制成鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金；
所述的燃料為煤氣。
在圖l、圖2中，具體工藝過程首先將氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳、含鎳鉻的鐵磷、 煙道灰、層泥中的任意一種，與還原劑、熔劑和不溶于水的催化添加劑硼鐵精礦粉混合，經(jīng) 混合后粉碎到200目以下，將粉碎到200目以下的混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成 具有高活化性能的75um-5um的超細(xì)粉，其中顆粒度為10um-35um的粉體占85%以上，將制備好的上述粒度的超細(xì)粉進(jìn)行鈍化，將水溶性還原反應(yīng)助燃、催化、強(qiáng)化添加劑按照所需的 劑量加入適量的水進(jìn)行熔化，將所熔化后的水溶液和所需劑量的粘結(jié)劑共同加入鈍化后的超 細(xì)粉中混合均勻后制造鎳鐵球團(tuán)；點(diǎn)燃豎式還原爐的外加熱和內(nèi)加熱燃燒噴嘴8和21，對(duì)爐 體進(jìn)行加熱。將所制好的鎳鐵球團(tuán)40經(jīng)過螺旋下料器1在密封狀態(tài)下以均勻的速度送入密封 的內(nèi)外加熱豎式還原爐爐罩27內(nèi)，均勻松散的排布到位于豎式還原爐體上部的烘干床爐箅子 25上，加熱室39的熱氣通過外加熱還原罐4和內(nèi)加熱罐2的罐體上所開設(shè)的氣流通道3和5 自下面上升到烘干床爐箅子25上對(duì)球團(tuán)40進(jìn)行烘干，鎳鐵球團(tuán)40經(jīng)過干燥后自上往下運(yùn)動(dòng) 與上升的熱氣流發(fā)生熱交換并進(jìn)入焙燒區(qū)43與燃煤氣中的CO、 112和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔?反應(yīng)，燃燒放熱進(jìn)一步加熱鎳鐵球團(tuán)40，使鎳鐵球團(tuán)40發(fā)生失氧還原反應(yīng)，鎳鐵球團(tuán)40在 IIO(TC的還原溫度和催化劑的共同作用下，經(jīng)90分鐘的還原反應(yīng)后，得到金屬化率達(dá)90%-95%的鎳鐵金屬化球團(tuán)37，鎳鐵金屬化球團(tuán)37繼續(xù)下降，進(jìn)入冷卻過渡段13，鎳鐵金屬化 球團(tuán)37繼續(xù)完成最后的少量反應(yīng)，逐步下降進(jìn)入到冷卻過渡段13下方，余熱回收管22、 26 將反應(yīng)后上升的廢熱氣吸入到凈化裝置24內(nèi)，經(jīng)凈化處理后通過軸流風(fēng)機(jī)30吸出作為助燃 風(fēng)，與冷卻風(fēng)機(jī)42所吹入的冷卻風(fēng)混合后一同進(jìn)入冷卻過渡段13的下部對(duì)鎳鐵金屬化球團(tuán)37 進(jìn)行冷卻，冷卻風(fēng)逐步上升并吸收鎳鐵金屬化球團(tuán)37的熱量，在到達(dá)焙燒區(qū)43時(shí)形成含氧 的高溫氣體，對(duì)還原爐10內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃。如此依次循環(huán)，剩余的廢氣經(jīng)除塵器44除塵 后由煙囪28排入大氣，冷卻后的鎳鐵金屬化球團(tuán)37在冷卻過渡段13的下方進(jìn)入冷卻筒16 內(nèi)快速冷卻到10(TC以下，并通過螺旋出料機(jī)18排出冷卻筒16，通過用小時(shí)排料速度來控制 鎳鐵金屬化球團(tuán)40在反應(yīng)罐4內(nèi)的停留時(shí)間和生產(chǎn)量，通過調(diào)節(jié)冷卻水強(qiáng)度和冷卻段冷卻量 來調(diào)節(jié)出爐鎳鐵金屬化球團(tuán)37的質(zhì)量。
排出冷卻筒16的鎳鐵金屬化球團(tuán)37經(jīng)破碎、振動(dòng)篩分后進(jìn)行磁選，與殘煤和脈石分離 后進(jìn)行壓塊，制備成高品位的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金，或?qū)⑴懦隼鋮s筒16的鎳鐵金屬化球團(tuán) 37直接導(dǎo)入熔化爐中進(jìn)行熔化冶煉。
本發(fā)明的技術(shù)原理現(xiàn)代材料學(xué)研究證明，當(dāng)顆粒達(dá)到納米級(jí)或微米級(jí)后，由于表面原 子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不飽和性，易于其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來， 表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性，并且物質(zhì)達(dá)到超細(xì)化后，其表面原子或分子排列及電子分布結(jié)構(gòu)和 晶體結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，產(chǎn)生了塊(粒)狀材料所不具備的奇特表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子 效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。另一方面，當(dāng)粉體體積減小到納米級(jí)時(shí)，物質(zhì)本身的性質(zhì)也發(fā)生 了變化，因?yàn)榧{米粒子是由無(wú)限個(gè)原子或者分子組成，改變了原來由無(wú)數(shù)個(gè)原子或分子組成 的基體屬性。當(dāng)納米材料的尺寸與傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí)，周期性的邊界條 件被破壞，磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學(xué)活性、催化性及熔點(diǎn)等與普通晶粒相比，具有 一系列優(yōu)異的物理、化學(xué)及表面與界面性質(zhì)。因而超細(xì)鐵粉具有很大的比表面積，表面性能 和高的表面活性，存在著表面效應(yīng)和體積效應(yīng)，將賦予與大塊金屬完全不同的特性，具有化 學(xué)反應(yīng)速度快，溶解和溶化速度快，熔點(diǎn)低，還原溫度低，還原率高，燒結(jié)特性強(qiáng)等特性。 由于還原反應(yīng)溫度在脈石的軟熔溫度以下固態(tài)還原，還原過程中不產(chǎn)生熔化反應(yīng)，還原料中的有害元素P、 S等主要保留在渣相中，從而使所生產(chǎn)出的還原鐵的P、 S含量低、質(zhì)量好。 同時(shí)，由于還原溫度低，使(:02、 SO、 NO等有害氣體量大幅度下降，從而減少了環(huán)境污染， 有利于環(huán)境保護(hù)。
實(shí)施例2:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
在圖3中，所述的上爐體包括內(nèi)加熱罐2、還原氣出口3、外加熱還原罐4、加熱進(jìn)氣孔 5、耐火磚7、耐火纖維9、還原爐外殼10、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔11、燃煤燃燒室33、出渣室34、 內(nèi)加熱火道38、加熱室39、焙燒還原區(qū)43，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加 熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，燃煤燃燒室33、出渣室34 位于上爐體的下端，內(nèi)加熱火道38位于內(nèi)加熱罐2和外加熱還原罐4的下端，在還原爐外殼 與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內(nèi)為加熱室，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒 還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐 上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中 部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向 上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔；
在圖4中，所述的上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為單排一通道；外加 熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有4個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開 有20個(gè)與罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其 進(jìn)出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為耐火磚 材料制成。
該設(shè)備內(nèi)外加熱還原罐為圓形，呈爐體單排縱向排列布置，圖中l(wèi)-l為加熱器、1-2為外 爐體、l-3為內(nèi)外加熱還原罐、l-4為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道。生產(chǎn)時(shí)，在各 個(gè)內(nèi)加熱罐和外加熱還原罐中共同實(shí)施或單獨(dú)實(shí)施。
采用燃煤加熱，在外加熱還原罐的底部，沿爐體垂直線的左右對(duì)稱設(shè)置有二個(gè)燃煤的燃 燒室，該燃燒室的火道連接在外加熱還原罐的外部和內(nèi)加熱罐底部的中心。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料；為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦中的任意 一種含鎳鐵原料。
所述的催化添加劑是由熔化劑15%、氧化劑10%、催化助燃劑30%、成孔劑5%、晶核 強(qiáng)化劑5%、助熔劑30%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉55%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 30%、皂土 15%組成； 所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基 引發(fā)劑為烷氧基胺；所述的成孔劑為聚氯乙烯。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為水玻璃。
所述的錄鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體60%、還原劑20%、熔劑5%、粘結(jié)劑10%、催化添加劑5%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為90(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。
所述的燃料為煙煤、或者為無(wú)煙煤。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝過程同，略。
實(shí)施例3:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
在圖4中，所述的上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為單排一通道，圖中l(wèi)-l 為加熱器、l-2為外爐體、l-3為內(nèi)外加熱還原罐、l-4為加熱室，各爐體共同使用同一加熱 通道；外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有4個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體 的中下部開有18個(gè)與罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn) 出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為矩形；外加熱還原罐使用材 質(zhì)為SiC材料制成。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為含鎳的鐵磷、含鎳鉻的鐵磷中的
一種含鎳鐵原料。
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑25%、催化助燃劑25%、成孔劑15%、晶核 強(qiáng)化劑10%、助熔劑10%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉70%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 15%、皂土 15%組成； 所述的氧化劑由硝酸鉀；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2)50"/n、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發(fā)劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦煤；所述的熔劑為白云石；所述的粘接劑為粘土。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體65%、還原劑25%、熔劑3%、 粘結(jié)劑5%、催化添加劑2%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為500°C，還原反應(yīng)時(shí)間為180分鐘。
將燃燒煤氣改為采用煤炭直接加熱，將實(shí)施例1中的煤氣管5，燃燒噴嘴8和內(nèi)加熱煤 氣管20、內(nèi)加熱燃燒噴嘴21去掉，改換成燃煤燃燒窯33、出渣窯34、內(nèi)加熱火道38。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝同，略。
實(shí)施例4:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
在圖5中，所述的上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為二排一通道縱向排 列，內(nèi)外加熱還原罐為圓形，圖中l(wèi)-l為加熱器、l-2為外爐體、l-3為內(nèi)外加熱還原罐、1-4 為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道；外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有8個(gè)， 在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有20個(gè)與罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體 的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的 形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC和耐火磚材料二種混合材料制造。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為含鎳的煙道灰、層泥中的一種。
所述的催化添加劑是由熔化劑20%、氧化劑10%、催化助燃劑20%、成孔劑5%、晶核 強(qiáng)化劑20%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑10%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉60%、四硼酸鈉(NaB4CV10H2O) 30%、皂土 10%組成 所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成；所述的催化助燃劑為氯 化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCO的混合物，混合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基引發(fā) 劑為烷氧基胺；所述的成孔劑為珍珠巖。
所述還原劑為無(wú)煙煤；所述的熔劑為石灰石；所述的粘接劑為皂土。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體70%、還原劑20%、熔劑8.9%、 粘結(jié)劑1%、催化添加劑0.1%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占 球團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為IOO(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為100分鐘。
當(dāng)生產(chǎn)時(shí)，采用實(shí)施例1的工藝可在各個(gè)內(nèi)外加熱還原罐1-3中共同實(shí)施或單獨(dú)實(shí)施。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝同，略。
實(shí)施例5:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
在圖5中，所述的上爐體為為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為雙排一通道；外 加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有8個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部 開有10-50個(gè)與罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣 孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為 耐火磚材料制成。各爐體共同使用同一加熱通道。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為在10%-90%的氧化鎳礦中加入 90%-10%的含鎳鐵磷；
所述的催化添加劑是由熔化劑35%、氧化劑10%、催化助燃劑10%、成孔劑5%、晶核 強(qiáng)化劑5%、助熔劑30%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉58%、四硼酸鈉(NaB4CV10H2O) 22%、皂土 20%組成； 所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KC1);所述的助熔劑為螢石(CaF》50yo、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發(fā)劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦粉；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為紙槳廢液。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體60%、還原劑20%、熔劑5%、 粘結(jié)劑10%、催化添加劑5%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為95(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為85分鐘。
將圓形內(nèi)外加熱還原罐3呈雙排縱向排列布置，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實(shí)施例l中的工藝同，略。實(shí)施例6:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
所述的上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為五排一通道；外加熱還原罐和 內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有50個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有50個(gè)與
罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔 在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC和耐火磚材 料混合材料制成。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為在10%-90%的氧化鎳礦中加入 90%-10%的含鎳煙道灰、層泥中的任意一種或二種配比后的混合物鎳鐵原料；
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑10%、催化助燃劑15%、成孔劑15%、晶核 強(qiáng)化劑25%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑10%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉65%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 25%、皂土 10%組成； 所述的氧化劑由硝酸鉀；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KC1);所述的助熔劑為螢石(CaF2)50y。、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基引發(fā)劑 為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的混合物，混合比例不限；所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍 珠巖的、混合物，混合比例不限。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為石灰；所述的粘接劑為膨潤(rùn)土和水玻璃的 混合物，混合比例不限。
所述的球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體61%、還原劑24%、熔劑3%、粘結(jié) 劑10%、催化添加劑2%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球團(tuán)所 用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為70(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為130分鐘。
在圖6中，內(nèi)外加熱還原罐為矩形，呈單排縱向排列布置，圖中l(wèi)-l為加熱器、1-2為外 爐體、1-3為矩形內(nèi)外加熱還原罐、14為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝同，略。
實(shí)施例7:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
所述的上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為四排一通道；外加熱還原罐和 內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有20個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有40個(gè)與 罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔 在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC和耐火磚材 料的混合材料制成。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層泥中 的任意一種或?qū)⑵渲械亩N含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的混合物，混合比例不限；
所述的催化添加劑是由熔化劑20%、氧化劑10%、催化助燃劑20%、成孔劑10%、晶核 強(qiáng)化劑13%、助熔劑20%、自由基引發(fā)劑7%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
21所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉55%、四硼酸鈉(NaB4O7-10H2O) 25%、皂土 20°/。組成； 所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成；所述的催化助燃劑為氯 化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的混合物，混合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、 三氧化二銘(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發(fā)劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為聚氯乙烯。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為石灰；所述的粘接劑為粘土、皂土和紙槳 廢液的混合物，混合比例不限。
所述的球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體64%、還原劑21%、熔劑<9%、粘 結(jié)劑1%、催化添加劑5%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球團(tuán) 所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為80(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為170分鐘。
在圖7中，內(nèi)外加熱還原罐為矩形，呈雙排縱向排列布置，圖中l(wèi)-l為加熱器、1-2為外 爐體、1-3為矩形內(nèi)外加熱還原罐、l-4為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝同，略。
實(shí)施例8:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是采用隧道窯。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦中的任意 一種含鎳鐵原料；
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑30%、催化助燃劑20%、成孔劑15%、晶核 強(qiáng)化劑5%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑為含硼鐵精礦粉；所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鈉 (NaCl)、氯化鉀(KC1)的混合物，混合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三 氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基引發(fā)劑為 烷氧基胺；所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石的混合物，混合比例不限。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為膨潤(rùn)土、水玻璃、 粘土、皂土和紙漿廢液的混合物，混合比例不限。
所述的鎳鐵金屬化球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體61%、還原劑28%、熔 劑10%、催化添加劑1%;粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球團(tuán)所用物 料總量的90%，將其裝罐后送入隧道窯還原，還原反應(yīng)溫度為105(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為180 分鐘。
工藝的其它部分與實(shí)施例l中的工藝同，略。
實(shí)施例9:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是采用回轉(zhuǎn)窯。 解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為含鎳的鐵磷鎳鐵原料。 所述的催化添加劑是由熔化劑35%、氧化劑25%、催化助燃劑10%、成孔劑5%、晶核
強(qiáng)化劑5%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。 所述的熔化劑為四硼酸鈉(NaB4(V10H2O);所述的氧化劑為硝酸鉀；所述的催化助燃
劑為氯化鈉(NaCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的混合物，混合比例不限；所述的自由 基引發(fā)劑為垸氧基胺；所述的成孔劑為聚氯乙烯、珍珠巖的其混合物，混合比例不限。
所述還原劑為焦煤；所述的熔劑為石灰；所述的粘接劑為膨潤(rùn)土、粘土和紙漿廢液的混 合物，混合比例不限。
所述的球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體74%、還原劑20%、熔劑3%、粘結(jié) 劑2.5%、催化添加劑O. 5%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為H5(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為90分鐘。
工藝的其它部分與實(shí)施例l中的工藝同，略。
實(shí)施例10:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是采用轉(zhuǎn)爐。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為含鎳的煙道灰、層泥中的任意一 種或?qū)⒍N含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的混合物，混合比例不限。
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑30%、催化助燃劑10%、成孔劑15%、晶核
強(qiáng)化劑10%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑10%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑為皂土；所述的氧化劑由硝酸鉀中的任意一種；所述的催化助燃劑為氯化 鈉(NaCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核 強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的混合物，混合比例不限；所述的自由基引發(fā)劑 為垸氧基胺或芳基碳金屬鹽的混合物，混合比例不限；所述的成孔劑為聚氯乙烯。
所述還原劑為焦粉；所述的熔劑為白云石；所述的粘接劑為水玻璃、粘土、皂土和紙漿 廢液的混合物，混合比例不限。
所述的球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體70%、還原劑25%、熔劑3%、粘結(jié) 齊!|1.9%、催化添加劑0.1%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球團(tuán) 所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為98(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為130分鐘。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝同，略。
實(shí)施例ll:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是采用管式爐。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為在10%-90%的氧化鎳礦中加入 90%-10%的*鎳煙道灰、層泥中的任意一種或二種配比成制備鎳鐵海綿鐵的含鎳鐵原料。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝過程及各種催化添加劑相同，略。
實(shí)施例12:本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是采用豎爐。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為90%含鎳鐵磷、煙道灰、層泥中 的任意一種與10%的氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦中的任意一種配比成制備鎳鐵金屬化球團(tuán)的含鐵 原料。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝過程及各種催化添加劑相同，略。
2權(quán)利要求
1、一種含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝，其特征是將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，制成混合料；然后將混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成超細(xì)粉，對(duì)超細(xì)粉進(jìn)行鈍化；在催化添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細(xì)粉、水溶液和粘結(jié)劑共同混合，混合均勻后造成球團(tuán)物料；點(diǎn)燃豎式還原爐中的內(nèi)外加熱器中的燃料，將所制好的球團(tuán)物料經(jīng)過螺旋送料器送入到還原爐內(nèi)，均勻松散地排布到烘干床爐箅子上，對(duì)球團(tuán)物料進(jìn)行烘干，球團(tuán)物料經(jīng)過干燥后進(jìn)行焙燒，在焙燒區(qū)內(nèi)與燃?xì)庵械腃O、H2和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，球團(tuán)物料在500℃-1100℃的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經(jīng)15-180分鐘的還原反應(yīng)后，得到金屬化率達(dá)到90-95％的鎳鐵金屬化球團(tuán)，鎳鐵金屬化球團(tuán)進(jìn)入冷卻過渡段；余熱回收裝置將反應(yīng)后上升的熱氣作為助燃風(fēng)與冷卻風(fēng)混合后一同對(duì)鎳鐵金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻，吹入的冷卻風(fēng)吸收鎳鐵金屬化球團(tuán)的熱量，在到達(dá)焙燒區(qū)時(shí)形成含氧的高溫氣體，對(duì)還原爐內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃，如此依次循環(huán)，剩余的廢氣經(jīng)除塵后由煙囪排入大氣，冷卻后的鎳鐵金屬化球團(tuán)通過螺旋出料機(jī)排出冷卻筒，經(jīng)破碎、振動(dòng)篩分后進(jìn)行磁選，與殘煤和脈石分離后進(jìn)行壓塊，得到高品位的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金。
2、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝，其特征是所述的含鎳鐵原料 為將氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種或?qū)⑵渲械?二種或二種以上的含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的超細(xì)粉體混合體，混合比例不限；所述的超細(xì)粉為粒度為75um-5um，其中顆粒度為10um-35um的粉體占85%以上。
3、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的含鎳和鎳鉻的鐵合金的制備工藝，其特征是所述的催化添加 劑的物料配比(重量百分比)是由熔化劑10-50%、氧化劑10-30%、催化助燃劑10-30%、成 孔劑5-15%、晶核強(qiáng)化劑5-20%、助熔劑15-30%、自由基引發(fā)劑5-10%所組成；其中(均為 重量百分比)所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉50-70%、四硼酸鈉(NaB4O7-10H2O) 10-30°/。、皂土 10-20%組成，或者為其中的任意一種；所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成，或者為硝酸鈉、硝 酸鉀中的任意一種；所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的任意一種，或者為其混合物，混 合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成； 所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的任意一種；或者為其混合物， 混合比例不限；所述的自由基引發(fā)劑為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的任意一種；或者自由基引發(fā)劑為其混 合物，混合比例不限；所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的任意一種，或者為其混合物，混合 比例不限。
4、 根據(jù)權(quán)力要求l所述的含鎳和鎳鉻的鐵合金的制備工藝，其特征是所述還原劑為固 定碳大于65wt。/。，灰分小丁' 15wt%，揮發(fā)分為20 30wiy。的無(wú)煙煤、低硫低灰分煙煤、焦煤、 焦粉中的任意一種，或二種以上的混合物；所述的熔劑為石灰、消石灰、白云石、石灰石中的任意一種；所述的粘接劑為膨潤(rùn)土、水玻璃、粘土、皂土、紙漿廢液中的任意一種；或者為二種以 上的混合物，混合比例不限；所述的鎳鐵金屬化球團(tuán)物料成分配比(重量％)為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種或?qū)⑵渲械亩N或二種以上的含鎳鐵原料按照一定 的比例配比后的超細(xì)粉體混合體70-90%、還原劑3-10%、熔劑3-10%、粘結(jié)劑1-10%、催化 添加劑01-5%組成，球團(tuán)物料為超細(xì)粉體，超細(xì)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um 的粒度占球團(tuán)所用物料總量的85%，還原反應(yīng)溫度為500。C-ll(XrC; 所述的燃料為煤氣、或者為煙煤、或者為無(wú)煙煤；所述的磁選工藝為將金屬化球團(tuán)破碎后進(jìn)入弱磁選機(jī)先分離球團(tuán)中的煤灰、添加劑和 部分脈石，然后將經(jīng)過磁選后的粉體進(jìn)行濕法球磨到-200目后，采用搖床進(jìn)行重選，重選后 得到的鎳精礦粉采用2800-5500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到含Ni量3 10%的高品位的鎳 精礦粉。
5、 一種實(shí)現(xiàn)含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝的設(shè)備，其特征是該還原設(shè)備包括有爐底座 (12)、上爐體、下爐體、上爐罩、烘干床爐箅子(25)、密封下料裝置(1)、凈化裝置和和余熱循環(huán)裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有下爐體，在上爐體的 上端連接有上爐罩，烘干床爐箅子位于上爐體內(nèi)上端，凈化裝置通過管道與上爐體和下爐體 連接，余熱循環(huán)裝置與下爐體連接。
6、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝的設(shè)備，其特征是所述的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進(jìn)氣孔(5)、煤氣管(6)、 耐火磚(7)、燃?xì)鈬娮?8)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔(11)、 內(nèi)加熱煤氣管(20)、內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?21)、加熱室(39)、焙燒還原區(qū)(43)，還原爐外殼、 耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi) 層，在內(nèi)加熱罐中心有內(nèi)加熱煤氣管，內(nèi)加熱煤氣管的端部連接有內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?，在還原 爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內(nèi)為加熱室，有煤氣管穿過還原爐外殼、耐 火纖維和耐火磚層，煤氣管端部連接有燃?xì)鈬娮?，燃?xì)鈬娮煳挥诩訜崾覂?nèi)，內(nèi)加熱罐與外加 熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣 孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原 罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體的斜形氣流通道呈V字型布置， 在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔-,或者所述的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進(jìn)氣孔(5)、耐火磚(7)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔(11)、燃煤燃 燒室(33)、出渣室(34)、內(nèi)加熱火道(38)、加熱室(39)、焙燒還原區(qū)(43)，還原爐外殼、 耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi) 層，燃煤燃燒室(33)、出渣室(34)位于上爐體的下端，內(nèi)加熱火道(38)位于內(nèi)加熱罐 (2)和外加熱還原罐(4)的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層 內(nèi)為加熱窯，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出 口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部 分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體 的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔；所述的上爐體為單孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，或者上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)；爐體的布置 形式為單排一通道，或者爐體的布置形式為多排一通道；外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體 內(nèi)分布有1-50個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有10-50個(gè)與罐體垂直線呈 斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻 分布；外加熱還原罐的形狀為圓形或者為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC或者耐火磚材 料制成，或者釆用二種材料共同制造。
7、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝的設(shè)備，其特征是所述的下爐 體包括冷卻過渡段(13)、螺旋出料機(jī)(18)、出料口 (29)、爐體支撐(31)、內(nèi)外加熱罐支 撐(32)，冷卻過渡段位于內(nèi)加熱罐和外加熱還原罐的下部，冷卻過渡段內(nèi)為燃煤燃燒室，燃 煤燃燒室與上爐體的焙燒還原區(qū)相連通，爐體支撐位于外惻，內(nèi)外加熱罐支撐位于中心，在 冷卻過渡段的底部連接有螺旋出料機(jī)，在螺旋出料機(jī)的一端有出料口。
8、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝的設(shè)備，其特征是所述的上爐 罩包括爐罩(27)、煙囪(28)、除塵器(44)，煙囪位于爐罩的上端，除塵器連接在煙囪上。
9、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝的設(shè)備，其特征是所述的凈化 裝置包括余熱輸送管(19)、中余熱回收管(22)、上余熱回收管(26)、軸流風(fēng)機(jī)(30)、右 冷卻風(fēng)管(36)、右冷卻風(fēng)機(jī)(41)，在凈化裝置的上端通過上余熱回收管與上爐罩連接，在 凈化裝置的中間部位通過中余熱回收管連接在上爐體上端，上余熱回收管(26)和中余熱回 收管均通入至焙燒還原區(qū)，在凈化裝置的底部通過余熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內(nèi)， 在余熱輸送管上連接有軸流風(fēng)機(jī)，在軸流風(fēng)機(jī)下方的余熱輸送管上連接有右冷卻風(fēng)管，在右 冷卻風(fēng)管上連接有右冷卻風(fēng)機(jī)。
10、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝的設(shè)備，其特征是；所述的余 熱循環(huán)裝置包括左余熱輸送管(14)、出水口 (15)、冷卻筒(16)、進(jìn)水口 (17)、左冷卻風(fēng) 管(35)、左冷卻風(fēng)機(jī)(42)，在下爐體外有冷卻筒，在冷卻筒上有進(jìn)水口和出水口，左余熱 輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內(nèi)，在左余熱輸送管上連接有左軸流風(fēng)機(jī)，在左軸流風(fēng)機(jī) 下方的左余熱輸送管上連接有左冷卻風(fēng)管(35)，左冷卻風(fēng)管上連接有左冷卻風(fēng)機(jī)(42)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含鎳和鎳鉻的鐵合金制備工藝及其還原設(shè)備，屬于冶金工業(yè)煉鋼原料。將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，制備成超細(xì)粉，混合造成球團(tuán)物料，送入到還原爐內(nèi)，烘干、焙燒，經(jīng)還原反應(yīng)后，得到鎳鐵合金；該還原設(shè)備在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有下爐體，在上爐體的上端連接有上爐罩，烘干床爐箅子位于上爐體內(nèi)上端，凈化裝置通過管道與上爐體和下爐體連接，余熱循環(huán)裝置與下爐體連接。優(yōu)點(diǎn)1.還原溫度低，速度快，減少了能源消耗，降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量的均勻性好。2.設(shè)備簡(jiǎn)單投資少，機(jī)械化程度高，工序簡(jiǎn)單，產(chǎn)量大，可規(guī)?；a(chǎn)。3.減少原料浪費(fèi)，降低環(huán)境污染。4.采用氧化鎳礦或含鎳廢棄物為原料來源廣泛，成本低。5.廢棄資源循環(huán)利用，節(jié)約了資源消耗。
文檔編號(hào)C21B13/00GK101575654SQ200910028259
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者丁家偉 申請(qǐng)人:丁家偉