链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法

838 编辑：中冶有色技术网来源：北京首钢国际工程技术有限公司

2023-11-30 13:50:14

权利要求书： 1.一种链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其特征在于：步骤一、将混合铬精矿、除尘灰及钠基膨润土制成的生球，筛分获得10～20mm粒径之间的铬精矿生球，铬精矿生球均匀步入链篦机，料层厚度控制在160～180mm之间；

步骤二、所述的链篦机分为两段干燥和两段预热；

步骤三、铬精矿生球均匀步入链篦机获得具有一定机械强度的预热球团卸入氧化回转窑进行球团氧化，安装在氧化回转窑头部的1#燃烧器燃烧电炉煤气提供焙烧氧化固结所需要的热量；

步骤四、获得的氧化球团，从氧化回转窑的头部经过2#电振给料机卸入2#密闭料罐，同时辅料仓内的辅料，与热氧化球团按一定比例配入2#密闭料罐，在2#密闭料罐内，热氧化球团将辅料加热；

步骤五、2#密闭料罐在轨道上运行到提升井，由天车提升并运行到电炉炉顶料仓，氧化球团与辅料均匀卸入电炉冶炼，完成冶炼；

步骤六、当电炉冶炼发生故障时，氧化回转窑正常生产，氧化球团从氧化回转窑的头部经过1#电振给料机卸入1#密闭料罐，运至指定堆存场地；当回转窑故障检修时，堆场的氧化球团装入2#密闭料罐，同时在堆场配入辅料，2#密闭料罐在轨道上运行到提升井，由天车提升并运行到电炉炉顶料仓，氧化球团与辅料均匀卸入电炉冶炼。

2.如权利要求1所述的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其特征在于：所述的铬精矿生球的干燥和预热所需热量来源于氧化回转窑产生的热废气，废气温度

900～1050℃；在链篦机头部安装了2#燃烧器，2#燃烧器燃烧电炉煤气提供热量，煤气管道上安装了调节阀和链篦机的上罩内安装了温度、压力检测，实时反馈数据。

3.如权利要求1所述的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其特征在于：所述的两段预热为预热II段的热量来自氧化回转窑和2#燃烧器燃烧电炉煤气产生的热量，预热I段与预热II段之间设了隔墙，隔墙与料面保持500mm高度，预热I段的热量借助1#回热风机的抽力由预热II段过渡到预热I段；

步骤二所述的两段干燥为干燥I段的热量由1#回热风机从预热I段引入，在干燥I段设有1#多管除尘对热废气进行除尘净化，收集的粉尘回收配入生球；干燥II段的热量由2#回热风机从预热II段引入，在干燥II段设有2#多管除尘对热废气进行除尘净化，收集的粉尘回收配入生球。

4.如权利要求1所述的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其特征在于：所述的链篦机分为两段干燥和两段预热，其温度梯度为：干燥I段200～300℃，干燥II段

300～450℃，预热I段450～700℃，预热II段700～1000℃。

5.如权利要求1所述的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其特征在于：所述的2#密闭料罐具有万向结构，能够旋转，保证氧化球团与辅料连续分层铺在料罐内。

6.如权利要求1所述的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其特征在于：所述的2#密闭料罐内砌有耐火材料。

7.如权利要求1所述的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其特征在于：所述的2#密闭料罐上下口设有密闭阀，卸入氧化球团和辅料前，上密闭阀打开，装满料关闭；2#密闭料罐在电炉炉顶料仓上完成对口后，打开下密闭阀，将物料卸入电炉炉顶料仓。

8.如权利要求1所述的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其特征在于：所述的电炉冶炼产生的电炉煤气供1#燃烧器和2#燃烧器使用。

说明书：一种链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法技术领域[0001] 本发明属于制备铬精矿氧化球团及热装入炉冶炼技术领域，特别是涉及铬精矿通过链篦机回转窑制备氧化球团及热送电炉冶炼的工艺技术；为电炉冶炼铬铁合金提供粒度

均匀、温度高的优质铬氧化球团炉料及充分利用热量、降低冶炼电耗。

背景技术[0002] 铬铁矿是重要的战略资源，是冶炼铬铁合金的主要原料。铬铁合金可增加钢的硬度、韧性、延展性、耐热性、耐磨性及防腐性，从而生产出多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、

耐氧化的特种钢；而且金属铬还可用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特

种合金已广泛用于航空、航天、核反应堆、汽车、造船及军工等各行业，是机械和结构制造不

可缺少的合金材料。

[0003] 不锈钢产品中，200系不锈钢含铬量约在16％，300系不锈钢含铬量约在25％，400系不锈钢含铬量约在14％；2020年，我国不锈钢粗钢产量突破3000万吨，表观消费量达2500

万吨。铬铁合金的供应以自产为主、进口为辅，而生产铬铁合金的铬铁矿主要分布在南非、

津巴布韦、哈萨克斯坦等国，我国铬铁矿资源贫乏，97％依赖进口。

[0004] 目前，冶炼铬铁合金的主要原料是铬块矿和铬精矿，铬精矿具有价格低、品位高、供应量大等优点，以及铬精矿制成的熟料入电炉冶炼更具优势。铬精矿造块方法主要有压

团法、烧结法及球团法。压团法和烧结法处理铬精矿远不如球团法先进，球团法又分为氧化

球团和预还原球团法。奥托昆普采用钢带机制备氧化球团，存在主机设备依赖进口、投资

高、产品为冷球团，以及冷球团入电炉冶炼时须要预热带来的二次能源浪费问题。

[0005] 氧化球团法以链篦机?回转窑为主，不同于铁矿球团链篦机?回转窑?环冷机工艺和铬矿球团链篦机?回转窑预还原工艺，本发明无环冷机及回转窑规格小。铬精矿中的主要

矿物为铬尖晶石(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4，由于铬尖晶石熔点高，致使球团的预热、焙烧氧化

固结温度高，本发明解决回转窑内氧化焙烧产生的热量不足以满足铬生球干燥预热所需的

热量、规模大(年产量≥60万吨)，以及回转窑卸出的热球团连续送电炉冶炼，同时，生产环

境好、效率高、产品优良、能耗低。

发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种利用链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，解决回转窑内氧化焙烧产生的热量不足以满足铬生球干燥预热所需的热量、规模大

(年产量≥60万吨)，以及回转窑卸出的热球团连续送电炉冶炼。

[0007] 一种链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，其步骤如下：[0008] 步骤一、将混合铬精矿、除尘灰及钠基膨润土制成的生球，筛分获得10～20mm粒径之间的铬精矿生球，铬精矿生球均匀步入链篦机，料层厚度控制在160～180mm之间；

[0009] 步骤二、所述的链篦机分为两段干燥和两段预热；[0010] 步骤三、铬精矿生球均匀步入链篦机获得具有一定机械强度的预热球团卸入氧化回转窑进行球团氧化，安装在氧化回转窑头部的1#燃烧器燃烧电炉煤气提供焙烧氧化固结

所需要的热量；

[0011] 步骤四、获得的氧化球团，从氧化回转窑的头部经过2#电振给料机卸入2#密闭料罐，同时辅料仓内的辅料，与热氧化球团按电炉冶炼的炉料配比配入2#密闭料罐，在2#密闭

料罐内，热氧化球团将辅料加热；

[0012] 步骤五、2#密闭料罐在轨道上运行到提升井，由天车提升并运行到电炉炉顶料仓，氧化球团与辅料均匀卸入电炉冶炼，完成冶炼；

[0013] 步骤六、当电炉冶炼发生故障时，氧化回转窑正常生产，氧化球团从氧化回转窑的头部经过1#电振给料机卸入1#密闭料罐，运至指定堆存场地；当回转窑故障检修时，堆场的

氧化球团装入2#密闭料罐，同时在堆场配入辅料，2#密闭料罐在轨道上运行到提升井，由天

车提升并运行到电炉炉顶料仓，氧化球团与辅料均匀卸入电炉冶炼。

[0014] 所述的铬精矿生球的干燥和预热所需热量来源于氧化回转窑产生的热废气，废气温度900～1050℃；在链篦机头部安装了2#燃烧器，2#燃烧器燃烧电炉煤气提供热量，煤气

管道上安装了调节阀和链篦机的上罩内安装了温度、压力检测，实时反馈数据。

[0015] 所述的两段预热为预热II段的热量来自氧化回转窑和2#燃烧器燃烧电炉煤气产生的热量，预热I段与预热II段之间设了隔墙，隔墙与料面保持500mm高度，预热I段的热量

借助1#回热风机的抽力由预热II段过渡到预热I段；

[0016] 步骤二所述的两段干燥为干燥I段的热量由1#回热风机从预热I段引入，在干燥I段设有1#多管除尘对热废气进行除尘净化，收集的粉尘回收配入生球；干燥II段的热量由

2#回热风机从预热II段引入，在干燥II段设有2#多管除尘对热废气进行除尘净化，收集的

粉尘回收配入生球。

[0017] 所述的链篦机分为两段干燥和两段预热，其温度梯度为：干燥I段200～300℃，干燥II段300～450℃，预热I段450～700℃，预热II段700～1000℃。

[0018] 所述的2#密闭料罐具有万向结构，能够旋转，保证氧化球团与辅料连续分层铺在料罐内。

[0019] 所述的2#密闭料罐内砌有耐火材料。[0020] 所述的2#密闭料罐上下口设有密闭阀，卸入氧化球团和辅料前，上密闭阀打开，装满料关闭；2#密闭料罐在电炉炉顶料仓上完成对口后，打开下密闭阀，将物料卸入电炉炉顶

料仓。

[0021] 所述的电炉冶炼产生的电炉煤气供1#燃烧器和2#燃烧器使用。[0022] 优点在于，通过本发明方法，铬氧化球团可实现规模化生产，解决了回转窑规格小、供热量不足的问题，以及氧化球团与辅料热装进电炉冶炼，同时，回转窑与电炉二者之

间的生产或故障相互不受制约，700℃以上混合料温入炉冶炼可降低冶炼电耗450kWh/t铬

铁合金，本发明具有原料适应性强、生产环境好、效率高、产品优良、能耗低。

附图说明[0023] 图1为本发明提供的铬精矿球团干燥预热焙烧固结流程的摘要示意图；[0024] 图2为本发明提供的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团的方法及热送冶炼示意图。

[0025] 图1中，铬精矿制成的生球筛分后，10～20mm粒径范围内的生球经过干燥、预热、焙烧及固结，获得红热的合格氧化球团。

[0026] 图2中，铬精矿生球1、链篦机2、氧化回转窑3、1#燃烧器4、1#密闭料罐5、1#电振给料机6、轨道7、2#电振给料机8、2#密闭料罐9、辅料仓10、提升井11、天车12、电炉炉顶料仓

13、2#燃烧器14、1#回热风机15、2#回热风机16、1#多管除尘17、2#多管除尘18。

具体实施方式[0027] 一种利用链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法，具体步骤如下：[0028] 步骤1：将混合铬精矿、除尘灰及钠基膨润土制成的生球，筛分获得10～20mm粒径之间的铬精矿生球1，铬精矿生球1均匀步入链篦机2，料层厚度控制在160～180mm之间。

[0029] 步骤2：步骤1所述链篦机2分为两段干燥和两段预热，生球经过干燥和预热，失去水分并获得一定的机械强度。

[0030] 步骤3：步骤2所述获得具有一定机械强度的预热球团卸入氧化回转窑3，安装在氧化回转窑3头部的1#燃烧器4燃烧电炉煤气提供焙烧氧化固结所需要的热量。

[0031] 步骤4：步骤3获得的氧化球团，从氧化回转窑3的头部经过2#电振给料机8卸入2#密闭料罐9，同时辅料仓10内的辅料，与热氧化球团按一定比例配入2#密闭料罐9，在2#密闭

料罐9内，热氧化球团将辅料加热。

[0032] 步骤5：2#密闭料罐9在轨道7上运行到提升井11，由天车12提升并运行到电炉炉顶料仓13，氧化球团与辅料均匀卸入电炉冶炼。

[0033] 步骤2所述链篦机2，生球的干燥和预热所需热量来源于氧化回转窑3产生的热废气，废气温度900～1050℃；本发明无环冷机及回转窑规格小，为解决氧化回转窑3产生的热

废气热量不够问题，在链篦机2头部安装了2#燃烧器14，2#燃烧器14燃烧电炉煤气提供热

量，同时为防止温度过高烧坏链篦机2的篦床，煤气管道上安装了调节阀和链篦机2的上罩

内安装了温度、压力检测，实时反馈数据。

[0034] 步骤2所述链篦机2分为两段干燥和两段预热，预热II段的热量来自氧化回转窑3和2#燃烧器14燃烧电炉煤气产生的热量，预热I段与预热II段之间设了隔墙，隔墙与料面保

持500mm高度，预热I段的热量借助1#回热风机的抽力由预热II段过渡到预热I段。

[0035] 步骤2所述链篦机2的两段干燥，干燥I段的热量由1#回热风机从预热I段引入，为保证1#回热风机的使用寿命，设有1#多管除尘对热废气进行除尘净化，收集的粉尘回收配

入生球。

[0036] 步骤2所述链篦机2的两段干燥，干燥II段的热量由2#回热风机从预热II段引入，为保证2#回热风机的使用寿命，设有2#多管除尘对热废气进行除尘净化，收集的粉尘回收

配入生球。

[0037] 步骤4所述2#密闭料罐9，考虑到氧化球团与辅料比重不同，2#密闭料罐9具有万向结构、可以旋转，保证氧化球团与辅料连续分层铺在料罐内。

[0038] 步骤4所述2#密闭料罐9，由于氧化球团温度达1000℃，为保证物料在运输和提升过程中不至于降低至700℃以下，密闭料罐9内砌有耐火材料。

[0039] 步骤4所述2#密闭料罐9，上下口设有密闭阀，卸入氧化球团和辅料前，上密闭阀打开，装满料关闭；2#密闭料罐9在电炉炉顶料仓13上完成对口后，打开下密闭阀，将物料卸入

电炉炉顶料仓13。

[0040] 当电炉冶炼发生故障时，氧化回转窑3正常生产，氧化球团从氧化回转窑3的头部经过1#电振给料机6卸入1#密闭料罐5，运至指定堆存场地，由于产品是氧化球团不存在还

原球团的二次氧化问题。当回转窑3故障检修时，堆场的氧化球团装入2#密闭料罐9，同时在

堆场配入辅料，2#密闭料罐9在轨道7上运行到提升井11，由天车12提升并运行到电炉炉顶

料仓13，氧化球团与辅料均匀卸入电炉冶炼。制备氧化球团与电炉冶炼，不管谁发生故障，

相互之间均不存在制约。

[0041] 步骤2所述链篦机2分为两段干燥和两段预热，其温度梯度为：干燥I段200～300℃，干燥II段300～450℃，预热I段450～700℃，预热II段700～1000℃。

[0042] 步骤5所述电炉冶炼，在冶炼铬铁合金中产生的电炉煤气供1#燃烧器4和2#燃烧器14使用。

[0043] 为了进一步了解本发明，下面结合实例对本发明的技术方案进行描述，但是，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

[0044] 请参见图2，所述铬精矿生球的干燥和预热在链篦机2上进行。所述链篦机2从生球步入依次分为两段干燥和两段预热。链篦机2的预热II段与氧化回转窑3的窑尾连接，所述

氧化回转窑3用于球团的焙烧氧化固结。所述1#燃烧器4安装于回转窑3窑头，提供焙烧固结

所需热量。所述2#燃烧器14安装于链篦机2的预热II段头部，解决回转窑3热量供应不足的

问题。

[0045] 另外，制备所述铬精矿氧化球团的链篦机2包括本领域技术人员熟知的2#燃烧器14、1#回热风机15、2#回热风机16、1#多管除尘17、2#多管除尘18；所述氧化回转窑3包括本

领域技术人员熟知的1#燃烧器4、1#密闭料罐5和2#密闭料罐9、辅料仓10；所述热装冶炼包

括轨道7、提升井11、天车12、电炉炉顶料仓13。

[0046] 将铬精矿生球1送入链篦机2依次经过干燥I段、干燥II段、预热I段及预热II段，热量来自于氧化回转窑3和2#燃烧器14燃烧电炉煤气。

[0047] 铬精矿生球1进行两段干燥和两段预热，其温度梯度为：干燥I段200～300℃，干燥II段300～450℃，预热I段450～700℃，预热II段700～1000℃。

[0048] 干燥I段的热量由1#回热风机从预热I段引入，为保证1#回热风机的使用寿命，设有1#多管除尘对热废气进行除尘净化，收集的粉尘回收配入生球。

[0049] 干燥II段的热量由2#回热风机从预热II段引入，为保证2#回热风机的使用寿命，设有2#多管除尘对热废气进行除尘净化，收集的粉尘回收配入生球。

[0050] 优选的，所述干燥I段和干燥II段后的废气汇总，温度在140℃，送入后续的烟气脱硫脱硝。

[0051] 预热II段的热量来自氧化回转窑3和2#燃烧器14燃烧电炉煤气产生的热量，预热I段与预热II段之间设了隔墙，隔墙与料面保持500mm高度，预热I段的热量借助1#回热风机

的抽力由预热II段过渡到预热I段。

[0052] 优选的，2#燃烧器14燃烧电炉煤气的火焰长度为3～5m。[0053] 所述预热球团的焙烧氧化固结，在氧化回转窑3内进行，回转窑从入料端依次分为窑尾、窑中、窑头。热源由1#燃烧器4喷入的电炉煤气产生。预热球团从链篦机2的预热II段

进入回转窑3的窑尾；回转窑缓慢旋转，球团在窑内翻滚，与1#燃烧器4产生的热气流接触，

进行热交换被焙烧，同时，电炉煤气燃烧时鼓入空气，空气含有氧，在高温作用下，球团被氧

化固结。由于回转窑3有一定倾角，斜度4.25％，随着回转窑旋转，球团逐渐从窑尾滚向窑

中，再到窑头，焙烧氧化固结过程基本完成，从窑头排出的即为成品铬氧化球团。

[0054] 所述成品铬氧化氧化球团，温度达1000℃，从氧化回转窑3的头部经过2#电振给料机8卸入2#密闭料罐9，同时辅料仓10内的辅料，与热氧化球团按一定比例配入2#密闭料罐

9，在2#密闭料罐9内，辅料被热氧化球团加热。

[0055] 优选的，所述1#燃烧器4喷入的电炉煤气，所述燃烧器为五通道；燃烧火焰的长度范围为8～13m。

[0056] 优选的，所述氧化回转窑3的窑尾，窑内焙烧氧化温度高达1350℃，窑内砌有300mm厚耐火材料，保证回转窑外皮温度不高于200℃。

[0057] 优选的，制备所述铬精矿生球的粘结剂采用膨润土(钠基)，配加1.5～2.0％，与铬精矿(从南非、津巴布韦、哈萨克斯坦等进口)的成球性有关。

[0058] 优选的，制备所述铬精矿生球，添加水至8.5％。[0059] 优选的，入氧化回转窑3前，预热球团的抗压强度达450N/个以上；从窑头卸出氧化球团的抗压强度达2000N/个以上；链篦机?回转窑可实现规模化生产，单条产线年产量达60

万吨，可供应4台39000kA电炉生产。

[0060] 优选的，2#密闭料罐9内热氧化球团与辅料的混合料温度达700℃，可降低冶炼电耗450kWh/t铬铁合金。

[0061] 优选的，电炉冶炼产生的煤气供1#燃烧器4和2#燃烧器14使用。[0062] 以上对本发明提供的链篦机回转窑制备铬精矿氧化球团及热装冶炼方法进行了详细论述，本文的实施方式，只用于理解本发明的方法及核心思想。同时，对于本技术领域

的技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明进行的若干改进，这些改进也落入本

发明的权利要求范围。