高效梯級叉分式回轉還原爐的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于有色金屬冶金領域，具體涉及一種高效梯級叉分式回轉還原爐。
【背景技術】
[0002] 紅土鎳礦占全球鎳資源的70%以上，儲存量遠大于硫化礦，有資源優勢，近年鮮有 大型硫化鎳礦發現;加大紅土鎳礦開發成為必然。
[0003] 2010年，世界鎳消費量146.4萬t，中國鎳消費53.4萬t，占全球鎳消費量36%左右。 鎳消費在各行業中越來越多的應用，特別是在不銹鋼生產應用中占60%。而不銹鋼的使用 越來越廣泛，不銹鋼生產使用鎳鐵比例逐年在增加。
[0004] 傳統鎳鐵的冶煉主要有高爐冶煉、電爐還原冶煉和回轉窯干燥-回轉窯還原-電爐 還原冶煉(RKEF工藝）。上述方法，都能生產出不同品位的鎳鐵產品。然而，高爐冶煉和電爐 還原冶煉均不同程度地存在污染重、能耗高、資源利用水平低的問題。
[0005] 而大型焙燒還原回轉窯是整個紅土鎳礦冶煉工藝流程中關鍵設備之一，礦石經干 燥后進入回轉窯，在回轉窯內加熱到800°C后去除礦石表面水分及結晶水，并部分還原礦石 中的鐵、鎳和鈷氧化物，進入電爐熔煉。
[0006] 回轉窯工藝與RKEF、高爐法或電爐法等工藝相比有如下優點：
[0007] (1)熔煉的主要能源為煤，而不是昂貴的焦炭或電能。
[0008] (2)原料的自由選擇，可用東南亞的各種紅土鎳礦。
[0009] (3)所產高鎳鎳鐵質量高(含Nil0%_20%左右），可直接用作不銹鋼的生產原料。 [0010] (4)同時可作為鋼水熔煉時的冷卻劑。
[0011] 然而回轉窯工藝最大的問題在于熔煉過程中的結圈問題，為了清理結圈，回轉窯 平均半個月到一個月（最長兩個月）就要進行停機維修，打掉結圈后才能繼續生產，這對于 生產的連續性影響非常大，嚴重影響生產的進程，現有的解決方案都是在優化還原溫度、還 原劑的配料比等方面做努力，最多只能延緩結圈進程而無法徹底解決回轉窯結圈造成的生 產工藝不連續(除圈周期15天以上并嚴重損傷回轉窯耐火材料），需經常停機維修的問題。 【實用新型內容】
[0012] 本實用新型的目的在于提供一種高效梯級叉分式回轉還原爐，該回轉還原爐將易 于結圈的熔煉段與干燥和預還原段分開，并且將熔煉段設為兩組，一組為生產組進行生產， 另一組為備用組，當生產組出現結圈而不適于生產時，備用組轉換為生產組進行生產，而原 生產組轉換為備用組進行去除結圈的作業，從而實現生產的連續性。
[0013] 為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
[0014] 本實用新型提供一種高效梯級叉分式回轉還原爐，包括:一主窯身，兩個副窯身， 一梯級叉分式主支架；
[0015]其中，該主窯身由主窯身支架組托設，該主窯身支架組上設有托輪，與套設于主窯 身上的大齒圈咬合，從而支撐該主窯身，該主窯身支架組上還設有使該主窯身在托輪上旋 轉的驅動及傳動裝置，該主窯身呈傾斜放置，位置相對較高的上端為主窯身窯尾，位置相對 較低的下端為主窯身窯頭，該主窯身靠近該主窯身窯尾端為干燥段，緊鄰干燥段并至該主 窯身窯頭端的部分為預還原段；
[0016]該兩個副窯身分別設于主窯身兩側，并接近于主窯身窯頭位置;各該副窯身分別 由一副窯身支架托設，各該副窯身支架上設有托輪，與套設于各該副窯身上的大齒圈咬合， 從而支撐各該副窯身，各該副窯身支架上還設有使各該副窯身在托輪上旋轉的驅動及傳動 裝置，各該副窯身呈傾斜放置，位置相對較高的上端為副窯身窯尾，位置相對較低的下端為 副窯身窯頭，各該副窯身整體設為熔煉段；
[0017]該主窯身和各該副窯身的斜度的為2.5%，并且主窯身窯頭位置高于副窯身窯尾； [0018]該梯級叉分式主支架呈"個"字形，該梯級叉分式主支架的上部的"人"字部分為輸 出部，支架下部為支撐部;該輸出部由中空的管道構成，"人"字頂部開口，用于承接主窯身 窯頭送出的紅土鎳礦，在開口內部設有一可左右擺動的控制閘門，用于控制預還原料的輸 送方向；"人"字底部左右兩端各有一水平開口的出料口，各該出料口，與各該副窯身窯尾通 過密封部分別連接。優選地，所述主窯身和所述副窯身內部窯壁上由鎂鋁尖晶石復合磚砌 筑成3-5道環形擋料壩，該擋料壩與副窯身垂直，高度為相應窯身直徑的八分之一至十分之 〇
[0019] 本實用新型所用高效梯級叉分式回轉還原爐直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵的過程 中相關的其他設備，如壓球設備、混料設備、進料設備、噴煤設備(如噴煤管，鼓風機，粉煤倉 等）、烘干設備、煙氣除塵和凈化設備等均使用現有技術設備。
[0020] 其中，根據回轉窯型號的大小匹配兩通道、三通道或四通道的不同噴煤燃燒裝置 噴吹煙煤燃燒發熱，具有燃燒充分，火焰活潑有力，不傷窯皮，可維修性強，后期維修費用 低，工作性能穩定可靠。
[0021] 本實用新型的優點為：
[0022] 1.改變回轉窯結構
[0023]本實用新型提供的高效梯級叉分式回轉還原爐將窯身的熔煉段(副窯身）與干燥 段和預還原段(主窯身)分開，并且配備兩個熔煉段，當一個熔煉段發生結圈情況時，控制閥 門可以控制紅土鎳礦預還原料進入另一個熔煉段繼續生產，而該結圈熔煉段則進行停機清 理，使得整個生產過程得以連續進行，無需在熔煉段結圈時將整機進行停機處理，造成生產 的中斷；同時在除掉結圈過程中往往會破壞回轉窯的耐火材料層，紅土鎳礦燒熔狀態對耐 火材料的侵蝕也較大，采用將熔煉段與干燥段和預還原段分開，在除圈時僅會損傷熔煉段 的耐火材料而不會將回轉還原爐整體的耐火材料破壞，從而無需全窯更換耐火材料，節約 了成本。
[0024] 2.優化回轉窯結構
[0025]為了防止梯級叉分式回轉還原爐結圈，還對其內部設計進行了優化:使用高溫防 腐耐火材料鎂鋁尖晶石復合磚在窯內（主窯身和副窯身)砌筑成擋料壩，使得物料在窯內停 留時間延長，分布均勻，受熱均勻，防止由于受熱不均造成的結塊。
[0026]本實用新型的有益效果在于：
[0027]本實用新型提供的高效梯級叉分式回轉還原爐及采用該回轉窯直接還原生產鎳 鐵的方法，可通過改變原有回轉窯的結構以及控制結圈條件，使得回轉窯只需一年徹底停 機一次進行維修即可，而不是像過去那樣半個月到一個月就停機維修一次，實現了生產的 連續性，提高鎳鐵回收率，節約冶煉成本。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本實用新型提供的梯級叉分式回轉還原爐的側視圖。
[0029] 圖2為本實用新型提供的梯級叉分式回轉還原爐的俯視圖。
[0030] 圖3為本實用新型提供的梯級叉分式回轉還原爐的主窯身窯尾端視圖。
[0031 ]圖4為本實用新型提供的梯級叉分式回轉還原爐的主窯身窯頭端視圖。
[0032] 圖5為本實用新型提供的梯級叉分式回轉還原爐的整體結構的立體示意圖。
[0033] 圖6為本實用新型提供的梯級叉分式回轉還原爐的梯級叉分式主支架的剖面圖。
[0034] 附圖標記
[0035] 1:主窯身;2:副窯身;3:主窯身支架組;4:副窯身支架;5:電機;6:梯級叉分式主支 架;61:輸出部;62:支撐部;63:出料口；64:密封部;7:托輪;8:齒輪;9:大齒圈；11:主窯身窯 尾;12:主窯身窯頭，13:副窯身窯尾;14:副窯身窯頭;15:控制閥門。
【具體實施方式】
[0036] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步地說明。
[0037]實施例1試驗設備
[0038]本實用新型所用主體設備：高效梯級叉分式回轉還原爐：主窯身師m X 60m，其中干 燥段40m，預還原段20m，副窯身棲m X 20m，熔煉段20m;輔助設備由250 X 150mm顎式破碎機J 1500mm圓盤制粒機、煙氣收塵系統、Testo360型煙氣測試儀、終端控制系統等組成。
[0039] 如圖1至圖6所示，為本實用新型提供的一種從鎳紅土礦中冶煉鎳鐵的高效梯級叉 分式回轉還原爐，包括:主窯身1、副窯身2,梯級叉分式主支架6;其中，該主窯身1由主窯身 支架組3托設，該主窯身支架組3上設有托輪7與套設于主窯身1上的大齒圈9咬合，從而支撐 該主窯身1，該主窯身支架組3上還設有使該主窯身1在托輪7上旋轉的驅動及傳動裝置5,本 實施例中該驅動裝置為電機5，其連接一減速機，并通過傳動裝置齒輪8傳動給主窯身1;該 主窯身1呈傾斜放置，位置相對較高的上端為主窯身窯尾11，位置相對較低的下端為主窯身 窯頭12,該主窯身1靠近該主窯身窯尾11端為干燥段，本實施例中長度為40m，緊鄰干燥段并 至該主窯身窯頭12端的部分為預還原段，本實施例中長度為20m;
[0040] 該兩個副窯身2分別設于主窯身1兩側，并接近于主窯身窯頭12位置;各該副窯身2 分別由一副窯身支架4托設，各該副窯身支架4上設有托輪7,與套設于副窯身2上的大齒圈9 咬合，從而支撐各該副窯身2,各該副窯身支架4上還設有使各該副窯身2在托輪7上旋轉的 驅動及傳動裝置