海绵铁的还原法？ |
| 发布日期：2013-10-04 新闻来源： 浏览次数：433 |
海绵铁的还原法？
自近代炼钢工业发展以来 , 直接从高炉中生产 含碳很高的生铁 , 再经转炉吹炼成钢铁的二步炼钢 法被认为在经济上较为合理 。如今这种传统的间接 炼钢法一直成为钢铁生产中的主要方法 。 在一些缺乏炼焦煤的国家和地区 ,用天然气 、 石 油或煤在温度不高的情况下将铁矿石或球团矿直接 还原成海绵铁 ,然后在电炉内代替部分废钢的 “直接 还原 ( 海绵铁) - 电炉炼钢” 法已大大发展起来 。这 就是目前所说的直接炼钢法 。 这种也称金属化球团的海绵铁 , 若用于炼钢的 原料 ,金属化的程度一般较高 ( 70 %～90 %以上) ,而 且酸性脉石要求愈少愈好 。 窑法 、 竖炉法 、 竖罐法 、 带式机法 。以下以回转窑法 为例来说明其生产工艺 。回转窑法 ( 也称 SL/ RN” “ ) 用固体燃料作还原剂 ,以回转窑作为 法或克虏伯法 反应器 ,还原剂和球团矿 ( 生铁或氧化焙烧固结后的 球团矿) 同时进入回转窑还原焙烧 。一般金属化程 度可达 90 %以上 ,粒度为 5～15 mm 的海绵铁 ,通常 作为炼钢原料 。 这种方法的流程是 : 如果含铁原料采用块矿或 氧化性球团矿则含铁原料 、 还原剂和其他原料 ,可以 直接进入回转窑 ,在窑中先进行干燥和预热 ,然后再 进行还原 。如果含铁原料为粉矿或精矿则需采用干 磨或湿磨 ,经造球后 ,将生球加至链蓖机上干燥和预 热 ,然后再加入到较短的回转窑中进行还原焙烧 。 生球在链蓖机上预热到 1 000 ℃ 或更高后 , 已经发 生部分固结 ,具有一定的强度 , 此时与原还原剂 、 焦 Ξ 1 直接还原法生产海绵铁生产工艺 [1 ] 生产海绵铁的方法很多 ,主要有 4 种 。即 : 回转 Ξ 收稿日期 :2005 - 09 - 27 作者简介 : 刘育光 (1963 - ) ,男 ,辽宁省锦县人 ,经济师 ,现从事物资供应管理工作 。 第 1 期 直接还原法生产海绵铁的应用设想 9 粉 ( 无烟煤或干馏煤) 和石灰石 ( 或白云石) 一起从回 转窑给料端给入窑中 。经回转窑还原以后的产品 , 再经回转冷却器冷却后 , 经磁选 、 重选 — 磁选 , 分离 金属和非金属部分 , 金属产品即为海绵铁 。非金属 产品一是没用完的还原剂 , 返回再用 ; 二是熔剂 ( 石 灰和灰分) 。 任何还原剂在回转窑中 ,不仅是还原剂 ,而且还 是产生热量的来源 。对固体还原剂的要求是 , 其灰 分、 硫分要低 、 热值要高 。 回转窑法对矿石粒度的要求 ,由其还原性而定 。 块矿粒度为 5～15 mm ,球团矿的粒度约 5～15 mm 。 对矿石的化学成分要求不太严格 ,但采用高铁分 、 低 脉石可获得品质好的产品 。 回转窑内最高温度的控制取决于原料的熔化温 度 。窑内温度应控制在原料熔化温度范围以内 , 要 避免局部过热 。在一般情况下 , 由于炉料组分的软 化行为 ,应使窑温控制在 1 100 ℃ 左右 。 2 海绵铁对炼钢生产的影响 [2 ] 炼钢生产中所用海绵铁的类型对炼钢的工艺参 数有很大影响 ,其中金属化率 、 碳含量以及脉石的数 量和类型是特别重要的因素 。 211 海绵铁配比对炼钢生产的影响 以电炉炼钢为例来说明 。 21111 能量消耗及生产率 在德国汉堡钢厂 (电炉) 采用 20 %～80 %废钢 ,其 余为海绵铁。与 100 %废钢的炉号相比 ,使用海绵铁 增加了能量消耗。这是由于熔化和渣化以及分离铁 中的脉石和还原残余的氧化铁需要附加的能量。随 着加入料中海锦铁比例的增高 ,能量消耗也相应变 化。100 %废钢的年平均能耗为 550 kw? t 钢。加入 h/ 料中海绵铁达到 20 %时能量消耗稍微低 ,以后随着海 锦铁比例的增加 ,能量消耗不断增加。然而 ,熔炼时 不断地加入海绵铁 ,避免了废钢每批加入所引起的时 间和温度的损失 ,这意味着由于采用大比例海绵铁 , 21112 收得率 3 直接还原生产海绵铁的应用设想 加热时间减少了 ,而且用连续加料省出的时间补偿熔 化海绵铁需要增加的时间。汉堡钢厂用 50 %～60 % 的海绵铁滤料达到了最适合的熔炼时间。必须指出的是 , 尽管 100 %海绵铁的能量消耗较高 ,然而熔炼时间通 常较 100 %废钢的时间短。 用海绵铁比废钢具有较好的钢水收得率 。用 100 %废钢年平均收得率为 89 % ,而 100 %海绵铁收 得率接近 92 % 。 212 海绵铁金属化率对炼钢生产的影响 21211 能量消耗和生产率 在直接还原过程中 , 生产低金属化率的海绵铁 能量消耗低 、 生产率高 。然而 , 在电炉炼钢中则相 当金属化率小于等于 90 %时 , 能量消耗迅速增加 , 从而延长了熔化时间 ,降低了生产率 。此外 ,金属化 率低和低的脱碳会引起海绵铁强烈的脱碳反应 , 因 此 ,在超高功率电炉中用金属化率低的海绵铁是不 值得的 ,因为在熔化期需要降低输入功率 。 用海绵铁炼钢时 , FeO 的回收程度取决可用于 还原和熔池增碳的碳含量 。若可用的碳量不足 , 渣 中将发现 FeO 。在这种情况下 , 炉渣中的 FeO 量剧 增 ,渣量增加 。为了熔化较大量的炉渣 ,必须附加能 21212 海绵铁的铁含量和收得率 反 。用高金属化率海绵铁生产的钢其总的价格最 低 。因此 ,对采用逆流竖炉原理的直接还原法建议 取金属化率为 93 %左右 。 当金属化率在 90 %～ 95 %之间 , 金属化率每下 降 1 % , 能量消耗以 8 kw/ t 左右的数值不断增加 。 量 。海绵铁收得率随金属化率下降而降低 , 这是因 为海绵铁量的增加而引起大渣量 。结果 , 渣中绝对 含铁量增加 。在实际生产中 ,对于一个配碳量 ,可达 到一个最佳的收得率 。但在金属化率较低 ( 87 %) 时 ,最佳收得率总是低于金属化率高 ( 93 %以上 ) 的 收得率 。 在我国 ,由于钢铁工业的快速发展 ,各种炉料货 紧价扬 。
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