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低能耗的回转窑炼铁工艺

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回转窑炼铁工艺简介

采用回转窑进行直接还原炼铁是对原有的焦炭还原炼铁的突破,是目前能源资源短缺、环境保护要求日益提高的情况下,对钢铁工艺的各个流程进行节能减排、优化设计、技术改进的主要趋势。回转窑炼铁工艺低能耗、低污染、产品质量稳定,在钢铁工业领域广受关注。

回转窑

直接还原铁是铁矿在固态条件下直接还原为铁,可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料,也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。这种工艺不用焦炭炼铁,原料也是使用冷压球团不用烧结矿,所以是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺,也是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。直接还原炼铁工艺有气基法和煤基法两种。我国天然气缺乏,但煤炭资源丰富的特点,决定了煤基直接还原技术是我国发展直接还原铁的重要工艺。

回转窑炼铁工艺特点

目前,世界煤基直接还原铁采用的主流工艺是回转窑,其优点是出窑产品经磁选后提高了铁品位,产品质量较好且已成为电炉冶炼优质钢的洁净铁源之一。

该工艺原料可为球团矿、块矿,也可为粉矿,还原剂采用挥发分较小的高活性煤,脱硫剂用石灰石或白云石。炉料、还原煤和脱硫剂从回转窑尾部进入窑内后在与炉气逆向运动过程中将矿石还原为海绵铁。

回转窑

回转窑工艺流程中约占总量70%的还原煤由窑头用压缩空气喷入,因此较好地抑制了再氧化和结圈现象。冷却筒采用间接和直接水冷相结合的方式,提高了设备的作业率,有利于回转窑的连续、稳定生产,在多种回转窑工艺中具有较突出的优势。

回转窑工艺虽已趋成熟,也达到一定规模,但有其固有缺点:料在窑中随窑体转动而滚动运动,易被粉碎,产生的粉末与煤灰粘在一起而形成“结圈”,从而损坏炉衬,形成操作事故,使作业率下降;受“结圈”影响,还原温度偏低,一般在1100℃左右,影响还原速度;对煤种有特定要求,灰熔点必高于1280℃,否则就要“结圈”;单台设备生产能力不大,设备投资相对较大。

国内回转窑炼铁工艺现状

国内已建成的回转窑工艺有三种:一步法、二步法和冷固结球团法。

“一步法”是指把细磨铁精矿造球,在链篦机上经干燥、预热(900℃),直接送入回转窑进行固结和还原,所有工序在一条流水工艺线上连续完成。

“二步法”是先把铁精矿造球,经高温(1300℃)氧化焙烧,制成氧化球团;然后再将氧化球团送入回转窑进行还原,制成成品。

回转窑炼铁工艺现状

“冷固结球团法”是在磁铁矿精粉中加入少量特制的复合型粘结剂造球,在较低的温度(200℃)下干燥固结,然后送入回转窑进行还原,省略了高温焙烧氧化固结的过程。

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