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皓泉講解:海綿鐵在電爐中的應用

來源:皓泉水處理 作者:Hnhqtl 日期:14-12-30 瀏覽:

1海綿鐵在電爐中的應用
  
  海綿鐵指的是通過還原固態氧化鐵(通常是赤鐵礦)的方法,獲得的金屬化的產品,通常叫做直接還原鐵(DRI)。海綿鐵保留了鐵礦石的外形,但其重量比鐵礦石減少了30%,因為礦石中的氧已經被還原了。海綿鐵的比重為4.4g/cm3,而固體鐵的比重為7.8g/cm3。鐵礦石在還原的過程中,內部形成了許多孔洞,因而被稱為“海綿鐵”
  
  。直接還原鐵逐漸在電爐中得到應用,成為廢鋼的替代品之一。這主要是因為與廢鋼相比所具有的成本優勢。它也是一種高質量的金屬化產品,因而可以部分替代一些質量不高的廢鋼。
  
  直接還原鐵是用還原劑還原礦石后形成的,所用的還原劑包括天然氣或非焦煤。還原劑不同,所生產的DRI的化學成分也不同。、
  
  2對直接還原鐵的質量要求
  
  尺寸:在連續裝料的情況下,直接還原鐵的尺寸是非常重要的參數。尺寸很小(1~2mm)的材料在接觸爐渣的時候可能很快被氧化,也可能被煙道抽走。尺寸過大(>30mm)在連續裝料的時候也會產生問題。使用通過爐頂連續裝料的方法時,應該限定<2mm的海綿鐵的比例。
  
  密度:直接還原鐵從爐頂裝入電爐后,必須能夠穿過渣層,留在爐渣/鋼液的界面,這樣可以保證有效的傳熱和化學反應。如果直接還原鐵的密度過低,就會浮在爐渣表面上;而密度過高,又會穿到鋼液中去。所以,最好是將直接還原鐵的密度控制在4~6g/cm3的范圍內。
  
  單體的重量:塊狀直接還原鐵穿過爐渣的時間取決于時機如何。如果直接還原鐵塊較小,留在爐渣中的時間過長,就會發生爐渣沸騰的現象。此時,爐渣的流動性起著非常重要的作用。然而,如果直接還原鐵較大,就不會有嚴格控制爐渣流動性的要求。
  
  沖擊強度:直接還原鐵應該有良好的沖擊強度,這樣可以防止其形成大量的粉末。在電爐中應用時形成大量的粉末是不希望發生的現象。
  
  抵抗氣候的能力:直接還原鐵存放在空氣中時,容易氧化和放熱。將直接還原鐵長期存放會降低其金屬化率,部分原因是其結構疏松、表面積較大。如果將直接還原鐵在開放的堆場中存放6個月,則其金屬化率會降低1%。
  
  3直接還原鐵的裝入法
  
  分批裝料法:如果單批裝料,那么直接還原鐵的裝入量可以占總裝入量的15%。如果超過這個限度,直接還原鐵的顆粒會部分熔化,與石灰結合;直接還原鐵中的脈石會粘在爐膛內,形成傳熱速度很慢的結塊,難以熔化。這些甚至會堆在爐子裝料處的中央,使電極穿井困難,由于輻射作用,降低爐頂和爐壁的耐材壽命。而且,加入過多的直接還原鐵也使電爐的渣量增加。
  
  通過小批量加入的方法,直接還原鐵的加入量可以占到總裝入量的30%。但這樣會頻繁地打開爐蓋,使熱損失增加,降低電爐的生產效率。由于渣量加大,必須加強對化學成份的控制。
  
  4使用直接還原鐵對電爐指標的影響
  
  使用直接還原鐵對電爐的能量消耗、金屬收得率、生產效率和電極消耗均有影響。
  
  能量消耗。如果直接還原鐵的金屬化率較低,那么裝入爐內后就需要更多的FeO被還原。如果需要還原的FeO過多,就會減少電爐的熱效率,因為電爐內產生的CO減少、熔池的攪拌減弱,這相應增加了電爐對能源的需求。當DRI的金屬化率為94%~96%時,電爐的能耗可望獲得最佳的結果。
  
  在使用熱裝直接還原鐵的情況下,電爐的生產效率提高得更多。電極消耗。與全部使用冷態廢鋼的工藝相比,采用連續裝入直接還原鐵的方法時,電極消耗可降低30%。這主要是由于以下因素造成的:電爐的生產效率提高;電極的氧化減少;由于打開爐蓋的次數減少,使電極受到的熱沖擊減少;爐氣中CO的比例減少;由于廢鋼的沖擊減小,斷電極的次數減少。總之,直接還原鐵將繼續在電爐煉鋼中發揮重要作用。直接還原鐵能滿足電爐煉鋼對原料的質量要求,應用后能提高電爐的生產效率和能耗指標,從而使電爐煉鋼成為低成本的工藝路線。

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