云上高博会

隧道窑反应罐法直接还原炼铁新工艺

近年来，资源供应日益紧张的制约;原材料价格的上涨和产品价格的竟争;环境保护的日趋严格；这三种因素又唤起了人们对直接还原铁的热情。纯净钢的生产要求优质原料，废钢的不断循环造成了废钢中有害元素的积累，必须用直接还原铁去稀释废钢中的有害元素，保证电炉能冶炼出合格钢;长期以来冶金工作者期望改革钢铁工业生产的长流程，降低成本和改善环保。随着废钢循环量的增加，电炉钢的比例会不增加，钢中的有害元素含量必然会积累，必须发展还原铁生产工艺和提高产品质量来保证钢材的质量，这是世界钢铁工业发展的客观规律;我国目前直接还原铁的生产能力远远满足不了钢铁工业发展的要求，产品质量也不稳定，要生产出的优质还原铁，才能和进口还原铁竞争，开创自己的市场。日本神户钢铁公司开发的一种炼铁新技术ITmk3，是一种避开在有衬炼铁电炉中冶炼脉石含量高的预还原炉料的方法是在熔化前进行脉石分离，利用氧化铁生产与高护生铁质量相似的铁粒.神户钢铁公司将ITmK3视作第三代炼铁技术. 在ITmk3工艺中，用粉矿和煤粉制成的复合生球装入转底护中加热到1350-1500℃的温度范围，由于温度高，复合球团迅速还原成铁，并部分熔化，使得铁从球团内生成的液态炉法中分离出来。铁粒含铁96%~98%,碳2.5%~4.3%、硅0.2%、锰0.1%,硫和磷都在0.05%~0.06%范围。铁粒可直接装入电炉或转炉中使用. 我国先后开发过多种DRI生产工艺目前实施过的工业生产方法有：我国先后开发了多种DR1生产工艺，目前己实施或实施过工业化生产的方法有:倒焰窑罐式法、隧道窑罐式法、冷固结球团回转窑法、回转窑一步法(链蓖机一回转窑法)、斜坡炉法(XSH一A法)，以及使用块矿的回转窑法等。此外，还有许多工艺正在建厂或开发研究。如:自固结球团回转窑法(CR1M M法)，回转窑两步法，转底炉法，改进转底炉法，连续炉法，自热式煤矿球团法，煤基流化床法，煤制气竖炉法，水煤浆制气竖炉法，含碳球团(压块法)等。我国多数直接还原生产厂采用隧道窑反应罐法，生产工艺落后，能耗高，对环境的污染严重，产品质量稳定性差。且大多是生产海绵铁。本研究是在现有主要装备——隧道窑基础上，借鉴日本神户第三代炼铁技术思想，从直接还原反应的根本理论出发，利用本公司现有隧道窑技术，已从试验室系统研究开发隧道窑生产珠铁的工艺。为优化和工业化生成提供确实可行的理论依据。对含碳球团还原、熔分行为进行研究。对影响球团还原与熔分速率的因素如温度、配碳量等进行研究，确定珠铁形成的最佳条件；反应动力学条件良好，氧化铁的还原速度很快速，可以获得高的金属化率。对含碳球团还原熔分过程中硫行为进行研究。研究整个过程中硫含量的变化规律；对特殊矿石—钒钦钛磁铁矿和钛精矿的含碳球团的还原熔分的基本规律进行研究。提出利用隧道要进行含钛矿提铁富钛的设想；研究实现设想的新型添加剂和基本功艺参数，获得铁钛分离的最佳条件；为扩大隧道窑珠铁工艺对矿石的适用范围提供了依据。

北京科技大学 2021-04-13