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皓泉讲解:海绵铁在电炉中的应用

来源:皓泉水处理 作者:Hnhqtl 日期:14-12-30 浏览:

1海绵铁在电炉中的应用
  
  海绵铁指的是通过还原固态氧化铁(通常是赤铁矿)的方法,获得的金属化的产品,通常叫做直接还原铁(DRI)。海绵铁保留了铁矿石的外形,但其重量比铁矿石减少了30%,因为矿石中的氧已经被还原了。海绵铁的比重为4.4g/cm3,而固体铁的比重为7.8g/cm3。铁矿石在还原的过程中,内部形成了许多孔洞,因而被称为“海绵铁”
  
  。直接还原铁逐渐在电炉中得到应用,成为废钢的替代品之一。这主要是因为与废钢相比所具有的成本优势。它也是一种高质量的金属化产品,因而可以部分替代一些质量不高的废钢。
  
  直接还原铁是用还原剂还原矿石后形成的,所用的还原剂包括天然气或非焦煤。还原剂不同,所生产的DRI的化学成分也不同。、
  
  2对直接还原铁的质量要求
  
  尺寸:在连续装料的情况下,直接还原铁的尺寸是非常重要的参数。尺寸很小(1~2mm)的材料在接触炉渣的时候可能很快被氧化,也可能被烟道抽走。尺寸过大(>30mm)在连续装料的时候也会产生问题。使用通过炉顶连续装料的方法时,应该限定<2mm的海绵铁的比例。
  
  密度:直接还原铁从炉顶装入电炉后,必须能够穿过渣层,留在炉渣/钢液的界面,这样可以保证有效的传热和化学反应。如果直接还原铁的密度过低,就会浮在炉渣表面上;而密度过高,又会穿到钢液中去。所以,最好是将直接还原铁的密度控制在4~6g/cm3的范围内。
  
  单体的重量:块状直接还原铁穿过炉渣的时间取决于时机如何。如果直接还原铁块较小,留在炉渣中的时间过长,就会发生炉渣沸腾的现象。此时,炉渣的流动性起着非常重要的作用。然而,如果直接还原铁较大,就不会有严格控制炉渣流动性的要求。
  
  冲击强度:直接还原铁应该有良好的冲击强度,这样可以防止其形成大量的粉末。在电炉中应用时形成大量的粉末是不希望发生的现象。
  
  抵抗气候的能力:直接还原铁存放在空气中时,容易氧化和放热。将直接还原铁长期存放会降低其金属化率,部分原因是其结构疏松、表面积较大。如果将直接还原铁在开放的堆场中存放6个月,则其金属化率会降低1%。
  
  3直接还原铁的装入法
  
  分批装料法:如果单批装料,那么直接还原铁的装入量可以占总装入量的15%。如果超过这个限度,直接还原铁的颗粒会部分熔化,与石灰结合;直接还原铁中的脉石会粘在炉膛内,形成传热速度很慢的结块,难以熔化。这些甚至会堆在炉子装料处的中央,使电极穿井困难,由于辐射作用,降低炉顶和炉壁的耐材寿命。而且,加入过多的直接还原铁也使电炉的渣量增加。
  
  通过小批量加入的方法,直接还原铁的加入量可以占到总装入量的30%。但这样会频繁地打开炉盖,使热损失增加,降低电炉的生产效率。由于渣量加大,必须加强对化学成份的控制。
  
  4使用直接还原铁对电炉指标的影响
  
  使用直接还原铁对电炉的能量消耗、金属收得率、生产效率和电极消耗均有影响。
  
  能量消耗。如果直接还原铁的金属化率较低,那么装入炉内后就需要更多的FeO被还原。如果需要还原的FeO过多,就会减少电炉的热效率,因为电炉内产生的CO减少、熔池的搅拌减弱,这相应增加了电炉对能源的需求。当DRI的金属化率为94%~96%时,电炉的能耗可望获得最佳的结果。
  
  在使用热装直接还原铁的情况下,电炉的生产效率提高得更多。电极消耗。与全部使用冷态废钢的工艺相比,采用连续装入直接还原铁的方法时,电极消耗可降低30%。这主要是由于以下因素造成的:电炉的生产效率提高;电极的氧化减少;由于打开炉盖的次数减少,使电极受到的热冲击减少;炉气中CO的比例减少;由于废钢的冲击减小,断电极的次数减少。总之,直接还原铁将继续在电炉炼钢中发挥重要作用。直接还原铁能满足电炉炼钢对原料的质量要求,应用后能提高电炉的生产效率和能耗指标,从而使电炉炼钢成为低成本的工艺路线。