海綿鐵詳細(xì)介紹
海綿鐵除氧劑基本概述:
直接還原鐵(DRI-Direct Reduced Iron)是精鐵粉或氧化鐵在爐內(nèi)經(jīng)低溫還原形式的低碳多孔狀物質(zhì),其化學(xué)成分穩(wěn)定,雜質(zhì)含量少,主要用作電爐煉鋼的原料,也可作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的冷卻劑,如果經(jīng)二次還原還可供粉末冶金用。
海綿鐵具體分析:
鋼材中非金屬材料和有色金屬使用比例增加,致使廢鋼質(zhì)量不斷下降。廢鋼作為電爐鋼原料,由于其來源不同,化學(xué)成分波動很大,而且很難掌握、控制,這給電爐煉鋼作業(yè)帶來了極大的困難。如果用一定比例的直接還原鐵(30~50%)作為稀釋劑與廢鋼搭配不僅可增加鋼材的均勻性,還可以改善和提高鋼的物理性質(zhì),從而達(dá)到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的目的。因此,直接還原鐵不僅僅是優(yōu)質(zhì)廢鋼的替代物,還是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材必不可少的高級原料.近年來由于鋼鐵產(chǎn)品朝小型輕量化、功能高級化、復(fù)合化方向發(fā)展,故鋼材中非金屬材料和有色金屬使用比例增加,致使廢鋼質(zhì)量不斷下降。
根據(jù)國外報導(dǎo),高功率電爐冶煉時,爐料搭配30—50%直接還原鐵,生產(chǎn)率提高10-25%,作業(yè)率提高25-30%。1996年2月26日我們在鹿泉市軋鋼廠三噸電爐上試驗表明,在爐料中搭配30—50%直接還原鐵,每噸爐料平均節(jié)約電能27%,節(jié)約煉鋼時間28%,耗氧量降低22%,鋼材物理性能明顯提高。就此,在電爐鋼爐料中搭配一定量直接還原鐵不僅可以提高電爐的生產(chǎn)能力,而且還能降低電耗和生產(chǎn)成本。
海綿鐵基本特點:
1、化學(xué)成分穩(wěn)定,有效稀釋鋼中殘余和夾雜金屬元素含量,改善鋼的質(zhì)量;
2、P、S有害元素含量低,可縮短精煉時間;
3、減少裝料次數(shù)、減少停電作業(yè)和熱損失,熔化速度快、電耗低、可提高效率、降低成本; 4、熔化期中,供電作業(yè)穩(wěn)定,允許大功率供電、口音低、煙塵少、工作環(huán)境好;
5、使用成本低廉,經(jīng)濟(jì)效益高。
生產(chǎn)工藝: 在工業(yè)上應(yīng)用較多的有鐵磷還原法,鐵精礦粉還原法等,即將軋鋼氧化鐵磷或精礦粉經(jīng)還原鐵壓塊機(jī)壓制成塊后,裝入焙燒管進(jìn)窯焙燒,生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)還原鐵。
直接還原鐵經(jīng)粗破(將直接還原鐵錠破成塊狀)中破(將塊狀直接還原鐵破碎成0~15mm的顆粒狀)后,再經(jīng)過磁選,去除SiO2、、CaS和游離碳等雜質(zhì)。用戶可再次使用還原鐵壓塊機(jī)壓制直接還原鐵顆粒,使直接還原鐵顆粒成型并達(dá)到一定的堆比重g/cm3要求。直接還原鐵破碎顆粒直接影響壓塊物理特性(壓縮性、成型性、堆比重g/cm3)對特鋼生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。
1. 鐵磷還原法:軋鋼氧化鐵磷是鋼材在加熱爐中加熱后在軋制過程中,其表面氧化層自行脫落而產(chǎn)生的。還原海綿鐵可采用熱軋沸騰鋼氧化鐵磷作原料,因為沸騰鋼氧化鐵磷中的TFe、C、S、P化學(xué)成分含量,能滿足還原海綿鐵生產(chǎn)的技術(shù)要求,在還原海綿鐵中最好不要以高碳鋼或合金鋼氧化鐵磷為原料。
2. 鐵精礦粉還原法:磁鐵礦的主要成分是Fe3O4經(jīng)采用濕式球磨、濕式磁選、聯(lián)合選礦工藝后產(chǎn)出的普通精礦粉,是生產(chǎn)還原海綿鐵的優(yōu)選原料。
為了脫除固態(tài)還原劑中的硫配入石灰石粉通過爐中的化學(xué)反應(yīng)吸收還原劑中揮發(fā)的H2S以免滲入海綿鐵中,見下列反應(yīng)式:
CaCO3→CaO+CO2 CaO+H2S+C→CaS+H2+CO
氧化鐵在隧道窯中加熱被固體碳還原的過程是比較復(fù)雜的過程。爐料以預(yù)熱到還原、冷卻將產(chǎn)生一系列物理化學(xué)變化,隧道結(jié)構(gòu)和性能是影響海綿鐵產(chǎn)量、質(zhì)量的重要因素。但控制和調(diào)節(jié)有關(guān)工藝參數(shù)使?fàn)t內(nèi)整個系統(tǒng)達(dá)到平衡,從而達(dá)到還原目的。又是決定產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量的關(guān)鍵。
海綿鐵工藝流程: 直接還原鐵的生產(chǎn)工藝流程可分為如下五個工序:
一. 原料準(zhǔn)備及其烘干破碎工序: 將脫硫劑、還原劑兩種物料裝入定量料斗,定量料斗按兩種物料的重量比,通過輸送機(jī)將物料送到烘干室內(nèi)對兩物料進(jìn)行烘干、混合。烘干后的物料含水量小于3%,烘干后的物料,通過輸送機(jī)送到還原劑破碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎,粉碎粒度為1.5mm以下。破碎后的物料,經(jīng)輸送機(jī)提升到高位料倉,然后再由輸送機(jī)送到儲存料倉。精礦粉由輸送機(jī)直接送入烘干機(jī)組進(jìn)行烘干,烘干后含水量小于3%,烘干后的精礦粉由輸送機(jī)送入高位料倉,然后再由輸送機(jī)送至儲存料倉。
二. 自動裝料工序: 本工藝根據(jù)需要可生產(chǎn)桶狀、柱狀或瓦片狀直接還原鐵。裝料系統(tǒng)由料倉、定量管和裝料頭三部分組成,精礦粉和還原劑,經(jīng)過儲存料倉,將料卸到布料倉內(nèi),再由裝料頭裝入每個還原坩堝,實現(xiàn)向坩堝布料。
三. 還原焙燒工序: 此工序在快速還原爐內(nèi)完成。適宜穩(wěn)定的爐溫和還原時間是決定直接還原鐵質(zhì)量的關(guān)鍵,此工序包括預(yù)熱、還原、冷卻三個階段。首先,載車經(jīng)過傳動機(jī)構(gòu),將載車送入快速還原爐內(nèi)的預(yù)熱段,在此間,物料中的水分完全蒸發(fā),脫硫劑分解,溫度升至還原溫度,進(jìn)入高溫還原段,在此間,氧化鐵被充分還原,形成單質(zhì)鐵,然后進(jìn)入冷卻段進(jìn)行冷卻,冷卻到200℃以下后出爐。
四. 自動卸料工序: 物料出爐后在常溫中降到100℃~50℃后進(jìn)入卸料系統(tǒng)進(jìn)行卸料。粉灰通過風(fēng)力吸走,直接還原鐵通過抓鉗,從坩堝中取走,實現(xiàn)自動卸料。
五. 產(chǎn)品處理工序: 由該工序完成直接還原鐵磁選、破碎及鈍化處理----壓塊。卸完料的載車進(jìn)入裝料系統(tǒng)裝料。直接還原鐵經(jīng)過卸料裝置進(jìn)入中間料倉。中間料倉的直接還原鐵經(jīng)過輸送機(jī)輸送至直接還原鐵破碎機(jī)進(jìn)行破碎,破碎后的直接還原鐵經(jīng)干磁選機(jī)進(jìn)行磁選,磁選后的直接還原鐵粉由輸送機(jī)輸送到HDYJ還原鐵壓塊機(jī)組進(jìn)行壓塊成形,通過傳動機(jī)構(gòu)入庫。
冷壓塊的實現(xiàn)有效地改善了直接還原鐵的抗氧化性能。降低了直接還原鐵的吸水性,縮小了體積,有利于直接還原鐵的長期存儲和長途運輸,同時使用時也提高了鋼水的收得率,因此倍受煉鋼企業(yè)的歡迎,在市場競爭中具有很強(qiáng)的生命力和競爭力。
市場前景:
冶金工業(yè)調(diào)整要求優(yōu)化鋼材結(jié)構(gòu),由注重規(guī)模與產(chǎn)量轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅刭|(zhì)量和效益,要提高鋼的質(zhì)量,如果原料仍以廢鋼為主,將是很困難的。這是因為廢鋼中有害雜質(zhì)Sn、As、Cu等幾乎100%殘留鋼中。單純使用廢鋼提高煉鋼質(zhì)量將是非常困難的,而使用部分海綿鐵(直接還原鐵)就避免了這些問題,所以對冶煉優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼,如石油套管、汽車用鋼、核電站用鋼、軍用鋼等配用海綿鐵(直接還原鐵)是非常重要的,也可以說生產(chǎn)特種鋼和優(yōu)質(zhì)鋼就必須配用海綿鐵(直接還原鐵)。
另外由于市場需求的發(fā)展,廢鋼需求量越來越大,廢鋼,特別是含雜質(zhì)較低的優(yōu)質(zhì)廢鋼缺口將日趨增大,相應(yīng)廢鋼價格日趨提高,促使直接還原鐵(海綿鐵)生產(chǎn)得到很大發(fā)展,海綿鐵(直接還原鐵),特別是海綿鐵(直接還原鐵)壓塊,市場前景將越來越好。
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