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金俊、黄发元等。 2100433B
马鞍山钢铁股份有限公司、冶金工业信息标准研究院。
我国转底炉处理钢铁厂含锌粉尘技术研究
介绍了我国转底炉处理钢铁厂含锌粉尘技术,结合降低高炉锌负荷的几种方法以及转底炉和其它几种直接还原技术的比较,分析了转底炉直接还原技术处理钢铁厂含锌粉尘的优缺点,对转底炉技术提出了几点思考意见,以期为我国转底炉技术应用提供一点借鉴和参考。
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转底炉炼铁工艺是非高炉炼铁工艺的一种,是近30年才发展起来的,原料适用范围很广,不只适用于铁矿粉,还非常适合处理钢铁厂含铁含锌粉尘等废料。转底炉炼铁不使用焦炭,而是使用煤作还原剂,因而对环保非常有益。该工艺已获得工业应用,工业化应用较多的国家为日本和美国。我国自20世纪90 年代开始研究,2006 ~2007 年,山东瑞拓球团工程技术公司一座年产能为7万t转底炉曾连续生产7个月。因为转底炉工艺既有利于节能减排,又有利于发展循环经济,已成为国内外钢铁企业关注和研究的热点之一。韩国浦项、我国莱钢、马钢、昆钢等正在进行转底炉建设 。
转底炉(RHF)工艺的主体设备转底炉是由轧钢使用的环形加热炉演变而来,是一个平坦的、内有耐火材料衬的可以转动的环形高温窑炉。其烧嘴位于炉膛上部,所用燃料可以是天然气、燃油、煤粉等。
炉内的工艺过程是:球团等炉料从装入区装入炉内后随着炉床前进,首先在加热区被加热到1000℃以上,然后进入温度更高的还原区,氧化锌和氧化铁通过球团等铁料中所含的碳进行还原反应。
在还原区,锌以气态形式分离出来而被脱除。燃烧及反应所生成的气体沿着与炉床前进的相反方向流入废气系统中。被还原的球团等在炉内稍微冷却后通过排出装置排到炉外。转底炉工艺中,含碳球团等炉料中的碳是主要的燃料,其加热后产生的挥发份和还原铁氧化物等产生的CO是主要还原剂,外部烧嘴加热用燃料只是辅助部分,仅占所需能量的约15%。因此,含碳球团等炉料中的碳利用非常充分,该工艺既有利于节能又有利于减少污染物的排放。一般含铁料还原时间为半小时以内,所以转底炉是生产效率较高的工艺。
从所用原料角度来讲,转底炉工艺有使用含碳球团的、使用铁矿粉干压块的和直接使用铁矿粉的。已商业化的转底炉工艺中,大都是使用含碳球团的,包括Fastmet、Inmetco和美国ID I转底炉工艺等。使用铁矿粉干压块的DryIron工艺也实现了商业化生产。
在这些已商业化的转底炉中,只有美国ID I转底炉使用铁矿粉为原料,其它都是用于处理钢铁厂含铁废料的。一般情况下, Fastmet和Inmetco工艺所产的DR I金属化率较低,日本把这种产品用于高炉中。
Fastmelt、Redsmelt和美国的ID I工艺可以生产高品质的铁水,这些铁水可直接用于转炉炼钢。转底炉中直接使用铁矿粉的工艺有三种,都经过了中试,还没有工业生产厂。神户开发的ITmk3工艺中试成功后,计划于2009年在美国建成一座工业生产厂。ITmk3非常独特的一点是,其所产粒铁质量优良,可直接用于炼钢中 。2100433B