工藝原理概述將固體碳還原劑和石灰石脫硫劑混合后與鐵系氧化物（鐵礦粉、球團(tuán)末等）采用自動(dòng)裝料機(jī)組分層裝入反應(yīng)罐（碳化硅或粘土質(zhì)）中，裝好料的反應(yīng)罐置于臺(tái)車上，臺(tái)車進(jìn)入隧道窯中，在外加熱作用下，經(jīng)過預(yù)熱帶、還原帶（1140~1180度）和冷卻帶整個(gè)還原周期約40小時(shí)的一系列物理化學(xué)變化，最后形成海綿鐵在窯外采用自動(dòng)卸料機(jī)出罐。

工藝還原過程海綿鐵在外熱反應(yīng)罐——隧道窯的還原過程中的物理化學(xué)變化如下：

預(yù)熱帶的爐料變化：

爐料中水分的蒸發(fā)和水化物的分解；

還原劑中揮發(fā)份的逸出；

脫硫劑碳酸鈣（即石灰石）的分解。

100℃以上時(shí)，吸附水大量蒸發(fā)逸出，

200℃時(shí)，結(jié)晶水開始分解，在300℃～400℃時(shí)分解結(jié)束。

H₂O+CO=H₂+CO₂     （≈500℃）

2H₂O+C=CO₂+2H₂     （≈500℃）

H2O+C=H2+CO      （≈1000℃）

爐料中含水量高，在還原過程中要消耗大量的熱量和CO或碳，對(duì)還原過程是不利的。因此，在對(duì)爐料進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制其含水量。

當(dāng)爐料被加熱至400℃時(shí)，還原劑中的揮發(fā)物開始強(qiáng)烈地放出，直至800～1000℃時(shí)方能結(jié)束。當(dāng)加熱至1000 ℃，揮發(fā)物（氣體）數(shù)量可達(dá)400m³/T還原劑。

當(dāng)還原劑中加有脫硫劑石灰石（CaCO₃）時(shí)，因受熱而分解。

CaCO₃=CaO+CO₂↑

這個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，CaCO₃分解時(shí)吸收大量的熱量。CaCO₃的分解溫度約為750 ℃，當(dāng)溫度達(dá)到910 ℃時(shí)，發(fā)生激烈分解。分解產(chǎn)物CaO與還原劑中的硫化合生成穩(wěn)定的CaS，從而達(dá)到去硫的目的。

CaO+FeS=CaS+FeO

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