鐵精粉除了作為高爐煉鐵原材料外,還可以加工成為直接還原鐵供電爐熔煉優(yōu)質(zhì)鋼。
制取直接還原鐵的直接還原法是將鐵礦石或氧化球團(tuán)在低于溶化溫度下還原成直接還原鐵的生產(chǎn)過程,所得到的直接還原鐵未能充分滲碳,因而含碳量低于2%,從這點(diǎn)來看,直接還原鐵具有鋼的性質(zhì),而實(shí)際上也多作為廢鋼代用品用于電爐煉鋼。
一百多年來,直接還原鐵的主要貢獻(xiàn)是:1873-1920年英國建立了第一個(gè)還原冶金生產(chǎn)廠,1930年德國提出了回轉(zhuǎn)窯粒料法;1932年瑞典開始試驗(yàn)豎爐法等等;直接還原鐵煉鋼在墨西哥、美國、加拿大鋼鐵公司與其他公司共同進(jìn)行了連續(xù)加直接還原鐵的試驗(yàn)研究,其生產(chǎn)的鋼質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益等方面都超過了用廢鋼的指標(biāo)。
我國也在上世紀(jì)六十年代進(jìn)入了直接還原鐵的生產(chǎn)試驗(yàn),福建的福州、浙江麗水還進(jìn)行了回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)直接還原鐵的工業(yè)試驗(yàn),其鐵礦成分為:Fe 63.87%、Sio 24.32%、Mgo 25.14%、Aio 30.66%,直接還原鐵金屬化率95%,其中Fe 86%、C 0.66%。近幾年直接還原鐵的生產(chǎn)有了一定的發(fā)展,主要是地方小礦山生產(chǎn)的鐵精粉多,而且生產(chǎn)直接還原鐵投資少、見效快、利潤大,生產(chǎn)方式以簡易反應(yīng)罐法及改造成隧道窯來生產(chǎn)直接還原鐵。
目前國際上及國內(nèi)均有不少直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)及各種爐型。所生產(chǎn)的直接還原鐵供給煉鋼廠做為優(yōu)質(zhì)原料生產(chǎn)鋼或助溶劑、冷卻劑使用,它的確能為提高鋼材質(zhì)量及增加鋼材品種等各方面起到一定的積極作用,但作為一種原料,它的生產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在鋼鐵生產(chǎn)的需要,究其原因:目前世界上及國內(nèi)的直接還原鐵(海綿鐵)爐多少都存在一些弊端;以氣基還原法為例。在能源日緊的情況下,用天然氣還原雖然有許多長處,但其價(jià)格較貴,無疑加大了生產(chǎn)成本。而且天然氣也不是什么地方都有。因此氣基還原法的發(fā)展受到了一定的限制。用煤作為熱源及還原劑生產(chǎn)直接還原鐵,從成本上確實(shí)能降低,而且大部分地方都可以搞。但目前國內(nèi)外還原爐技術(shù)均存在不同的缺點(diǎn),也限制了直接還原鐵的生產(chǎn),以現(xiàn)在國內(nèi)普遍使用的回轉(zhuǎn)窯來說,它確實(shí)比較大型化,產(chǎn)量也較高。但由于其裝置較大,裝置內(nèi)外設(shè)施較多,因此其一次性投資較大,而且耗煤量也大,在實(shí)際生產(chǎn)中往往發(fā)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,需停爐處理。而且產(chǎn)出的直接還原鐵還需經(jīng)磁選將鐵、煤渣分離,而細(xì)小的直接還原鐵還需經(jīng)壓塊后才能使用,這樣會加大實(shí)際工作量,無疑加大了成本。至于隧道窯法,多管爐法及罐式爐法等均存在用煤量大,還原率較低等弊病,因此這些爐型很少被利用;以上所述及為談及的豎爐法,大都使用氧化球團(tuán),很少直接使用高品位礦石直接進(jìn)爐還原,因?yàn)檫@些爐無法解決鐵礦石在低溫條件下(700℃以下)產(chǎn)生爆裂,直接影響上升氣流的通暢而影響還原,前蘇聯(lián)雖然設(shè)計(jì)了在豎爐上部增加燃燒室以解決礦石預(yù)熱及礦石低溫爆裂問題. 但無疑加大了建爐成本,到目前仍處于試驗(yàn)期,尚未對爐子加以定型,只有美國用“電熱還原法”靠電元件通電后爐上部的爐料產(chǎn)生電阻熱加溫到600℃以上后與上升煤氣相遇進(jìn)行還原,該爐型早在80年代正式投入生產(chǎn),使它即耗電又耗煤,因此它的成本也沒降多少,它出來的海綿鐵還需經(jīng)磁性分離出海綿鐵而淘汰煤渣及殘留的石灰渣、粉,因此后道工序也會加大工作量及成本;
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