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SL—RN法(SL—RN process)

作者:1 发布时间:2010-02-07 文字大小:【大】【中】【小】

以回转炉、冷却筒为主体设备,用铁矿石或者球团矿以及非黏结性动力煤为原料生产直接还原铁的回转窑直接还原法。该法由德国鲁奇(Lurgi)公司于1964年创立,是将SL法(由加拿大钢铁公司(Stelco)和鲁奇公司于1960年研制成功)和RN法(由美国共和钢铁公司(Republic Steel)及美国国家铅公司(National Lead)于1920~1930年间开发)组合,发挥它们的优点,再加以改进并用该4家公司英文名称的第一个字母定名的。煤基直接还原炼铁厂,采用SL一RN法的较多。该法在出炉废气燃烧、料床强化预热、碎矿喷吹入炉等方面有独到之处。

工艺特点 SL—RN法的主要原料为氧化球团矿和块矿,但也有的用钒钛磁铁矿砂不经造块直接入炉,利用排出废气预热还原用褐煤和矿砂,以提高生产率。

 



sL一:RN法回收废热的直接还原工艺流程示意图
 
 
球团矿化学成分(%)如下:
 
 
TFe      Fe2O3     Si02     Al203    CaO     MgO       S    P     H2O
 
 
66.5      95.1      2.8      O.5      1.5     O.1      O.01  O.02  4.5

天然富矿石:TFe67.6%;脉石2.8%;S0.015%;其他0.6%。所用还原剂主要是非结焦性高反应性煤(次烟煤、烟煤、褐煤)。在特殊情况下,偶尔也能用无烟煤、焦屑等。煤的反应性和煤灰软熔点决定炉料还原温度。为满足炉内各段温度要求和充分利用煤的热能,应根据还原剂的挥发分含量高低,调整从进料端和出料端加入的还原剂比例。煤的灰分含量、煤灰软化行为、颗粒大小、含硫量等都要重视。还原剂的工业分析举例:水分15%;灰分10%;挥发分30%;固定碳60%;硫O.8%以下;煤灰软化点(T1)1200℃以上;反应性1.0以上(cm3CO/g•s)。回转炉和冷却筒两端配置专门的密封装置。含铁炉料进入炉内干燥和预热带,经埋入式喷嘴直接往料床内送风,强化预热过程。沿炉身长度方向装配数台固定在炉壳上的小型二次风机,向炉内自由空间送风,燃烧从料床内逸出的CO、H2等可燃气体。采取从排料端喷吹碎矿入炉的专利技术,解决块矿破碎产生的碎矿利用问题。对排出的高温废气,先进行燃烧再经冷却、除尘排放大气,以利环保。也可以利用废气余热发生蒸汽和发电,每生产1t还原铁所产生的废气可发电320~585kWh(因不同煤种而异)。炉内煤中的一部分硫,经热解、气化析出含硫气体,为防止还原铁吸硫(包括来自含铁原料的硫)要使用脱硫剂(石灰石或者白云石)。脱硫剂粒度(0.5~3mm)一般取决于从排出炉料中回收过剩煤的粒度。还原铁从炉排料端直接进入冷却筒间接冷却至100℃以下。冷炉料经筛分、磁选,分离出还原铁产品和非磁性物料(过剩煤、脱硫剂、煤灰)。用含钒钛的铁矿砂作为原料所生产的粉粒状还原铁,随同全部排出的炉料不必冷却而是直接热装进电炉冶炼含钒生铁。为了明确原料和煤是否符合生产工艺要求并具有良好的接触条件,在建厂前的可行性研究工作中必须先对所选定的煤和原料做冶金性能检测和物料粒度等的条件检测。SL—RN法的工艺流程如图。还原铁的化学成分(%)如下:

   TFe                               MFe                       金属化率       S                C               脉石

90.33~                              84.0~                  93.0                 0.01          0.15~      4.7~7.7

93.20                                86.7                                                                 0.20

应用 还原铁产品主要用途为代替废钢电炉炼钢和冶炼超纯钢种的原料和稀释剂。根据还原铁的含铁品位不同还有其他用途:例如,作生产工业纯铁、高炉炼铁、化铁炉、粉末冶金原料和转炉炼钢的冷却剂等。还原铁应用在上述工艺都能明显改进技术经济指标和产品质量。1968~1993年期间全世界已有13个SL—RN法的工业生产工厂、35座回转炉、设计生产能力达561.1万t/a。具体情况如下:

 

国外已建SL/RN工厂情况(1968~1993年)
 
 

    公  司   投产年 炉座数 炉尺寸/m 矿  石     煤     年生产能力/万t
澳大利亚西方钛公司     1969     1 茹2.4×30 钛铁矿精矿   次烟煤     1.5
南非海威德钢和钒公司 1968~1985     13 西4×60     块矿     烟煤 250.0(金属化率50%以上)
新西兰钢公司I     1970     1 西4×75 精选海砂     褐煤     17.5
巴西皮拉提尼钢公司     1973     1 壬3.6×50 球团/块矿     烟煤     6.O
日本钢管公司福山铁厂     1974     1 壬6×70     炉尘     焦粉     24.O
加拿大钢铁公司     1975     1 士6×125 块矿/球团     烟煤     36.O
美国赫克拉采矿公司     1976     1 茹3.6×50     球团     烟煤     5.O
秘鲁黑色冶金公司     1980     3 壬2.9×62     球团 无烟煤/焦粉     11.5
南非钢铁工业公司 1984~1985     4 西4.8×80     块矿     烟煤     72.O
新西兰钢公司Ⅱ     1986     4 壬4.6×65 精选海砂     褐煤     86.6
西澳大利亚矿砂有限公司     1986     l 西4.6×68 钛铁矿精矿   次烟煤     15.O
印度海绵铁公司 1980~1985     2 壬3×40     块矿     烟煤     6.O
印度比哈尔海绵铁公司     1988     1 西4.8×80     块矿   次烟煤     15.O
印度布拉卡什工业有限公司     1993     1   块矿/球团     烟煤     15.O