铁精粉除了作为高炉炼铁原材料外,还可以加工成为直接还原铁供电炉熔炼优质钢。
制取直接还原铁的直接还原法是将铁矿石或氧化球团在低于溶化温度下还原成直接还原铁的生产过程,所得到的直接还原铁未能充分渗碳,因而含碳量低于2%,从这点来看,直接还原铁具有钢的性质,而实际上也多作为废钢代用品用于电炉炼钢。
一百多年来,直接还原铁的主要贡献是:1873-1920年英国建立了第一个还原冶金生产厂,1930年德国提出了回转窑粒料法;1932年瑞典开始试验竖炉法等等;直接还原铁炼钢在墨西哥、美国、加拿大钢铁公司与其他公司共同进行了连续加直接还原铁的试验研究,其生产的钢质量、经济效益等方面都超过了用废钢的指标。
我国也在上世纪六十年代进入了直接还原铁的生产试验,福建的福州、浙江丽水还进行了回转窑生产直接还原铁的工业试验,其铁矿成分为:Fe 63.87%、Sio 24.32%、Mgo 25.14%、Aio 30.66%,直接还原铁金属化率95%,其中Fe 86%、C 0.66%。近几年直接还原铁的生产有了一定的发展,主要是地方小矿山生产的铁精粉多,而且生产直接还原铁投资少、见效快、利润大,生产方式以简易反应罐法及改造成隧道窑来生产直接还原铁。
目前国际上及国内均有不少直接还原铁生产技术及各种炉型。所生产的直接还原铁供给炼钢厂做为优质原料生产钢或助溶剂、冷却剂使用,它的确能为提高钢材质量及增加钢材品种等各方面起到一定的积极作用,但作为一种原料,它的生产量远不能满足现在钢铁生产的需要,究其原因:目前世界上及国内的直接还原铁(海绵铁)炉多少都存在一些弊端;以气基还原法为例。在能源日紧的情况下,用天然气还原虽然有许多长处,但其价格较贵,无疑加大了生产成本。而且天然气也不是什么地方都有。因此气基还原法的发展受到了一定的限制。用煤作为热源及还原剂生产直接还原铁,从成本上确实能降低,而且大部分地方都可以搞。但目前国内外还原炉技术均存在不同的缺点,也限制了直接还原铁的生产,以现在国内普遍使用的回转窑来说,它确实比较大型化,产量也较高。但由于其装置较大,装置内外设施较多,因此其一次性投资较大,而且耗煤量也大,在实际生产中往往发生结团现象,需停炉处理。而且产出的直接还原铁还需经磁选将铁、煤渣分离,而细小的直接还原铁还需经压块后才能使用,这样会加大实际工作量,无疑加大了成本。至于隧道窑法,多管炉法及罐式炉法等均存在用煤量大,还原率较低等弊病,因此这些炉型很少被利用;以上所述及为谈及的竖炉法,大都使用氧化球团,很少直接使用高品位矿石直接进炉还原,因为这些炉无法解决铁矿石在低温条件下(700℃以下)产生爆裂,直接影响上升气流的通畅而影响还原,前苏联虽然设计了在竖炉上部增加燃烧室以解决矿石预热及矿石低温爆裂问题. 但无疑加大了建炉成本,到目前仍处于试验期,尚未对炉子加以定型,只有美国用“电热还原法”靠电元件通电后炉上部的炉料产生电阻热加温到600℃以上后与上升煤气相遇进行还原,该炉型早在80年代正式投入生产,使它即耗电又耗煤,因此它的成本也没降多少,它出来的海绵铁还需经磁性分离出海绵铁而淘汰煤渣及残留的石灰渣、粉,因此后道工序也会加大工作量及成本;
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