熔融还原理论和生产实践上,能耗和成本比高炉高。陕西专业低硫球团粉高炉有热风炉,熔融还原设施没有热风炉。高炉炼铁所需的能源有78%来自焦炭和煤粉的燃烧,有19%来自热风,3%是炉料化学反应热。热风炉热量是依靠燃烧高炉煤气获得的。热风炉的热效率在80%以上。所以高炉是高效的炼铁设施。专业低硫球团粉加工熔融还原设施没有热风炉,其产生的煤用于发电。煤气发电,能源利用小于45%,是工序能耗比高炉高的主要原因。
专业低硫球团粉加工中国高炉炉料结构是高比例碱性烧结矿(烧结矿平均分配比在75%左右)配加少量酸性球团矿或天然块矿。烧结、球团、高炉、炼铁三工序组成的铁前系统,其能耗占钢铁流程总能耗的60%多,其污染物排放占钢铁业流程总排放的90%,而生铁成本占钢铁产品直接生产成本的70%左右。所以钢铁行业要节能、降本,要绿色发展,铁前系统是关键,也是结构性改革的重点。专业低硫球团粉加工高炉炼铁工艺已非常成熟,很难出现突破性的技术变革。但随着生产进行,资源尤其是焦煤资源、能耗、污染及温室气体排放等问题会日益突出。
陕西专业低硫球团粉炼铁时用的铁矿石,主要有赤铁矿石和磁铁矿石,在铁矿石中含有无用的脉石,主要成分是二氧化硅。炼铁时,被还原出的铁在高温下变成液体,温度在1500摄氏度左右,原燃料中的氧化硅、氧化铝等酸性氧化物熔点很高,不可在高炉中熔化。即便有机会组成较低熔点的化合物,其熔化温度仍很高,在高炉中只能形成一些非常粘稠的物质,造成渣、铁部分,难以流动。为了去除这种渣滓,选用石灰石作熔剂,石灰石在高温下分解成氧化钙和二氧化碳。专业低硫球团粉加工尽管熔剂中氧化钙和氧化镁自身熔点很高,但能同氧化硅和氧化铝结合成低熔点化合物,在高炉内足以熔化,形成流动性良好的炉渣,按相对密度与铁水分开,氧化钙在高温下与二氧化硅反应生成熔点比铁水温度还低的硅酸钙,与氧化铝生成硅酸钙,打开高炉上的出渣口,。液态硅酸钙先流出去,固成高炉渣,粉磨后形成矿渣粉,应用于混凝土中。
陕西专业低硫球团粉在炼钢过程中加入活性石灰让生铁S、P形成炉渣而去除。由于煅烧石灰的原料通常含有以二氧化硅为主的杂质,使煅烧后石灰的组成中有游离氧化钙和结合氧化钙,游离又分活性和非活性氧化钙。非活性氧化钙在普通溶解条件下,不能同水发生反应,但可能转化为活性氧化钙,活性氧化钙则是在普通溶解条件下能同水发生反应的那部分游离氧化钙。专业低硫球团粉加工氧化钙含量越高越好,而有害成分二氧化硅及S越低越好,不同的炼钢厂考虑到当地石灰的质量问题,对石灰成分的具体要求不尽相同。
专业低硫球团粉加工熔融还原炼铁是非高炉炼铁的分支,污染较轻,且几乎不用日益短缺、昂贵的冶金焦炭,备受全行业关注。其核心是一个还原单元和一个熔炼造气单元(进行终还原及为还原单元供还原气体)。目前受重视的还原设备是竖炉和流化床。竖炉是成熟的还原设备,目前唯一工业化的熔融还原就采用竖炉。陕西专业低硫球团粉流程高炉炼铁工艺固有不足有:1.必须使用焦炭。2.其副产品高炉煤气由优质焦炭而来。3.炼焦和烧结工序污染严重。4.高炉生产经济规模大,灵活性差。而熔融还原炼铁工艺,其产品和高炉铁水相似可用于转炉炼钢,同时还可解决高炉炼铁工艺的不足之处,尤其是环境影响这点。
陕西专业低硫球团粉烧结机就是把烧结料通过梭式布料器、泥辊下料、九辊布料器布到台车上,使用点火器把料面点燃,烧结机在运行的过程中,逐步把台车上所有烧结布料通过抽风全部烧结为烧结矿。高炉炼铁就是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按照规定配料由炉顶装料装置分批送入高炉,并通过装料系统均匀布到高炉内。专业低硫球团粉加工焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原,熔化成铁和渣,聚集在炉缸里面,定期从铁口、渣口放出。