专供球团矿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。香港专供球团矿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。
熔融还原理论和生产实践上,能耗和成本比高炉高。香港专供球团矿粉高炉有热风炉,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。专供球团矿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。
香港专供球团矿粉含碳球团焙烧初期0-2min强度的降低是由球团内部孔隙率增大引起。5-8min由于球团内部铁相的生成,铁颗粒相互粘结使得球团抗压强度提高。2-5min强度均较低且变化缓慢则是两者共同作用的结果。使用好的粘结剂配比造球后,直接进行还原焙烧磁选试验,焙烧温度为1200℃,焙烧时间为100min条件下可得到全铁品味95.64%,回收率88.42%的直接还原铁。专供球团矿粉加工使用好的粘结剂配比造球后,直接进行还原焙烧磁选试验,焙烧温度为1200℃,焙烧时间为100min条件下可得到全铁品味95.64%,回收率88.42%的直接还原铁。
专供球团矿粉加工对高炉使用金属化炉料要结合能源来源。理论上,高炉使用金属化炉料生产,每提高金属化率1%,可降低燃料比0.5-.06%。这里包括直接还原铁、金属化球团和烧结矿等。但生产直接还原铁、金属化球团矿和烧结矿消耗能量,如果利用钢铁联合企业内部的二次能源生产出来的这些产品,炼铁系统的能耗会得到降低。若利用外来能源生产这些产品,再加上高炉炼铁的能耗,炼铁系统的能耗和成本就会上升。欧美部分高炉生产实践已经得到证实。专供球团矿粉加工直接还原铁所用原料含铁品味要求:赤铁矿>66.5%,磁铁矿>67.5%,有害杂质含量少。我国高品位铁矿少、天然气资源不足,不适宜大力发展直接还原铁生产。
香港专供球团矿粉转炉渣的温度在1500℃以上,但普通石灰石矿含有杂质,其分解温度低于700℃。而当前炉渣显热还未能很好利用。因此炉渣显热用于石灰石的分解,生产转炉用造渣剂,是有希望实现的措施。专供球团矿粉加工而转炉渣缺点是P含量高,利用渣热分解石灰,能提高渣的氧化钙含量,且稀释P含量。设想每炉倒渣后,向渣罐液渣表面投入部分石灰石,利用炉次之间时间慢慢反应,然后下一次炉次倒渣后,继续投入石灰石,这样依次投加。后来翻渣后的钢渣中的氧化钙含量增加而P含量减小,可作为返回料再入转炉使用。
香港专供球团矿粉炼钢中广泛采用加入一定数量的白云石替代部分石灰的造渣工艺补炉,白云石造渣工艺主要目的是延长炉衬寿命,根据氧化镁在渣中哟哦一定溶解度的特点,向炉内加入一定数量的白云石,从而减弱熔渣对镁质炉初中氧化镁的溶解。专供球团矿粉加工另一方面,冶炼中随着炉渣碱度的提高,渣中氧化镁达过饱和转态而有少量的固态氧化镁颗粒析出,让后期炉渣的粘度明显升高。加白云石造渣补炉,可大幅提高炉龄。