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高爐更換懸浮煉鐵新技術(shù)的優(yōu)點
發(fā)布時間:2015-11-19
懸浮煉鐵的最終目的在于更換高爐,但就中等規(guī)模來說,它能用于增加普通鋼鐵聯(lián)合廠的產(chǎn)量,其方法是把焦爐煤氣用作氫源,不僅被建議技術(shù)的一個重要條件是鐵礦石精礦是否能在得到的幾秒鐘停留時間內(nèi)還原成高程度的金屬化。在美國猶他(Utah)大學,由TerniumHylsa和ArcelorMittal鋼鐵公司(從Minorca礦山中)提供的氧化鐵精礦,分別篩成22~30微米和25~32微米,其還原速率正在測定。通過擴展Kaowool坯塊上的Hylsa精礦所進行的試驗和在流動的氫氣流中所加熱的試驗表明,在攝氏1100度時,在5秒鐘內(nèi)就已實現(xiàn)約80%的還原。由于用這個方法進行了這些試驗,單個顆粒的氫還原實際速率才能更高。為了更精確地測定單個氧化鐵顆粒的還原速率,設(shè)計并制作了一個下管反應(yīng)器系統(tǒng)。在這個設(shè)備中,Minorca精礦完全還原在攝氏1300度時停留時間不到2秒鐘就實現(xiàn)了。在攝氏1200度時,這些顆粒在2.2秒和2.8秒之間完全被還原。這兩個試驗的結(jié)果表明,該速率快的足以在閃速反應(yīng)過程中對當前生產(chǎn)的精礦進行還原。氧化鐵精礦和還原試樣可從掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片上觀察到。
這個新技術(shù)將具有下列優(yōu)點:與高爐相比,節(jié)能達到38%;通過直接使用已經(jīng)在美國生產(chǎn)的大量氧化細鐵精礦(希望從較新的鐵礦床生產(chǎn)鐵礦粉,目的是要大大減少廢石含量),淘汰焦爐、球團或燒結(jié),因為它們使用起來能耗大、污染嚴重而且費用較高。
有效減少或甚至完全清除工業(yè)中的二氧化碳散放物,這取決于被建議的懸浮還原技術(shù)中使用的還原劑和燃料的選擇。
在猶他(Utah)大學實驗性的試驗設(shè)備中有一個反應(yīng)器,這個反應(yīng)器裝備有一個專門設(shè)計的促進氣體和顆粒混和擾動的送料機,它模擬了工業(yè)反應(yīng)器中的狀態(tài),但是很難在較小的設(shè)備中創(chuàng)建。
必須克服的一個技術(shù)問題是供熱問題。不同于硫化物熔煉反應(yīng),硫化物熔煉反應(yīng)是高放熱的,因而幾乎不需要或不需要外部加熱,氣體還原反應(yīng)需要外部供熱。這個熱量可以通過燃燒部分還原劑在內(nèi)部產(chǎn)生,或由等離子氣體供應(yīng),或燃燒其它燃料產(chǎn)生。這些類型的工藝,熱還原氣體環(huán)境是在內(nèi)部產(chǎn)生的,在許多工業(yè)操作中得到使用。實例包括對天然氣、部分燃燒的煤炭氣化和處理EAF粉塵用的Horsehead火焰噴射反應(yīng)器工藝的改善。除了確定實現(xiàn)模擬懸浮工藝中高程度還原的可行性外,就使用這個設(shè)備來說,當前工作的主要作用包括提出這個問題。
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