转底炉煤基直接还原是近30 年间发展起来的炼铁新工艺,主体设备源于轧钢用的环形加热炉,虽然初的目的只是用于处理含铁废料,但很快就有美国、德国、日本等国将其转而开发应用于铁矿石的直接还原。由于这一工艺无需燃料的制备和原料的深加工,对合理利用自然资源、保护人类环境有积极的作用,因而受到了冶金界的普遍关注。
转底炉因具有环形炉膛和可转动的炉底而得名,其原料是铁矿粉和煤粉制成的含碳球团,经配料、混料、制球和干燥后加入转底炉中,炉膛温度可达1250~1350℃左右,含碳球团在这样的高温下,随着炉底旋转一周的过程中,铁矿被碳快速还原,生成金属化球团,后由螺旋出料机推出炉外,经冷却后运往熔分炉作原料,或作为电炉炼钢的原料。
转底炉含碳球团炼铁关键技术
1 金属化球团冷却设备
不同于氧化球团,高温金属化球团在大气中易于氧化,因此,设计金属化球团冷却机时应考虑到防止再氧化。熔分炉采用热装时同样需要采取防氧化的措施。
2 炉子热工
转底炉高温快速还原,关键炉温必须保持在1350℃左右,国外使用然气为燃料,容易实现大于1350℃的炉温。我们采用发生炉煤气或者高炉煤气,实现办法主要采取高风温和煤气预热。另一方面,预热段、还原段应喷吹二次空气并形成强紊流,使得预热段产生的挥发分和还原产生的CO 在炉内快速、充分地燃烧(后燃烧),以便弥补球团还原强烈吸热,节约外部燃料消耗。在炉子还原末段,为了避免球团层上表面再氧化,则应严格控制二次空气流的进入,且控制烧嘴燃烧在亚化学计量条件下进行,以保持该区域一定的还原性气氛。烧嘴设计应大程度确保:在炉料上提供均匀的温度分布,防止局部过热;降低扰动和炉料附近的搅拌,以消除被CO2 和H2O 再氧化。根据还原过程的要求控制炉内各段的温度和气氛,从而优化各段烧嘴的布置。
转底炉主要部位施工工艺
炉墙耐火材料的结构U四层,厚度为435mm。外层是25mm厚的 纤维毯,依次是50mm厚的纤维板、65mm厚的轻质砖、289mm厚的耐火浇注料。炉墙浇注料应在砌砖部分检查合格后进行 浇注。锚固砖从下往上挂设,在铺设 连热层和砌筑轻质砖的过程中放置,锚固砖周围 要用纤维毯或纤维棉填实,避免出现缝隙。然后 进行烧注料施工。烧注炉墙时,每片留设膨胀缝膨胀缝宽25-32mm,米用可拆式聚氯乙稀板制宁,膨胀缝外侧砌耐火砖密封。拆模后用纤维毯填充。
炉墙分两次施工,首先施工下部530mm部 位,并检查金属锚固件的布置是否符合设计要 求,同时按照图纸的要求布设金属锚固件,品种 为18种2215件。锚固件外部刷0.5mm的沥青 漆。膨胀缝为20,采用聚氯烯制作。模板采用木模和钢模相结合制作。等炉底浇注料施工完毕后,再施工上部炉墙。所有支设模具必须注意孔洞的留设。孔洞采用定制的聚氯烯制作,观察孔订做 一种规格,然后现场调节。烧嘴采用钢板制作。
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