海綿鐵生產(chǎn)工藝

在中國，目前海綿鐵行業(yè)的生產(chǎn)主要采用煤基隧道窯罐式法，本工藝的技術(shù)比較成熟，也比較穩(wěn)定，近年來隨著我國鋼產(chǎn)量的日益巨增，海綿鐵的需求量也越來越大。還原海綿鐵的技術(shù)和裝備也自然在不斷的發(fā)展，還原裝備經(jīng)歷了倒焰窯、輪窯、燒煤隧道窯、熱煤氣隧道窯。也有回轉(zhuǎn)窯、豎窯、轉(zhuǎn)底窯等其它方式，而主流還原裝備就是——隧道窯罐式法。

采用固體碳還原法生產(chǎn)海綿鐵，原料主要為軋鋼氧化鐵皮(俗稱鐵鱗)或精礦粉，經(jīng)過烘干、篩分、磁選、研磨等一系列處理后的鐵鱗與還原劑通過環(huán)形裝具裝入耐火罐再裝車之后進(jìn)入隧道窯，整個(gè)還原反應(yīng)在隧道窯中發(fā)生。

為了更好地控制海綿鐵質(zhì)量，了解其基本原理和生產(chǎn)工藝要求是必不可少的。就海綿鐵生產(chǎn)的基本原理及質(zhì)量控制作一簡(jiǎn)要敘述。

    還原反應(yīng)基本原理

鐵的氧化物的還原過程是分階段進(jìn)行的，即：Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe。研究表明：用固體碳直接還原鐵的氧化物時(shí)，當(dāng)溫度高于570℃時(shí)反應(yīng)為：

3Fe₂O₃+CO=2Fe₃O₄+CO₂

Fe₃O₄+CO=3FeO+CO₂

FeO+CO=Fe+CO₂

當(dāng)溫度低于570℃時(shí)，由于FeO不能穩(wěn)定存在，F(xiàn)e₃O₄直接還原成金屬鐵：

Fe₃O₄+4CO=3Fe+4CO₂

雖然固體碳能直接還原鐵的氧化物，但是固體與固體之間接觸面積很有限，因而固—固反應(yīng)速度慢。只要罐內(nèi)有固體碳存在則碳的氣化反應(yīng)總是在進(jìn)行，即系統(tǒng)內(nèi)總會(huì)發(fā)生C+CO2=2CO這樣的反應(yīng)，故達(dá)到一定溫度時(shí)系統(tǒng)內(nèi)總有大量CO存在，它可以加快固體碳還原鐵氧化物的速度。因此固體碳還原鐵的氧化物實(shí)質(zhì)上就是CO間接還原反應(yīng)與CO2和C的氣化反應(yīng)的綜合反應(yīng)，即固體碳還原鐵的氧化物的原理。

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