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高爐更換懸浮煉鐵新技術的優點
發布時間:2015-11-19
懸浮煉鐵的最終目的在於更換高爐,但就中等規模來說,它能用於增加普通鋼鐵聯合廠的產量,其方法是把焦爐煤氣用作氫源,不僅被建議技術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秒鐘內就已實現約80%的還原。由於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,設計並製作了一個下管反應器系統。在這個設備中,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。這兩個試驗的結果表明,該速率快的足以在閃速反應過程中對當前生產的精礦進行還原。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。
這個新技術將具有下列優點:與高爐相比,節能達到38%;通過直接使用已經在美國生產的大量氧化細鐵精礦(希望從較新的鐵礦床生產鐵礦粉,目的是要大大減少廢石含量),淘汰焦爐、球團或燒結,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中的二氧化碳散放物,這取決於被建議的懸浮還原技術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備中有一個反應器,這個反應器裝備有一個專門設計的促進氣體和顆粒混和擾動的送料機,它模擬了工業反應器中的狀態,但是很難在較小的設備中創建。
必須克服的一個技術問題是供熱問題。不同於硫化物熔煉反應,硫化物熔煉反應是高放熱的,因而幾乎不需要或不需要外部加熱,氣體還原反應需要外部供熱。這個熱量可以通過燃燒部分還原劑在內部產生,或由等離子氣體供應,或燃燒其他燃料產生。這些類型的工藝,熱還原氣體環境是在內部產生的,在許多工業操作中得到使用。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火焰噴射反應器工藝的改善。除了確定實現模擬懸浮工藝中高程度還原的可行性外,就使用這個設備來說,當前工作的主要作用包括提出這個問題。
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