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日本大江山用回轉(zhuǎn)窯直接還原針鐵礦生產(chǎn)鎳鐵的工藝過程(編輯修改稿)

2025-11-25 09:22 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】 (a)原料使用的原料是硅鎂鎳礦，使用無煙煤和焦粉作為還原劑，燃煤和石灰石作為溶劑，典型的化學(xué)組分構(gòu)成見表 3～ 5。因為產(chǎn)品是直接使用于不銹鋼生產(chǎn)中，所以當(dāng)中的磷含量要控制在 %以下，因此我們使用了含磷量較低的特種煤。關(guān)于產(chǎn)品中的硫含量不做特別的限制，這是因為 AOD法冶煉不銹鋼有足夠的脫硫能力，同時硫在還原后的金屬聚集中還扮演著重要的角色。 (b)制團(tuán) 我們原來采用浸濕過程，即原料在篩選之后進(jìn)行濕式研磨，之后利用壓力較低的設(shè)備制成條狀團(tuán)塊，當(dāng)中的含水率在 32%左右。制團(tuán)這個過程在 1984 年進(jìn)行了改善，改進(jìn)后的團(tuán)塊含水量降為 18%，提高了團(tuán)塊的強(qiáng)度并節(jié)省了能源，這樣做的結(jié)果是增加了裝料量同時回轉(zhuǎn)窯獲得了穩(wěn)定的運行狀態(tài)。表 4 燃料的典型化學(xué)組分項目總水分內(nèi)水灰分揮發(fā)份固定碳磷硫熱值無煙煤 —— 6240 焦粉 —— 6920 煤 A 6310 煤 B 6400 表 5 典型的石灰石化學(xué)組分燒損 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO P S 這些完成的工藝過程改進(jìn)工作中，添加了氣落式磨礦機(jī)用于研磨和干燥礦物、混合及混磨機(jī)和制團(tuán)機(jī)等新設(shè)備。利用礦物特性調(diào)整礦物混合比例、通過可靠的含水量的調(diào)控生產(chǎn)出高品質(zhì)的團(tuán)塊，在這一階段，無煙煤、焦粉和石灰石等所有成分都添加進(jìn)團(tuán)塊當(dāng)中。團(tuán)塊在回轉(zhuǎn)窯的運行過程中起到了安全穩(wěn)定的作用，圖 2 表示的是礦物中粘土成分和水含量在成塊過程中的相關(guān)性。冶煉 (a)回轉(zhuǎn)窯的實際特性圖 3 展示了工藝過程典型的運轉(zhuǎn)條件，如圖展示的那樣，團(tuán)塊連續(xù)不斷地進(jìn)入到爐排當(dāng)中，與逆流行進(jìn)的熱煙氣完成熱交換之后進(jìn)入到回轉(zhuǎn)窯之中。在回轉(zhuǎn)窯里，團(tuán)塊平均行進(jìn)速度是 6m/h。在行進(jìn)期間，燃料煤燃燒產(chǎn)生的熱煙氣與其逆流行走，所有冶煉過程的各個階段為：脫水、還原、團(tuán)塊崩裂、熔渣生成、還原后金屬顆粒聚集。碳進(jìn)入到團(tuán)塊中作為燃料和還原劑參與反應(yīng)。工藝過程中最重要的技術(shù)是，通過團(tuán)礦均勻地加入到回轉(zhuǎn)窯中，完成了一個穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時獲得穩(wěn)定的溫度場，團(tuán)塊中的碳質(zhì)材料通過調(diào)控配比給預(yù)熱器提供了穩(wěn)定的獲取煙氣的條件。如團(tuán)塊品質(zhì)較低，那么入窯供料速率會發(fā)生變化，或者內(nèi)部所含的碳質(zhì)材料擴(kuò)散，將會導(dǎo)致物料與回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁接觸部位局部過熱或過冷，從而增加細(xì)顆粒煙塵，并使窯內(nèi)抽力情況惡化。這些問題被認(rèn)為是生成窯環(huán)、縮短耐火材料使用壽命、破壞金屬聚集的根本問題。圖 2 團(tuán)塊強(qiáng)度相關(guān)條件圖 3 回轉(zhuǎn)窯的運行 (b)回轉(zhuǎn)窯當(dāng)中的反應(yīng)行為圖 4 是計算機(jī)模擬以及我們停產(chǎn)檢修后關(guān)于溫度場和反應(yīng)狀態(tài)的調(diào)查結(jié)果，應(yīng)該注意在圖中，在爐排當(dāng)中（預(yù)熱器），由于發(fā)生的抽力被品質(zhì)較好的團(tuán)塊克服而有效地完成了熱交換，通過爐排之后的煙氣溫度為 90℃。團(tuán)塊行進(jìn)至回轉(zhuǎn)窯中部的時候，脫水、結(jié)晶水蒸發(fā)、石灰石分解等過程完成。鐵、鎳氧化物被還原氣還原開始的時候，因為體積膨脹以及逐漸軟化的關(guān)系，團(tuán)塊崩裂。為了有效利用團(tuán)塊當(dāng)中碳質(zhì)材料作為還原劑和燃料的作用，合理地控制其反應(yīng)性是其中的一項本質(zhì)因素。圖 4 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部反應(yīng)狀況物料移動至回轉(zhuǎn)窯出口約 30 米的時候，物料溫度上升至 1100℃以上，在這個階段，熔渣生成反應(yīng)開始，同時還原反應(yīng)發(fā)生。鎳氧化物呈橄欖石結(jié)構(gòu)（ Ni,M

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