20G锅炉无缝钢管2014-03-03 今朝，本钱缺乏和环保压力对钢铁企业的生计和钢铁工业的可持续成长提出了严格挑衅，开辟炼铁新工艺成为必定。转底炉珠铁工艺是近十几年来鼓起的一项煤基非高炉炼铁新工艺，并已经实现了贸易化应用。该工艺的根本特点是若何？应用潜力若何？对我国钢铁工业的意义是什么？ 在赓续完美现有高炉炼铁工艺的同时，炼铁工作者一贯试图寻找新的非高炉炼铁工艺，以从华冶原创上缓解炼铁工序高排放和对本钱、情况过度依附的问题，形成了浩瀚直接还原、熔融还原技能。个中，转底炉珠铁工艺具有流程短、原料请求简单、反响速度快、设备简单、操作灵活等长处，同时可以在较低的温度下、较短的时光内实现渣铁分别，获得高品德生铁，近年来受到广泛存眷。珠铁工艺的基华冶原创根本理和特点 转底炉珠铁工艺是转底炉煤基直接还原工艺的进一步延长。该工艺仍然采取粉矿和粉煤的压块为原料，经由过程高温加热，除了要完成铁氧化物的还原外，还要实现金属铁渗碳和脉石造渣，最终达到渣铁分其余目标。含碳球团制备珠铁的过程包含加热、还原、渗碳和渣铁熔离4个根本过程，个中以还原、渗碳和渣铁熔离为主。 还原反响：一般认为铁矿含碳球团在高温前提下所产生的与铁氧化物还原有关的反响包含固—固直接还原、碳的气化、渗碳、气—固间接还原。全部还原反响包含固—固直接还原反响和借助气体中间产品的直接还原反响，并以借助气体中间产品的直接还原为主。 渗碳反响：铁氧化物被还原成金属铁后，因为其会与四周的CO和固体碳接触，从而会产生直接渗碳和间接渗碳反响。跟着温度的进步，间接渗碳反响在热力学上会受到克制，从而使间接渗碳反响速度先增长后减小，并且CO气体中只要有少量的CO2，渗碳反响速度就会明显降低。是以，珠铁生成过程中的渗碳反响以直接渗碳为主。浩瀚研究注解，金属铁或珠铁中渗碳量与温度、还原剂种类、脉石构成等成分有密切关系。 渣铁熔化及分别：当铁矿含碳球团被加热至1350℃～1450℃时，在完成铁氧化物还原、金属铁渗碳后，金属铁即敏捷熔化而集合成铁珠，同时CaO、SiO2、MgO、Al2O3等脉石氧化物和残存FeO产生造渣反响而熔化。因为熔态的铁和渣在密度、外面张力等方面的差别，渣铁实现分别，而外面张力的差别是决定渣铁可否实现优胜分其余关键。大年夜大年夜量实验室实验和美国MesabiNugget的分娩实践注解，在1350℃～1450℃经由10min～20min实现渣铁分别是完全可行的。技能和设备存在缺点和不足 今朝，没有哪一种炼铁工艺理论上是没出缺点的。固然，转底炉珠铁工艺与传统高炉炼铁工艺比较，不需烧结和焦化工序，工艺简单了很多，投资成本、污染物排放大年夜大年夜大年夜大年夜降低，操作也加倍灵活，还可以应用低品德的铁矿本钱和碳质原料。然则，转底炉珠铁工艺也有其技能和设备上的缺点和不足。 珠铁中硫含量的控制存在问题。因为珠铁工艺所用含碳球团直接以铁矿粉、煤粉为原料，矿、煤中的硫均没有经由预处理脱除，并且含碳球团渣铁熔分过程时光短，渣、铁流动性差，渣中FeO含量较高，是以脱硫后果较差。若采取进步碱度、添加脱硫添加剂等办法实现珠铁脱硫，则可能造成渣铁难以分别。今朝合适的脱硫碱度最高为1.2，此时球团中约80%的硫被脱除。当原燃估中的硫负荷较高时，宜经由过程选矿或氧化焙烧实现原料的预脱硫，或者在后续炼钢过程采取成熟的铁水预脱硫技能将铁水中硫含量降至合格程度，还可以将高硫珠铁用于分娩硫含量较高的钢种。总之，在转底炉珠铁工艺过程中要适度脱硫，不克不及对珠铁中的硫含量请求过于严格。 热效力和设备应用率低。转底炉经由过程烧嘴燃烧煤气加热炉体，热量经由过程炉顶耐火材料辐射至球团将其加热。与高炉优胜的气固热交换比较，转底炉的热效力很低，同时高温烟气从炉膛直接进入烟道，造成热量流掉落。一般认为，转底炉烟气带走了炉膛全部输入热量的50%以上。若排料和热废气的显热得以充分收受接收，加上炉膛中CO二次燃烧放热，同时降低转底炉本体散热，那么综合比较全部流程的能耗，转底炉珠铁流程可能会低于高炉炼铁。此外，转底炉炉膛高、料层薄，设备的应用率较低，分娩效力远低于高炉。 转底炉直接还原技能在我国成功的典范较少，工艺和设备成熟度低，尚没有丰富的工程设计和设备制造经验等均加大年夜大年夜了该工艺的不肯定性。对于珠铁工艺来说，因为请求更高的温度，设计、操作难度和设备保护费都邑有所增长。今朝较为成熟的转底炉年产量只能在50万吨旁边。从产量范围这一点来说，转底炉与年产数百万吨的高炉是无法比较的，替代高炉工艺更不实际，这也成为限制该技能推广的一大年夜大年夜难题。是以，转底炉不合适作为大年夜大年夜范围冶炼通俗生铁的设备。然则，在铁矿本钱丰富、以煤为重要能源、环保请求高的国度和地区，该工艺照样有应用前景的。 珠铁工艺的应用潜力 珠铁工艺节能减排潜力大年夜大年夜。转底炉珠铁工艺省去了烧结、球团和焦化工序，因而能耗和污染物排放会不合程度地降低。今朝，最大年夜大年夜贸易范围的转底炉尺寸为50m×7m，转底炉珠铁工艺最大年夜大年夜年产量为50万吨/年。在推敲烟气余热收受接收发电的前提下，转底炉珠铁工艺因为实现了煤的高效应用，吨铁能耗和CO2排放均比高炉炼铁工艺大年夜大年夜大年夜大年夜削减，个中吨铁能耗降低30%～35%。 转底炉珠铁—电炉炼钢流程与高炉—转炉炼钢流程比较，各类污染物排放率大年夜大年夜大年夜大年夜降低，减排率根本在40%以上。然则实际减排后果的短长须要分娩实践的考验，今朝这方面数据鲜有报道。 珠铁工艺可用于处理低品位复杂铁矿本钱。传统的高炉冶炼流程对铁矿石品位请求较高（一般TFe>50%），以削减渣量、实现炼铁过程的稳定操作。天然状况的铁矿石一般难以知足请求，铁矿石原矿必须经由决裂、磨矿、分选、脱水等一系列单位工序获得高品位的铁精矿，经由过程烧结、球团进入钢铁冶炼流程。然则，很多低品位铁矿石中铁矿物的嵌布粒度异常细，若要通过细磨实现铁矿物与脉石矿物的单体解离，要么成本增长，要么在今朝的技能前提下难以实现。此外，有些矿石中的铁氧化物长短磁性的，富集工艺比较复杂。是以，现有炼铁流程只能应用那些可以经济地实现磨矿并经由过程选别获得高品位铁精矿的铁矿本钱。 假如一种炼铁工艺可以直接有效应用脉石含量较高的低品位矿石，而无须经由复杂的富集过程，将极大年夜大年夜地拓展可用铁矿石的本钱量，并简化现有炼铁流程和下出世产成本。当然，过多脉石熔化造渣会增长能耗，从而降低其经济性。然则，与脉石尾矿不合，炼铁渣是一种商品，可以抵消一部分能耗成本的增长。 计算成果注解，跟着矿石品位的降低，吨铁总能耗、烟气带走的显热和造渣耗热逐渐增长。当TFe从61%降低到30%时，总能耗增长20%旁边，此时珠铁工艺的能耗仍优于高炉炼铁流程。然则，当矿石品位较低时，分娩率和铁的收得率会有所降低，且炉渣、烟气显热占总能耗的比例增长，显热收受接收和削减炉体散热显得加倍重要。 转底炉珠铁工艺的球团布料高度为1层～2层，气流不必穿过料层，不存在高炉炼铁工艺中因渣量大年夜大年夜出现的透气性问题，转底炉珠铁工艺可以遭受较大年夜大年夜的渣量。 综合上述分析，珠铁工艺理论上可以处理较低品位的铁矿本钱。调剂好合适的炉渣碱度和冷却轨制，因为热应力的浸染，渣和珠铁间可以天然分开，经由简单纯真的决裂和磁选，实现渣和铁的最终分别，获得高品德的生铁。珠铁工艺在我国的应用前景 我国钢铁行业CO2排放量占全国的15%，能耗占全国总能耗的15%～16%。以传统的高炉—转炉流程为例，炼铁体系（包含烧结、球团、焦化和高炉）的CO2排放量约占全部流程的95%。此外，2010年钢铁工业排放的SO2、NOx分别约占全国工业企业的9.5%、6.3%，而钢铁工业排放的SO270%以上、NOx80%以上来自炼铁体系。钢铁工业节能减排的重点在炼铁体系，而如今高炉炼铁体系日益完美，工艺变革对节能减排的意义便凸显出来。 截至2011岁终的统计，我国共有铁矿区4011个，铁矿查明本钱储量为744亿吨。我国铁矿石绝大年夜大年夜多半为须要选矿的贫铁矿，占总储量的97.5%，多组分共（伴）生铁矿石储量约占总储量的1/3。须选矿的贫矿中，磁铁矿占48.8%，矿石易选，是今朝开采的重要矿石类型；钒钛磁铁矿占20.8%，成分相对复杂，是今朝开采的重要矿石类型之一；赤铁矿占20.8%，混淆矿(磁—赤、磁—菱、赤—菱铁矿的共生矿)占3.5%，菱铁矿占3.7%，褐铁矿占2.4%，这类铁矿石一般难选，今朝部分选矿问题有所打破，但总体来说选别工艺流程复杂，精矿分娩成本较高。我国铁矿石平均TFe品位为32.67%，比世界铁矿平均品位低11个百分点。 在含碳球团还原熔分渣铁分别过程中，渣和铁不必达到较高的熔融度，渣—金反响动力学前提差，是以元素在渣—金间的分派远偏离均衡态。并且实际的转底炉分娩可以实现分段灵活控温，并且可以达到较高的温度程度。是以，转底炉珠铁工艺可认为我国低品位复杂铁矿本钱的应用供给加倍灵活的手段。 在可以预感的将来，我国环保请求会加倍严格，现有高炉炼铁流程必将受到更多限制，而转底炉珠铁工艺可以在必定程度上作为高炉炼铁的有益弥补。同时，“十二五”末我国共（伴）生矿产综合应用率的目标是45%，响应的共（伴）生矿、难选冶矿的综合应用量将达到2亿吨以上，我国复杂而丰富的铁矿本钱也为转底炉珠铁工艺的开辟供给了广阔的空间。（中国冶金报） GB9948-2006石油裂化管，GB6479-2000高压化肥管，GB5310-2008锅炉无缝钢管

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