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為什么我國(guó)海綿鐵市場(chǎng)巨大,鋼廠還要化高價(jià)進(jìn)口國(guó)外的熱壓塊海綿鐵呢?!不喜歡用我們中國(guó)的 產(chǎn)品呢? 1,成本高;2,質(zhì)量差;3,規(guī)模小 成本高——因?yàn)槟壳八淼栏G罐式法海綿鐵主要采用 TFe=65-67%的鐵礦粉間接還原后取得的, 生產(chǎn) 工藝就完成了.
這種礦粉基本上符合高爐生產(chǎn)用,與高爐爭(zhēng)奪資源,其結(jié)果是礦粉價(jià)格越來(lái)越高,造成海綿鐵的成 本也越來(lái)越高. 目前隧道窯還原海綿鐵離不開(kāi)耐火罐,此一項(xiàng)費(fèi)用占 260-320 元/噸.這種生產(chǎn)模式,決定了企業(yè) 規(guī)模小,生產(chǎn)產(chǎn)量低;能耗大,此一項(xiàng)需要成本 500-600kg 的塊煤,合運(yùn)行成本 400-500 元/噸. 質(zhì)量差——因?yàn)槟壳八淼栏G罐式法還原海綿鐵大都采用鐵礦粉,還原后不進(jìn)行再加工,最多再加工
成冷壓塊.其產(chǎn)品的品位,金屬化率和脈石含量取決于原礦粉的指標(biāo),還原后無(wú)能為力.加上還原技術(shù)不 穩(wěn)定,所以還原出的海綿鐵大都品位在 86-89%,金屬化率在小于 92%,脈石含量在 5-14%.再加上隧 道法海綿鐵企業(yè)產(chǎn)量少,鋼廠只能委托經(jīng)銷(xiāo)商批量供貨,這也必然還存在人為的摻假現(xiàn)象. 所以鋼廠實(shí)際買(mǎi)到的海綿鐵根本不適合其應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn).冶煉成本較高. 規(guī)模小——中國(guó)海綿鐵生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)量超過(guò) 5 萬(wàn)噸規(guī)模的寥寥無(wú)幾,大都在 1-3 萬(wàn)噸的規(guī)模.鋼廠 不喜歡同企業(yè)簽定供貨合同.即便達(dá)成協(xié)議,其回款大都是承兌匯票,并且還不及時(shí). 既然中國(guó)有巨大的海綿鐵市場(chǎng),國(guó)家政策又鼓勵(lì)生產(chǎn)還原鐵.海綿鐵企業(yè)要為社會(huì)提供大量低成本, 高品質(zhì)的海綿鐵產(chǎn)品;同時(shí)還要獲得相當(dāng)?shù)睦麧?rùn).這使海綿鐵行業(yè)將來(lái)如何發(fā)展呢? 中國(guó)海綿鐵的出路是非常光明的.

只要做到: 1, 2, 投資規(guī)模與產(chǎn)品產(chǎn)量相當(dāng). 提供高品質(zhì)的產(chǎn)品.金屬化率在 96%以上;全鐵在 90-94%以上;脈石含量在 5%以下, 密度在 5.0t/m3 以上. 3, 4, 低成本運(yùn)行.生產(chǎn)運(yùn)行成本比現(xiàn)在的生產(chǎn)方式低 1000 元/噸以上. 企業(yè)規(guī)模大.每個(gè)企業(yè)的規(guī)模都在 15-50 萬(wàn)噸以上. 鋼廠和海綿鐵企業(yè)就一定雙贏. 要達(dá)到上述四個(gè)條件目前可能嗎?有這種工藝和裝備嗎? 有.我們就能.
中國(guó)是一個(gè)貧鐵礦資源發(fā)達(dá)的國(guó)家,有大量的赤鐵礦,鮞狀赤鐵,礦褐鐵礦,菱鐵礦,高硫,磷等 鐵礦資源以及硫酸燒渣,氧化鋁赤泥,銅冶煉,鉛鋅冶煉的尾渣等等一切低品位含鐵以及多金屬的資源. 把上述的原料資源化,生產(chǎn)海綿鐵的成本一定要降低 1000 元/噸.還可以獲得其它多金屬和非金屬 產(chǎn)品. 改革投資大;占地面積廣;消耗能源大,耐火罐多;設(shè)備自動(dòng)化程度低;勞動(dòng)力密集;還原品質(zhì)低 的隧道窯法生產(chǎn)模式和技術(shù)工藝. 改良投資巨大,原料運(yùn)行條件高,生產(chǎn)成本高的"鏈蓖機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-冷卻筒"的生產(chǎn)裝備和工藝水平.
根本改變煤基回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)海綿鐵生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)理念. 我們?cè)O(shè)計(jì)的煤基回轉(zhuǎn)窯法海綿鐵生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備就可以實(shí)現(xiàn)上述條件. 鐵礦石(鐵礦粉)還原,焙燒,熔融生鐵工藝技術(shù). 以鐵礦粉為例:煤基回轉(zhuǎn)窯法總能耗(含還原劑)為 600kg/t;煤基隧道窯法總能耗(含還原劑) 。
只兩項(xiàng)煤基回轉(zhuǎn)窯法的運(yùn)行成本就比煤基隧道窯法降 低 1000 元/噸以上.再加上其它優(yōu)勢(shì). 這就是說(shuō):煤基隧道窯法還原海綿鐵的生產(chǎn)模式已經(jīng)完成其歷史使命,將不在符合中國(guó)市場(chǎng)的需要 了. 大力開(kāi)發(fā)煤基回轉(zhuǎn)窯法,豎爐法(配合好的工藝技術(shù)),隧道窯無(wú)罐法以及礦石還原焙燒熔融法才 將是中國(guó)海綿鐵行業(yè)發(fā)展的方向. 把含鐵的礦和廢渣資源化是我們的目地.
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(chēng)鐵鱗)或精礦粉,經(jīng)過(guò)烘干,篩分,磁選, 研磨等一系列處理后的鐵鱗與還原劑通過(guò)環(huán)形裝具裝入耐火罐再裝車(chē)之后進(jìn)入隧道窯,整個(gè)還原反應(yīng)在隧 道窯中發(fā)生.其工藝流程如圖的原理. 生產(chǎn)工藝要求 -對(duì)鐵鱗的要求 鐵鱗的物理化學(xué)性能優(yōu)劣將直接影響海綿鐵的質(zhì)量.生產(chǎn)不同質(zhì)量等級(jí)的海綿鐵對(duì)進(jìn)廠鐵鱗的化學(xué)成 份要求如表  在物理性能方面的要求主要是鐵鱗的粒度.
研究表明,多相反應(yīng)與界面有關(guān),鐵鱗愈細(xì)其界面的面積 愈大,還原反應(yīng)愈快.但研究表明鐵鱗粒度細(xì)到一定的程度后,由于顆粒與顆粒之間的縫隙減小,透氣性 變差, 反應(yīng)速度會(huì)隨之降低. 經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明: 鐵鱗的粒度在 20～60 目范圍內(nèi)還原反應(yīng)效果較好.
單一的某種鐵鱗因其化學(xué)成份有時(shí)難以滿足質(zhì)量要求,生產(chǎn)中通常是將兩種或兩種以上的鐵鱗搭配使用以 滿足生產(chǎn)和質(zhì)量控制需求. -對(duì)還原劑的要求 應(yīng)用廣泛的還原劑主要有無(wú)煙煤和焦末,如采用焦末,由于其硫含量較高,因此焦末中還必須添加適 量的脫硫劑(石灰).對(duì)還原劑的化學(xué)成份要求如表

2 所示: 表2 名稱(chēng) 焦末 名稱(chēng) 石灰 還原劑化學(xué)成焦末的粒度對(duì)還原過(guò)程影響較大,為了加快碳的氣化反應(yīng),提高還原速度,要求焦末的粒徑≤8mm. 焦末的消耗量主要根據(jù)鐵鱗的含氧量而決定, 生產(chǎn)中考慮到焦末的燒損及 CO 的逸出等原因其使用量必須過(guò) 量.脫硫劑的摻入量視焦末的 S 含量而定,摻入量不足會(huì)使焦末中的 S 滲入到海綿鐵致使其 S 含量升高. -還原反應(yīng)的工藝條件 還原過(guò)程中,還原溫度,還原時(shí)間(生產(chǎn)上體現(xiàn)為進(jìn)車(chē)速度),料層厚度,還原氣氛是一個(gè)互相制約的 有機(jī)整體.
理論上,只要將各項(xiàng)工藝參數(shù)調(diào)至最佳狀態(tài),就會(huì)達(dá)到理想中的還原終點(diǎn),即海綿鐵氧,碳含 量都很低,相應(yīng)地鐵含量很高.但是,實(shí)際生產(chǎn)中整個(gè)還原系統(tǒng)十分復(fù)雜,在多種影響因素并存的條件下 還原終點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn),所以生產(chǎn)中采取的往往是過(guò)還原終點(diǎn)制度,即允許海綿鐵輕度滲碳即是實(shí)現(xiàn) Fe+C→Fe3C 的過(guò)程. 實(shí)踐證明利用滲碳得到的一次粉在二次還原階段可快速而經(jīng)濟(jì)地除去海綿鐵 冷卻過(guò)程中氧化所造成的高氧含量. 常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及相應(yīng)控制措施
1 夾生若芯部出現(xiàn)黑色光亮帶的海綿鐵,即為夾生海綿鐵.夾生致使海綿鐵氧含量偏高會(huì)增加二次還原時(shí) 間.造成夾生的原因主要有: 還原時(shí)間不足,即進(jìn)車(chē)偏快; 料層太厚致使配碳量相對(duì)不足,此時(shí)應(yīng)調(diào)整環(huán)形裝具的規(guī)格降低料層厚度; 還原溫度偏低; 配碳量不足即是焦末固定碳含量低,投入使用的量不足或是其顆粒太粗致使芯部反應(yīng)不充分; 2 氧化 表面呈藍(lán)色或褐色的海綿鐵即為氧化海綿鐵.
氧化的海綿鐵硬度較高且氧含量偏高,增加二次還原時(shí) 間的同時(shí)還會(huì)使破碎困難.造成氧化的原因主要有: 耐火罐密封不良,這將致使窯內(nèi)空氣進(jìn)入耐火罐導(dǎo)致海綿鐵氧化; 耐火罐頂部焦末燒損嚴(yán)重,致使頂部海綿鐵發(fā)生氧化.為解決此問(wèn)題,裝罐時(shí)在罐頂過(guò)量裝入還原劑 封口可以有效防止焦末燒損,同時(shí)還原后殘余的焦末和灰份還可以將海綿鐵覆蓋防止氧化. 冷卻速度慢.由于隧道窯冷卻速段較長(zhǎng)還原得到的銀白色海綿鐵在冷卻段將被氧化成褐色甚至藍(lán)色, 致使氧含量升高.

3 過(guò)燒 過(guò)燒的海綿鐵因嚴(yán)重滲碳質(zhì)地特別堅(jiān)硬,敲擊時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲響,造成過(guò)燒的原因主要有: 還原溫度太高; 還原時(shí)間太長(zhǎng),即進(jìn)車(chē)太慢; 焦末使用過(guò)量,配碳量過(guò)高. 在實(shí)際生產(chǎn)中,海綿鐵不合格的形式多種多樣,除以上幾種常見(jiàn)的形式外,還有個(gè)別情況下產(chǎn)生的不 合格品是由于人為的操作不當(dāng)所致.另外,若焦末或鐵鱗預(yù)處理不善致使水份偏高,則極有可能造成海綿 鐵表面結(jié)殼增加硬度,同時(shí)伴有夾生.
海綿鐵生產(chǎn)是整個(gè)還原鐵粉生產(chǎn)工藝中最重要的工序之一,其質(zhì)量水平直接決定了二次還原過(guò)程及成 品粉的各項(xiàng)技術(shù)性能要求.正確理解海綿鐵生產(chǎn)的基本原理,不斷探索新的生產(chǎn)工藝,及時(shí)總結(jié)不合格品 的產(chǎn)生原因及解決措施是保證海綿鐵生產(chǎn)穩(wěn)定順行的有效途徑.