為什么我國海綿鐵市場巨大,鋼廠還要化高價進口國外的熱壓塊海綿鐵呢?!不喜歡用我們中國的 產(chǎn)品呢? 1,成本高;2,質(zhì)量差;3,規(guī)模小 成本高——因為目前隧道窯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,與高爐爭奪資源,其結(jié)果是礦粉價格越來越高,造成海綿鐵的成 本也越來越高. 目前隧道窯還原海綿鐵離不開耐火罐,此一項費用占 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,此一項需要成本 500-600kg 的塊煤,合運行成本 400-500 元/噸. 質(zhì)量差——因為目前隧道窯罐式法還原海綿鐵大都采用鐵礦粉,還原后不進行再加工,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,還原后無能為力.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. 所以鋼廠實際買到的海綿鐵根本不適合其應(yīng)用的標準.冶煉成本較高. 規(guī)模小——中國海綿鐵生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)量超過 5 萬噸規(guī)模的寥寥無幾,大都在 1-3 萬噸的規(guī)模.鋼廠 不喜歡同企業(yè)簽定供貨合同.即便達成協(xié)議,其回款大都是承兌匯票,并且還不及時. 既然中國有巨大的海綿鐵市場,國家政策又鼓勵生產(chǎn)還原鐵.海綿鐵企業(yè)要為社會提供大量低成本, 高品質(zhì)的海綿鐵產(chǎn)品;同時還要獲得相當?shù)睦麧?這使海綿鐵行業(yè)將來如何發(fā)展呢? 中國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. 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, 低成本運行.生產(chǎn)運行成本比現(xiàn)在的生產(chǎn)方式低 1000 元/噸以上. 企業(yè)規(guī)模大.每個企業(yè)的規(guī)模都在 15-50 萬噸以上. 鋼廠和海綿鐵企業(yè)就一定雙贏. 要達到上述四個條件目前可能嗎?有這種工藝和裝備嗎? 有.我們就能.
中國是一個貧鐵礦資源發(fā)達的國家,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)備自動化程度低;勞動力密集;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,原料運行條件高,生產(chǎn)成本高的"鏈蓖機-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)計理念. 我們設(shè)計的煤基回轉(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) 。
只兩項煤基回轉(zhuǎn)窯法的運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. 這就是說: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,將不在符合中國市場的需要 了. 大力開發(fā)煤基回轉(zhuǎn)窯法,豎爐法(配合好的工藝技術(shù)),隧道窯無罐法以及礦石還原焙燒熔融法才 將是中國海綿鐵行業(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入隧道窯,整個還原反應(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)量等級的海綿鐵對進廠鐵鱗的化學(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)速度會隨之降低. 經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐證明: 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. -對還原劑的要求 應(yīng)用廣泛的還原劑主要有無煙煤和焦末,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).對還原劑的化學(xué)成份要求如表
2 所示: 表2 名稱 焦末 名稱 石灰 還原劑化學(xué)成焦末的粒度對還原過程影響較大,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 量.脫硫劑的摻入量視焦末的 S 含量而定,摻入量不足會使焦末中的 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 還原過程中,還原溫度,還原時間(生產(chǎn)上體現(xiàn)為進車速度),料層厚度,還原氣氛是一個互相制約的 有機整體.
理論上,只要將各項工藝參數(shù)調(diào)至最佳狀態(tài),就會達到理想中的還原終點,即海綿鐵氧,碳含 量都很低,相應(yīng)地鐵含量很高.但是,實際生產(chǎn)中整個還原系統(tǒng)十分復(fù)雜,在多種影響因素并存的條件下 還原終點很難實現(xiàn),所以生產(chǎn)中采取的往往是過還原終點制度,即允許海綿鐵輕度滲碳即是實現(xiàn) Fe+C→Fe3C 的過程. 實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)濟地除去海綿鐵 冷卻過程中氧化所造成的高氧含量. 常見的質(zhì)量問題及相應(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增加二次還原時 間.造成夾生的原因主要有: 還原時間不足,即進車偏快; 料層太厚致使配碳量相對不足,此時應(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 間的同時還會使破碎困難.造成氧化的原因主要有: 耐火罐密封不良,這將致使窯內(nèi)空氣進入耐火罐導(dǎo)致海綿鐵氧化; 耐火罐頂部焦末燒損嚴重,致使頂部海綿鐵發(fā)生氧化.為解決此問題,裝罐時在罐頂過量裝入還原劑 封口可以有效防止焦末燒損,同時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色, 致使氧含量升高.
3 過燒 過燒的海綿鐵因嚴重滲碳質(zhì)地特別堅硬,敲擊時發(fā)出清脆的金屬聲響,造成過燒的原因主要有: 還原溫度太高; 還原時間太長,即進車太慢; 焦末使用過量,配碳量過高. 在實際生產(chǎn)中,海綿鐵不合格的形式多種多樣,除以上幾種常見的形式外,還有個別情況下產(chǎn)生的不 合格品是由于人為的操作不當所致.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,同時伴有夾生.
海綿鐵生產(chǎn)是整個還原鐵粉生產(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程及成 品粉的各項技術(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.
