高炉更换悬浮炼铁新技术的优点

胡博雷

悬浮炼铁的最终目的在于更换高炉，但就中等规模来说，它能用于增加普通钢铁联合厂的产量，其方法是把焦炉煤气用作氢源，不仅被建议技术的一个重要条件是铁矿石精矿是否能在得到的几秒钟停留时间内还原成高程度的金属化。在美国犹他(Utah)大学，由TerniumHylsa和ArcelorMittal钢铁公司(从Minorca矿山中)提供的氧化铁精矿，分别筛成22~30微米和25~32微米，其还原速率正在测定。通过扩展Kaowool坯块上的Hylsa精矿所进行的试验和在流动的氢气流中所加热的试验表明，在摄氏1100度时，在5秒钟内就已实现约80%的还原。由于用这个方法进行了这些试验，单个颗粒的氢还原实际速率才能更高。为了更精确地测定单个氧化铁颗粒的还原速率，设计并制作了一个下管反应器系统。在这个设备中，Minorca精矿完全还原在摄氏1300度时停留时间不到2秒钟就实现了。在摄氏1200度时，这些颗粒在2.2秒和2.8秒之间完全被还原。这两个试验的结果表明，该速率快的足以在闪速反应过程中对当前生产的精矿进行还原。氧化铁精矿和还原试样可从扫描电子显微镜(SEM)显微照片上观察到。

　　这个新技术将具有下列优点：与高炉相比，节能达到38%；
　　通过直接使用已经在美国生产的大量氧化细铁精矿(希望从较新的铁矿床生产铁矿粉，目的是要大大减少废石含量)，淘汰焦炉、球团或烧结，因为它们使用起来能耗大、污染严重而且费用较高。
　　有效减少或甚至完全清除工业中的二氧化碳散放物，这取决于被建议的悬浮还原技术中使用的还原剂和燃料的选择。
　　在犹他(Utah)大学实验性的试验设备中有一个反应器，这个反应器装备有一个专门设计的促进气体和颗粒混和扰动的送料机，它模拟了工业反应器中的状态，但是很难在较小的设备中创建。
　　必须克服的一个技术问题是供热问题。不同于硫化物熔炼反应，硫化物熔炼反应是高放热的，因而几乎不需要或不需要外部加热，气体还原反应需要外部供热。这个热量可以通过燃烧部分还原剂在内部产生，或由等离子气体供应，或燃烧其它燃料产生。这些类型的工艺，热还原气体环境是在内部产生的，在许多工业操作中得到使用。实例包括对天然气、部分燃烧的煤炭气化和处理EAF粉尘用的Horsehead火焰喷射反应器工艺的改善。除了确定实现模拟悬浮工艺中高程度还原的可行性外，就使用这个设备来说，当前工作的主要作用包括提出这个问题。