轉(zhuǎn)底爐工藝與熔融還原技術(shù)開發(fā)

1 轉(zhuǎn)底爐工藝概述1.1 前 言轉(zhuǎn)底爐用于生產(chǎn)直接還原鐵不過約30年的歷史，其設(shè)備和結(jié)構(gòu)原本脫胎于軋鋼用的環(huán)形加熱爐，其最初目的就是用于處理鋼鐵廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鐵和其他金屬的粉塵和廢棄物，實(shí)踐證明其環(huán)保功能和價(jià)值甚至超過了金屬回收本身。隨著規(guī)模的擴(kuò)大，也逐漸形成為一種煉鐵新工藝，進(jìn)入煤基直接還原法的先進(jìn)行列，但仍處在初始階段，目前最大的轉(zhuǎn)底爐（美國動(dòng)力鋼公司）的規(guī)模年產(chǎn)鐵不過50萬噸，以鐵精礦為原料，生產(chǎn)出的DRI經(jīng)埋弧電爐熔分后為大電爐供應(yīng)鐵水。其他分布在美國、日本等地的一些轉(zhuǎn)底爐幾乎都是處理粉塵，其規(guī)模一般年產(chǎn)能力20萬噸左右，生產(chǎn)出的DRI金屬化率7085不等，一般不用作電爐原料，其用途或作為高爐原料，或給轉(zhuǎn)爐作冷卻劑，或經(jīng)埋弧電爐熔分后生產(chǎn)出鐵水，給煉鋼電爐熱裝。轉(zhuǎn)底爐的環(huán)保效益是與其工藝特點(diǎn)分不開的，主要特點(diǎn)是高溫快速還原。首先是把含金屬氧化物的粉塵和廢棄物還原成金屬；其次是高溫下許多有害元素和物質(zhì)能夠揮發(fā)或分解，能燃燒的用作燃料；第三是本身是封閉系統(tǒng)，微負(fù)壓操作，過程中基本無排放，最終的固體產(chǎn)物和經(jīng)過凈化的煙氣均符合環(huán)保要求，而且煙氣余熱得到充分利用。因此轉(zhuǎn)底爐在一些發(fā)達(dá)國家（如美國、日本）已列為處理所在地域冶金廠粉塵和廢棄物的有效措施，并要求冶金企業(yè)無償提供，并倒貼一定處理費(fèi)用。這些廠家因?yàn)閲噎h(huán)保要求深埋而要花費(fèi)更高費(fèi)用，所以也樂于如此。1.2 發(fā)展?fàn)顩r最早生產(chǎn)規(guī)模的轉(zhuǎn)底爐處理冶金廠粉塵和廢棄物的是美國INMETCO，由國際鎳集團(tuán)INCO.Ltd開發(fā)，該集團(tuán)國際金屬回收公司1978年在美國賓州Eillwood城建成第一座轉(zhuǎn)底爐，外徑16.7米，爐底寬4.3米，主要是用來處理多種冶金廠含鐵粉塵和廢棄物，生產(chǎn)出的金屬化率8592的金屬化球團(tuán)（DRI）進(jìn)入埋弧電爐熔化，獲得鐵水和爐渣（作為副產(chǎn)品出售），與此同時(shí)還回收Zn、Ni、Cr等金屬。已運(yùn)行近30年，效益良好，成為美國中東部鋼鐵廠廢棄物處理中心。此外，美國MR&E公司開發(fā)的Dry-Iron轉(zhuǎn)底爐工藝于1997年4月在田納西州的Jackson建成一座轉(zhuǎn)底爐，年處理粉塵能力為20萬噸，產(chǎn)品金屬化率達(dá)90，脫鋅率達(dá)95，同時(shí)還可脫銻、鉀、鈉等元素。日本神戶制鋼同美國Midrex公司共同開發(fā)的Fastmet轉(zhuǎn)底爐當(dāng)前主要是用于處理含鐵粉塵和廢棄物，現(xiàn)在正常生產(chǎn)的有神戶加古川1座，新日鐵4座（廣田1座，君津2座，光1座），詳見附表。附表 國外處理含鐵粉塵和廢棄物的轉(zhuǎn)底爐RHF編號(hào)廠名外徑m寬m轉(zhuǎn)速分/轉(zhuǎn)金屬化率%成本USD/t單位投資USD/t/y產(chǎn)能104t/y投產(chǎn)時(shí)間備注1INMETCO（美）16.74.31520961441771601801978年投產(chǎn)來生產(chǎn)正常，成為美國中部鋼鐵廠處理廢棄物的中心2新日鐵（廣田）21.5 283.7590142000.3.21SMP3新日鐵（君津1）2441020758513或65kg/m2h2000.4用于高爐，13004新日鐵（君津2）70102002.12用于高爐5新日鐵（光）Drylron15152.82001.5用于電爐6神戶（加古川）8.51.2585鐵1.1ZnO0.142001.47Ameri-Steel（美）MR&E1490150201997.1用于電爐DrylronJOM發(fā)表Fastmet80125Fastmelt115125Fastmet150200Fastmelt250300Midrex發(fā)表Fastmelt80125Fastmet180200Fastmelt230250天然氣0.70.9Gj/tDRI電 80Kwh水 1.82.3m31.3 處理流程一般轉(zhuǎn)底爐處理含金屬粉塵和廢棄物的流程包含以下幾個(gè)系統(tǒng)：（1）、以轉(zhuǎn)底爐為中心的主體系統(tǒng)，包括爐體和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及輔助設(shè)施。（2）、熱工系統(tǒng)，包括供熱、加熱、熱能利用等。（3）、煙氣處理系統(tǒng)以及后續(xù)的各種有關(guān)金屬回收系統(tǒng)。（4）、原料貯運(yùn)及上料系統(tǒng)。（5）、產(chǎn)品及副產(chǎn)品處理系統(tǒng)。1.4 結(jié)語轉(zhuǎn)底爐的特點(diǎn)是高溫還原過程，操作系統(tǒng)處于封閉微負(fù)壓狀態(tài)，有利于在回收有用金屬的同時(shí)，保持環(huán)境友好，其經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益相得益彰。國外已有近30年的成功經(jīng)驗(yàn)，中國作為世界鋼鐵大國，有效解決粉塵和廢棄物的積壓已提到議事日程。如何借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國實(shí)際進(jìn)行轉(zhuǎn)底爐工藝研究開發(fā)是目前鋼鐵工業(yè)的一個(gè)比較迫切需要解決的問題。北京科技大學(xué)有關(guān)科技人員對(duì)此已進(jìn)行多年探索，積累了相應(yīng)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并在山西建成了我國第一條連續(xù)生產(chǎn)的工業(yè)化轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線在2006年2007年連續(xù)生產(chǎn)了6個(gè)月，加工精礦粉9000多噸。2 轉(zhuǎn)底爐熔融還原技術(shù)開發(fā)文檔由本人精心搜集和整理，喜歡大家用得上，非常感謝你的瀏覽與下載。凡本廠職工應(yīng)熱愛電廠、熱愛崗位、熱愛本職工作，發(fā)揚(yáng)“團(tuán)結(jié)務(wù)實(shí)、爭(zhēng)