维伯尔直接还原法
煤基直接还原连续铸钢炼铁方法
维伯尔直接还原法(wiherg direct reduction process)是一种煤基直接还原连续铸钢炼铁方法。该工艺能耗较低,作业可靠。但因低压操作,还原速度较慢,炉料在竖炉内要停留48h;另外需要优质焦、电热制气;热煤气循环风机也难以解决,生产规模受到限制。
简介
维伯尔直接还原法(wiherg direct reduction process)是一种煤基直接还原连续铸钢炼铁方法。
简史
1918年瑞典马丁·维伯尔发明。它是用固体燃料(木炭焦炭电热法制取还原气,在竖炉内将铁矿石还原成直接还原铁。1930年在瑞典桑德福斯(Soderfors)建造了生产装置,先以木炭作燃料,后用焦炭代替。1952年投产了最大的维伯尔竖炉,年产2.4万t直接还原铁。1964年日本日立金属公司在安来建成年产万吨的生产装置。
工艺流程
维伯尔直接还原法工艺流程,如图1所示。
设备原理
设备由固体燃料气化炉、脱硫炉和还原竖炉3部分组成。气化炉为内衬耐火材料的立式炉,顶部有闭锁料斗可连续加入焦炭,炉身装有3~4对电极,靠电阻热将焦炭柱加热到高温,从炉子上部送入还原竖炉返回的热煤气和水蒸气通过焦炭柱制得含75%CO、21%H2的还原气,约1100℃送往脱硫炉。用后残焦和灰由底部闭锁料斗排出。脱硫炉也为内砌耐火砖的立式炉,顶部和底部有闭锁料斗。石灰石(或白云石)经炉顶料斗加入,高温还原气从脱硫炉下部送入,通过被煅烧的石灰(或白云石)料柱完成脱硫,脱硫后的热还原气从炉中部引出。
吸硫后的CaO或MgO从炉底排出。还原竖炉内型呈倒圆锥形,内砖耐火砖、底部直径2.75m,顶部直径1m,高25m。铁矿石(块矿、球团矿或烧结矿)从炉顶料斗连续加入。约950℃的还原气从竖炉下部进风口送入,随着还原气的上升,先将预还原的铁矿石还原成金属铁,反应为FeO+CO(H2)=Fe+CO2(H2O)。从炉身高度2/3处用高温风机抽出煤气总量的65%,补加水蒸气和碳氢化合物后送入气化炉造气。余下的气体继续上升遇加热到850℃的铁矿,将Fe2O3还原成FeO,然后从竖炉上部1/10处又抽出15%,在其上由风口鼓入的空气将残余煤气全部烧掉,所得显热足以将加入的铁矿石加热到850℃,废气从炉顶排出。
还原好的金属化料通过竖炉底部水冷钢制卸料装置,冷却到100~150℃排出炉外。所用炉料已发展为全用粒度20~25mm球团矿。为改善球团还原性,造球料中配加石灰石(或白云石),制成CaO+MgO/SiO2+Al2O3≈1的球团;为提高还原气含H2量,制气时可配加少量碳氢化合物。产品海绵铁的金属化率为88%~90%,C 0.8%~1.0%,很低。生产过程消耗焦炭250~450kg/t,电耗1000kW·h/t,工序总能耗约10.59GJ/t。
特点
该工艺能耗较低,作业可靠。但因低压操作,还原速度较慢,炉料在竖炉内要停留48h;另外需要优质焦、电热制气;热煤气循环风机也难以解决,生产规模受到限制。
效果评价
1980年瑞典SKF公司用等离子气化炉替代电阻气化炉,可将还原竖炉能力增大到7万t,每吨直接还原铁电耗562kw.h,氧耗138m3,煤耗290kg,总能耗降为8.79GJ,生产费用有较大下降。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 16:22
目录
概述
简介
简史
工艺流程
设备原理
参考资料