轉底爐還原一般包括原料混合、球團制備、直接還原、直接還原鐵進一步處理等主要環(huán)節(jié),目前轉底爐直接還原技術的關鍵點如下。

1.符合生產(chǎn)的高強度球團的制備

轉底爐一般以冷固結含碳球團為處理對象,由于處理對象廣泛,原料的粒度、強度、親水性有很大差異,因此在球團的制備過程中對粘結劑的品種與使用量上也有不同的要求。冶金中常用的球團制備方式有兩種,圓盤造球和壓球。圓盤造球在設備成本與生產(chǎn)技術上相對比較成熟,但是生產(chǎn)的球團含水量高,后續(xù)工藝烘干要消耗很大的能量,一般使用膨潤土做粘結劑,直接還原后膨潤土成分大部分留在直接還原球團中,降低產(chǎn)品品質。冷固結成型的方式設備造價與維護成本高,使用粘結劑量較多,粘結劑消耗占成本很大比例,但制得球團可以直接入爐,使用有機粘結劑燃燒過程中可以提供部分熱量,且燃燒產(chǎn)物少,不會影響到直接還原后產(chǎn)品品質。

2.轉底爐布料、出料方式以年處理能力20萬噸轉底爐為例,轉底爐中徑有21m,爐床內外半徑差有5m,轉底爐工作時內外環(huán)的線速度差值在0.5~1m/min。將球團均勻散布在這樣連續(xù)移動且各點位移速度并不相同的料臺上是布料技術的難點,如果不能實現(xiàn)均勻布料必然使物料在爐膛內受熱程度不一,從而影響物料的還原品質,導致生產(chǎn)率低下。同時,如果布料裝置安裝的位置如果過高,布料過程中球團自由落下會產(chǎn)生一定的沖擊力,過大的沖擊一方面會使球團的破損率增加,影響產(chǎn)品質量,長期對爐床進行沖擊造成爐床的使用壽命降低。如果安裝位置較低位于爐膛口附近,工作環(huán)境的溫度較高,布料裝置在高溫下穩(wěn)定運行對裝置有很高的要求。轉底爐的出料裝置處理物料的方式與布料類似,要求更高的使用溫度環(huán)境和連續(xù)使用的較強耐磨性能。

3.處理對象的冶金性能不同的處理對象鐵氧化物以不同的結合形式存在,品位、雜質成分、還原性等影響因素對直接還原都有很大的影響。在確定轉底爐處理對象后,需要對原料的冶金性能進行詳細的研究,做好充分的技術準備,確定轉底爐工藝適合用于處理,能夠獲得預期直接還原鐵、除塵灰與熔煉渣產(chǎn)品后方能進行轉底爐的建設。

4.直接還原鐵處理

一般轉底爐的產(chǎn)品是具有一定金屬化率的金屬化球團,在轉底爐爐膛內還原后球出料時在800#左右,對于生產(chǎn)直接還原鐵的球團要避免球團排出轉底爐后冷卻過程中與空氣接觸發(fā)生二次氧化。有企業(yè)規(guī)劃將轉底爐直接還原產(chǎn)品制成熱壓塊出售,而熱壓技術在國內應用并不廣泛。對于直接還原銜接熔分的工藝,需要解決的技術難點是高溫直接還原球團的輸送設備以及在輸送過程中防止二次氧化的措施。

5.除塵與換熱

轉底爐生產(chǎn)過程中煙塵產(chǎn)生量較大,尤其是以鋼鐵廠內的塵(泥)等固體廢棄物為處理對象的轉底爐,產(chǎn)生煙塵粒度小、總量多、粘性大極易附著在換熱器與余熱回收裝置上,造成熱量損失,降低能量利用效率,要保證除塵與換熱的效率,同時還要獲得具備一定品質的含鉛鋅粉塵也是轉底爐發(fā)展的重要課題。