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回转窑炼铁发展历程

2020-07-22

1907年琼斯(J. T . Jones)最早提出回转窑直接还原法。在回转窑卸料端设煤气发生炉,热煤气从卸料端入窑,在距窑加料端1 / 3窑长处导入空气,与热煤气燃烧形成氧化加热带。铁矿石和还原煤从加料端加入,被高温废气干燥、预热、氧化去硫,随窑体转动铁矿石向卸料端前移,同时被热煤气和还原煤还原,然后从卸料端排出。后来改进为两台窑作业,一台氧化加热,另一台窑内铁矿石被油或煤粉不完全燃烧产生的还原气所还原,但因这样作业不经济,1912年停产。
   1926年鲍肯德(Bourcond)、 斯奈德(Snyder)在实验室进行了用发生炉煤气的回转窑直接还原实验成功。同年还出现了用回转窑进行还原、增碳、得到熔融铁水的巴塞特(Basset)法。
   1930年克虏伯(krupp)公司开发了克虏伯一雷恩(krupp- -Renn)法,用低质煤作燃料和还原剂,在回转窑内将低品位高硅铁矿石还原,实现渣铁分离,铁聚合成细颗粒被夹裹在半波态的黏稠渣中,经水淬、破碎、磁选分离出铁粒。到50年代发展到生产能力200万t ,后因自身缺陷相继停产,目前仅朝鲜仍有数十座粒铁回转窑在生产,铁的产量约占朝鲜铁产量的70%
   1960年克虏伯公司在比基础上开发了以煤作还原剂的固相还原生产直接还原铁的krupp- CODIR法。 1970年在南非邓斯沃特(Dunswart)建设了年产 15万t的生产装置,1974年投产。 1920 ~ 1930年美国共和钢铁公司(Republic steel)和国际铝公司(Nationallead)开发了用回转窑从低品位铁矿石中还原富集铁的RN法; 1960年加拿大钢铁公司租德国鲁奇(Lurgi)公司开发了生产高品位海绵铁的SL法,取长补短,1969年合并为SL RN法。现已成为回转窑直接还原法的主导工艺。
   1976年美国阿瑟.GO.麦基接还原铁公司引入澳大利亚西方钛公司用回转窑还原钛铁矿生产金红石的方法,在美国田纳西州罗克伍德(Roekwood)建成50000t / a的示范装置,
完成广多种煤和铁矿石的试验, 1981年取得DRC法技术许可证,后与英国戴维公司合并
戴维—麦基(Davy- Mckee)公司,并为南非斯考金属公司(Scaw Metal Ltd . )建设了年
75000t的生产装置1983年投产,8天后全面达到设计指标,连续作业18个月。
  1960年美国阿里斯-怡尔默斯公司(Allis-chalmos)开发了双层结构窑的ACCAR法, 1965年发展成可控气氛回转窑直接还原法,可用煤与油或天然气为燃料。1969年建成中间试验装置。通过用不同燃料和铁矿石进行生产试验得出了生产指标和设计参数。同时进行了改造Φ3.5x 50m的SL- -RN窑的生产试运行,证明该工艺可使用多种燃料,有效控制内温度和气氛,产品的金属化和含碳量可控,生产率高。 1983年为印度奥里萨(Oressa)海绵铁公司建设的年产直接还原铁的ACCAR窑投产,采用全煤作业。

二十世纪八十年代后,在南非、印度、中国等国家、地区建设了一批生产直接还原铁回转窑工业化生产线,成为煤基直接还原的主导工艺。进入二十一世纪,印度建设了数百座直接还原回转窑,总产能超过1900万吨,2010年产量占印度直接还原铁的75%以上。2010年世界煤基直接还原铁的产量占世界直接还原铁总产量的25.7%,回转窑直接还原法的生产炼钢用直接还原铁( DRI )的能力和产量均占煤基直接还原炼铁法的95%以上。

回转窑直接还原工艺不仅用于生产直接还原铁,由于它具有作业温度较低,料层薄,物料连续翻滚运动,料层内气体易于排出等特性,还被广泛用于多金属共生矿和含铁粉尘、尾矿等的综合利用。

1963年日本川崎公司(Kawasaki)根据krupp-Renn法实践建设了处理高炉和转炉粉尘的1.3x25m回转窑。1968 ~ 1977年分别在千叶厂和水岛厂建设了年产4万t和18万t还原铁的工业装置3套,以焦粉作还原剂,称川崎法。

1971年日住友金属公司(Sumitomo metal Co. )开发了用钢铁厂粉尘生产低品位海绵块用作高炉精料和同时回收锌的住友粉尘法(Sumitomo dust reduction), 1975年在和歌山厂建成年于16万的工业装置,后与久保田公司合作开发了SPM法,在鹿岛厂建成月产1.8万t的工业装置。

此外,krupp公司也开发了Recyc法处理粉尘,一方面可脱除多种易挥发元素,另一方面为高炉提供优质炉料。

南有海雄尔德钢钒公司(Highveld steel & vanadiumCo . )采用钢钛磁铁矿块矿入回转窑还原一矿热电炉炼铁工艺实现了同时回收铁和钒的综合利用, 年产热还原料260万t, 是世界最大钒生产基地。

新西兰以钒钛磁铁矿海砂为原料、褐煤为还原剂,以回转窑为还原反应器进行预还原,预还原炉料热装矿热炉冶炼含钒生铁,含钒生铁提钒后炼钢,生产钢材。也采用此工艺建成年产90万还原料生产厂。

希腊拉尔科公司用Krupp法外理贫镍矿(红士矿)生产含Ni7% ~25%的锦铁。日本金属公司用Krupp-Renn法处理贫镍矿(红土矿)生产含Ni7%~25%的镍铁作为生产不锈钢的原料,按金属镍计算年生产能力达1.5~ 1.8万t。

 

关键词:燃烧器 高效节能低氮 200WT/A球团回转窑系统、补热气体烧嘴、链箅机预热、链间温度场

 

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