焙熔还原炼铁技术及能耗分析
时间:2015-3-24 15:32:50焙熔还原是一种全新机理的熔融还原炼铁技术。该技术将煤的还原剂作用和热能作用分开，按照各自的需要量从不同的部位将煤输入炼铁系统，能量在系统各环节内部循环利用，实现煤化学能的完全释放和全部吸收消化、转换。其炉顶煤气的一氧化碳利用率CO2/(CO+CO2)接近100%，温度在150℃以下，煤耗为10.32GJ/t铁～10.48GJ/t铁，二氧化碳排放量为1145kg/t铁。这是现在全世界*不设焦化厂、烧结厂，不采用能量回收和循环利用脱除CO2 煤气等措施的一种紧凑、简洁和安全的超低能耗和超低CO2排放炼铁技术。
1 焙熔还原冶金原理
1.1 焙熔还原工艺流程
焙熔还原属于熔融还原的范畴，前面去掉了高炉流程的焦化和烧结两道热态工序；同时后面取消了一般炼铁方法设置的能量回收装置如发电装置，煤气脱除CO2后循环利用等后续措施。整个流程简单到只有磨煤和成球两道冷态原、燃材料准备工序和炼铁工序。冶炼的低碳铁水供给炼钢工序。转炉产生的余热回收用于球团烘干，已由铁水中碳列入能耗。
1.2 焙熔还原技术
焙熔还原技术是包括原料、装置、操作和自动控制等在内的一套完整工程系统。这项技术不是一个单元技术，而是一个工厂系统。
(1) 原料制备
采用一种专用的复合含碳球团作为炉料是该技术的重要特征之一。复合含碳球团的结构由铁氧化物外层和含碳铁氧化物内核组成，球团内核的配碳量低于球核中铁氧化物由四氧化三铁直接还原到铁的化学反应当量。形象地说是一个普通含碳球团包裹在一个氧化球团生料之中的“包心汤圆”。含铁原料采用的是铁矿粉，无论是从外国进口铁矿粉，还是将来由我国低品位矿石供给，这种含铁原料只能是经过富集选矿产出的铁精矿，因而具有广泛的适应性和可持续性，非常值得像鞍钢一样缺少块矿的钢铁企业采用。
复合含碳球团的制备技术和设备已经是非常成熟的技术，在氧化球团厂工艺内部加一道二次成球工艺即可，这对将来替代高炉炼铁保留氧化球团厂，减少投资又是一个*大优势。
(2) 专用设备装置
焙熔磷铁球还原技术专用设备装置由焙熔还原炉、中间熔体存储炉、终还原炉、燃烧炉（煤粉旋风燃烧炉）及各炉之间的密封管道连结件构成的炼铁内部循环系统组成。
(3) 焙熔还原的具体步骤
复合含碳球团制备后提升到焙熔还原炉顶平台，从上部加料口进入炉内空间形成填充床。类似于氧化球团竖炉的焙烧过程，不同之处物料在炉底以熔化的熔体排出。复合含碳球团在逆流加热中完成干燥、预热、还原反应和随即熔化。以液相排入中间熔体存储炉。焙熔还原由此得名。熔体在重力作用下在中间存储炉中*次分离出已经还原金属化60%~65%的铁水。分离铁水后的熔渣排入终还原炉。含铁35%~40%熔渣中液态FeO继续在终还原炉进行*终还原。终还原的渣铁水由炉子下部排出、二次燃烧气体产物由炉子上部炉顶排入煤粉旋风炉的燃烧室。在煤粉旋风燃烧炉燃烧室中，同时进入的空气、煤粉和终还原的二次燃烧产物气体等三股流体混合后高速旋转燃烧，再由旋风炉喷管进入燃烬室进行100%的完全燃烧，形成的1550℃~1680℃高温气体进入焙熔还原炉的底部，逆流上升向物料提供焙熔还原所需的全部热量。