预还原烧结矿新工艺.ppt

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1、预还原烧结矿新工艺PRA:Pre-ReducedAgglomerates2/27焦炭含金属化铁的新型高炉原料部分还原烧结矿（PRA）传统炉料结构烧结矿高反应性焦炭金属化高炉原料的效果催化剂提高反应性1意义－高炉节能减碳的新型炉料结构3/27传统炼铁工艺预还原烧结矿新工艺焦炭烧结矿Fe2O3/Fe3O4焦炉高炉矿烧结（造块）焦炭预还原烧结矿(PRA)Fe/FeO焦炉高炉矿预还原剂预还原+造块2工艺流程传统上说，烧结矿的还原是在高炉中间接还原。因此，高炉中烧结矿的还原行为受到还原平衡的控制。然而，由于采用了新开发的工艺，除了可以使用粉矿外，在烧结机上还可以通过还原剂同步进行直接还原，

2、从而使得还原不受一氧化碳/二氧化碳气体反应平衡的限制。4/272工艺流程5/27可望使炼铁工艺CO2的排放量减少10％碳排放量和预还原块矿还原度之间关系△O/Fe：还原氧mol-O/mol-Fe△C/Fe：碳排放量mol-C/mol-Fe烧结粘结剂比率：46kg/t-烧结矿3节能减碳效果6/274项目难点－再氧化预还原烧结时表面金属铁再氧化，降低了烧结矿还原度7/27配加焦粉稍多，燃烧带扩大，温度升高，易导致过熔化4项目难点－过熔化8/27还原性气氛进行预还原烧结及裹覆制粒时，要防止爆裂；又由于废气CO含量高，工业试验要防止爆炸并采用相应安全技术。4项目难点－防爆9/27试验设备

3、图5试验开发研究－氧分压控制10/27抽风煤气中O2含量：（A）21％O2（B）15％O2（C）12％O2（D）9％O2（E）6％O2用自产矿和进口矿配合，当氧含量在9～15％时，还原度较高、生产率也较高5试验开发研究－氧分压控制试验的初步结果11/27还原用焦粉粒度（A）-1mm（B）-0.25mm（C）-0.125mm（D）-45μm（E）-10μm用自产焦粉粒度为-125um～-45um时，还原度较高、生产率较高，进一步试验煤粉或煤焦混合5试验开发研究－焦粉粒度为分析烧结过程中矿粉的还原行为，在中途吹入氮气，在纵向选取烧结过程中的预还原烧结矿进行分析。其结果显示，在燃烧带中

4、央部位，还原率最高，下层焦炭最多，由此可见还原反应在进行。另一方面，由于再氧化，上层还原率低。采用石英玻璃管观察到，在烧结过程中，燃烧带下降。与传统烧结矿比，在内装焦炭多的情况下，预还原烧结矿的燃烧带幅度扩大，燃烧带的传播冷却变慢。另外，因为高温时间长，会产生过度的熔融反应。12/275试验开发研究－还原过程的问题研究采用3种结构:（A）均一型；（B）外装一部分生石灰的生石灰外装型；（C）外装一部分矿石的矿石外装型。（B）和（C）的结构有利于在烧结时，防止过分熔融，流到准颗粒外部。通过对这3种结构进行的实验结果可见：相对（A）均一型，（B）生石灰外装型的还原率及生产率均很高。另外

5、，（C）矿石外装型还原率和生产率进一步提高，还原率达到45％。13/275试验开发研究－准颗粒结构的研究14/275试验开发研究－杏仁状压块效果更好15/27掺加部分压块（1.2ml）提高了还原度和金属化率5试验开发研究－压块技术效果预还原烧结矿的还原粉化率(RDI)和还原率(RI)测定的结果表明，RDI的大幅度改善，没有导致RI的下降。这是因为它已预先在烧结机上进行还原，所以当这种烧结矿装入高炉时，在550摄氏度附近的低温处发生还原后，随着结晶结构由赤铁矿(Fe2O3)组织变为磁铁矿(Fe3O4)组织，因体积膨胀导致的粉化得到了大幅度抑制。从烧结矿组织来看，可知预还原烧结矿的细

6、气孔比普通烧结矿的少，但粗气孔的量反而增加了，因此RI不会比普通烧结矿差。在RI(41%)与普通烧结矿相同的情况下，RDI大幅度改善的烧结矿可以避免在高炉上部发生粉化，由此能改善高炉的透气性，有助于减少还原剂比。16/275试验开发研究－预还原烧结矿的特性为调查高炉内预还原烧结矿的行为，进行荷重软化试验。将烧结矿放置在石墨坩埚或是氧化铝坩埚中，模拟高炉的运行。考虑到炉壁的影响，试样颗粒尺寸确定为6.5mm，接近实际烧结矿尺寸的二分之一。17/275试验开发研究－在高炉内行为的评价传统烧结矿与PRA收缩率的比较对于传统的烧结矿，在温度达到1150℃，逐渐出现收缩，因此，压降也较高。

7、当温度达到1400℃时，烧结矿出现迅速收缩，且在熔化后压降下降。相比之下，对于预还原烧结矿，炉温达到1400℃时，收缩情况要稍高于传统烧结矿，但压降也很小，这是由于在稍低于1400℃时，预还原烧结矿的收缩和熔化迅速发生，因而预还原烧结矿具有很好的高温性能。因此，当在高炉中使用预还原烧结矿时，可以预计高炉的软熔带厚度将更薄、压降也降低，从而大幅改善高炉的生产率。18/275试验开发研究－在高炉内行为的评价19/275试验开发研究－实现技术路线预还原烧结工艺实现技术研究①氧分压控制②