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转底炉含碳球团炼铁关键技术

1 含碳球团成球技术冷固结含碳球团是实现转底炉直接还原工艺的关键因素，具有与一般氧化球团和块矿不同的还原方式，是靠内部碳进行自身直接还原，无需外部提供还原剂。还原产生的CO 在球团周围形成自封闭作用，一定程度上隔绝了球团内部与环境气氛，因而使球团可在氧化性气氛下进行还原反应。

含碳球团制造所采用的研磨、配料、混合设备必须保证球团的化学成分准确及矿煤的均匀混合，煤粉的粒度应在0.25 mm 以下，矿粉粒度小于0.1mm。还原剂用煤一般为没有烟煤，要求固定碳>75%，挥发分<20%，低灰分，低硫。挥发分高，球团还原后强度差，不能满足熔分炉的要求。

冷固结含碳球团应满足恰当的物理和力学性能，在输送、加热、还原的过程中粉化率低。为达到这一要求，首先必须选用合适的特殊粘结剂配方，其次采用合理的造球技术。传统造球技术多采用圆盘滚球机，对原料粒度要求比较高，因此需要配备相应规格的磨料设备。目前所采用的对辊压球技术对原料粒度要求相对较低，生产率高，球团强度好。美国动力钢公司原来采用滚球技术，后来也改为压球技术。目前所生产的含碳球团的强度指标一般为：湿球0.5 m 落下次数4～7 次，湿球抗压6～7 kg/个；干球1 m 落下次数10～15 次，干球抗压75～95 kg /个。完全可以满足转底炉生产的要求。

转底炉喂料和出料设备

转底炉内含碳球团升温、反应所需热量主要来源于炉壁、炉气的辐射传热，因此要求炉内球团薄层均匀布料。根据这一特点，研制出振动布料机，实现在转底炉炉底横向、径向都均匀布料，避免机械强度有限的球团破碎，避免原料堆积和料层不均。振动给料机兼有筛除球团粉末的作用。该装置易于维护，且允许在各种生产率下操作。螺旋出料机的功能是将还原后的金属化球团卸出炉外，因处理的金属化球团温度为1000℃左右，所以必须耐热耐磨，螺旋采用水冷，叶片上堆焊硬质合金。该装置可使成品金属化球团从炉膛顺利排出且不产生大量粉末，螺旋本身也易于拆卸和维修。

1 金属化球团冷却设备

不同于氧化球团，高温金属化球团在大气中易于氧化，因此，设计金属化球团冷却机时应考虑到防止再氧化。熔分炉采用热装时同样需要采取防氧化的措施。

2 炉子热工

转底炉高温快速还原，关键炉温必须保持在1350℃左右，国外使用然气为燃料，容易实现大于1350℃的炉温。我们采用发生炉煤气或者高炉煤气，实现办法主要采取高风温和煤气预热。另一方面，预热段、还原段应喷吹二次空气并形成强紊流，使得预热段产生的挥发分和还原产生的CO 在炉内快速、充分地燃烧（后燃烧），以便弥补球团还原强烈吸热，节约外部燃料消耗。在炉子还原末段，为了避免球团层上表面再氧化，则应严格控制二次空气流的进入，且控制烧嘴燃烧在亚化学计量条件下进行，以保持该区域一定的还原性气氛。烧嘴设计应大程度确保：在炉料上提供均匀的温度分布，防止局部过热；降低扰动和炉料附近的搅拌，以消除被CO2 和H2O 再氧化。根据还原过程的要求控制炉内各段的温度和气氛，从而优化各段烧嘴的布置。