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海綿鐵介紹
海綿鐵又稱直接還原鐵。海綿鐵的生產(chǎn)是在回轉(zhuǎn)窯、豎爐或其他反應(yīng)器內(nèi)，用煤、焦炭，天然氣或氫氣，使鐵礦石或鐵精礦球團(tuán)在低于物料熔化溫度的條件下進(jìn)行低溫還原，變成多孔狀的產(chǎn)物。其中被還原出來的鐵呈細(xì)小鐵核，形如海綿，故稱海綿鐵。海綿鐵經(jīng)冷卻、破碎、磁選，可除去脈石或其它雜質(zhì)，雜質(zhì)中：金屬鐵占全鐵90%以上者，可直接用于煉鋼；90%以下的，用于高爐或電爐煉鐵。
海綿鐵生產(chǎn)工藝流程
海綿鐵的生產(chǎn)采用煤基還原法，使用隧道窯工藝。隧道窯工藝具有工藝成熟可靠、投資少、見效快、產(chǎn)品品位高且穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低、對(duì)原料的要求不苛刻、規(guī)模靈活、填充系數(shù)高（一般在30%以上）等優(yōu)點(diǎn)；屬于成熟可靠使用多的工藝。
工藝流程：反應(yīng)罐裝入固體還原劑煤粉和軋鋼氧化鐵磷粉，同是加入脫硫劑石灰石；根據(jù)工藝要求，其裝罐順序不同；以求混合均勻。大程度提高成品海綿鐵質(zhì)量，避免出產(chǎn)的海綿鐵塊還原不充分。把隧道窯通過天然氣燃燒升溫到1050℃,反應(yīng)罐依次送入隧道窯中，經(jīng)過24小時(shí)加熱還原焙燒。然后自然冷缺，可得到成品海綿鐵。一般金屬化程度可達(dá)96%以上,長(zhǎng)度為150mm的海綿鐵棒,通常作為還原鐵粉原料。
隧道窯燒制海綿鐵工藝
隧道窯燒制海綿鐵主要分為預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶，這3部分的溫度常常能保持一定的范圍，因此燒制出的產(chǎn)品質(zhì)量好。
預(yù)熱帶占窯總長(zhǎng)的30－45%，溫度范圍是室溫～900℃；車上海綿鐵粉和還原劑與來自燒成帶燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣接觸，逐漸被加熱，完成還原罐的預(yù)熱過程。
燒成帶占窯總長(zhǎng)的10－33%，溫度范圍是900℃～高溫度；借助燃料燃燒所釋放出的熱量，窯內(nèi)達(dá)到所要求的高燒成溫度，還原劑完成海綿鐵的還原燒成過程。
冷卻帶占窯總長(zhǎng)的38－46%，溫度范圍是高溫度～ 制品出窯溫度；高溫?zé)傻暮＞d鐵進(jìn)入冷卻帶，與從窯尾鼓入的大量冷空氣進(jìn)行熱交換，完成海綿鐵的冷卻過程。
海綿鐵/還原鐵粉現(xiàn)場(chǎng)視頻
海綿鐵用途
用于電爐
海綿鐵主要用于電爐煉鋼，代替廢鋼或者與廢鋼搭配使用，以改善爐料。與電爐使用廢鋼冶煉相比較，使用海綿鐵的優(yōu)點(diǎn)是：
(1)海綿鐵的化學(xué)成分穩(wěn)定，有利于控制鋼的質(zhì)量；
(2)海綿鐵含雜質(zhì)元素少(特別是P、S、N)，與質(zhì)量較差的廢鋼搭配使用，可以冶煉使用優(yōu)質(zhì)廢鋼才能冶煉的鋼種，有利于提高鋼的質(zhì)量和擴(kuò)大鋼材品種；
(3)冶煉海綿鐵時(shí)，熔化期與精煉期交織在一起，可縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)率；
(4)海綿鐵形狀為球形或塊狀，可以連續(xù)加料、連續(xù)熱裝，從而降低電極消耗，延長(zhǎng)爐頂、爐襯壽命，降低爐子的熱損失，提高生產(chǎn)率，這些都有助于降低生產(chǎn)成本；
(5)冶煉時(shí)供電平穩(wěn)，噪聲小；
(6)海綿鐵易于處理和運(yùn)輸。
此外，當(dāng)廢鋼價(jià)格高時(shí)，特別是依靠進(jìn)口廢鋼的地區(qū)，使用價(jià)格便宜的海綿鐵，可以降低原料費(fèi)用，而且不受進(jìn)口的限制。從經(jīng)濟(jì)、鋼的質(zhì)量和生產(chǎn)率考慮，使用海綿鐵比用廢鋼優(yōu)越。
用于高爐
海綿鐵可作為高爐爐料的一部分，曾在大小不同的高爐做過試驗(yàn)。結(jié)果表明，高爐爐料金屬化率每提高10%(有一定限度)，鐵水產(chǎn)量可提高7%，焦比降低7%。海綿鐵占高爐爐料的比例則取決于高爐的操作條件。
用于轉(zhuǎn)爐
轉(zhuǎn)爐煉鋼可使用海綿鐵作為冷卻劑，不需要改變轉(zhuǎn)爐的正常冶煉制度，而且可以降低鋼中的P、S、Cu、N等元素的含量，有利于提高鋼的質(zhì)量
其他用途
海綿鐵還可以作為粉末冶金的原料，甚至直接軋制成材。
海綿鐵理化指標(biāo)
| 名稱 | 活性鐵 | 抗壓強(qiáng)度 | 抗腐指數(shù) | S | Sn | 容重 | 比表面積 | SiO2+AL2O3 | Cu | Bi |
| 指標(biāo) | ≥98% | 1500N/T | ≤3.4 | ≤0.03% | ≤0.002% | 2.2g/cm3 | 85g/cm3 | ≤5.5 | ≤0.002% | ≤0.002% |
海綿鐵燒制常見的質(zhì)量問題
1、海綿鐵夾生
夾生是海綿鐵芯部出現(xiàn)黑色光亮帶的海綿鐵；夾生致使海綿鐵氧含量偏高會(huì)增加二次還原時(shí)間。造成夾生的原因主要有：還原時(shí)間不足，即進(jìn)車偏快；料層太厚導(dǎo)致配碳量相對(duì)不足，些時(shí)應(yīng)調(diào)整環(huán)形裝具的規(guī)格，降低料層厚度；隧道窯還原溫度偏低，需要保證隧道窯溫度在1050度；配碳量不足，致使海綿鐵芯部反應(yīng)不充分，應(yīng)加入過量的碳粉，以保證還原充分，同時(shí)過量的碳粉在后序冷卻中可以保護(hù)海綿鐵不氧化。
2、海綿鐵氧化
表面呈現(xiàn)藍(lán)色或褐色的海綿鐵即為氧化海綿鐵。氧化的海綿鐵硬度偏高，且氧含量偏高，增加二次還原時(shí)間的同時(shí)還會(huì)使破碎困難。造成氧化的原因主要有：耐火還原罐密封不良，空氣進(jìn)入罐內(nèi)導(dǎo)致海綿鐵氧化；耐火罐頂部焦末燒損嚴(yán)重，致使頂部海綿鐵發(fā)生氧化。解決方法是裝罐時(shí)在罐頂裝入還原劑，封口可以有效防止焦末燒損，同時(shí)還原后殘余的焦末和灰份可以將海綿鐵覆蓋防止氧化；冷卻速度慢，由于隧道窯冷卻段較長(zhǎng)造成已經(jīng)還原的海綿鐵在冷卻段氧化成褐色甚至藍(lán)色，使氧含量升高。
3、海綿鐵過燒
過燒的海綿鐵因嚴(yán)重滲碳質(zhì)地特別堅(jiān)硬，敲擊時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲響，造成過燒的原因主要有：還原溫度太高；還原時(shí)間太長(zhǎng)，即進(jìn)車太慢；焦末使用過量，配碳量過高等.
在實(shí)際生產(chǎn)中，海綿鐵不合格的形式多種多樣，除了以上幾種常見的形式外，還有個(gè)別人為操作不當(dāng)所致。若焦末和鐵鱗預(yù)處理不良使水份偏高，極有可能造成海綿鐵表面結(jié)殼增加硬度，同時(shí)伴有夾生。
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