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【海綿鐵的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)】：海綿鐵的質(zhì)量.生產(chǎn)不同質(zhì)量等級的海綿鐵對進(jìn)廠鐵鱗的化學(xué)成 份要求如表 1 所示: 表1 品種 Ⅰ級 Ⅱ級 Ⅲ級 品種等級及其對應(yīng)的化學(xué)成分 % TFe/≥ 72 71 70 S/≤ 0.020 0.020 0.030 Si/≤ 0 10 0.15 0.20 Mn/≤ 0 35 0.40 0.50 P/≤ 0.020 0.020 0.030 酸不溶物/≤ 0.20 0.35 0.60 在物理性能方面的要求主要是鐵鱗的粒度.研究表明,多相反應(yīng)與界面有關(guān),鐵鱗愈細(xì)其界面的面積 愈大,還原反應(yīng)愈快.但研究表明鐵鱗粒度細(xì)到一定的程度后,由于顆粒與顆粒之間的縫隙減小,透氣性 變差, 反應(yīng)速度會(huì)隨之降低. 經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明: 鐵鱗的粒度在 20～60 目范圍內(nèi)還原反應(yīng)效果較好. 單一的某種鐵鱗因其化學(xué)成份有時(shí)難以滿足質(zhì)量要求,生產(chǎn)中通常是將兩種或兩種以上的鐵鱗搭配使用以 滿足生產(chǎn)和質(zhì)量控制需求. -對還原劑的要求 應(yīng)用廣泛的還原劑主要有無煙煤和焦末,如采用焦末,由于其硫含量較高,因此焦末中還必須添加適 量的脫硫劑(石灰).對還原劑的化學(xué)成份要求如表 2 所示: 表2 名稱 焦末 名稱 石灰 還原劑化學(xué)成分 % C 固/≥ 70 CaO/≥ 65 S/≤ 1.0 MgO/≤ 4 揮發(fā)份/≤ 3.0 灰份/≤ 18 SiO2/≤ 5 水份/≤ 10.0 焦末的粒度對還原過程影響較大,為了加快碳的氣化反應(yīng),提高還原速度,要求焦末的粒徑≤8mm. 焦末的消耗量主要根據(jù)鐵鱗的含氧量而決定, 生產(chǎn)中考慮到焦末的燒損及 CO 的逸出等原因其使用量必須過 量.脫硫劑的摻入量視焦末的 S 含量而定,摻入量不足會(huì)使焦末中的 S 滲入到海綿鐵致使其 S 含量升高. -還原反應(yīng)的工藝條件 還原過程中,還原溫度,還原時(shí)間(生產(chǎn)上體現(xiàn)為進(jìn)車速度),料層厚度,還原氣氛是一個(gè)互相制約的 有機(jī)整體.理論上,只要將各項(xiàng)工藝參數(shù)調(diào)至*狀態(tài),就會(huì)達(dá)到理想中的還原終點(diǎn),即海綿鐵氧,碳含 量都很低,相應(yīng)地鐵含量很高.但是,實(shí)際生產(chǎn)中整個(gè)還原系統(tǒng)十分復(fù)雜,在多種影響因素并存的條件下 還原終點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn),所以生產(chǎn)中采取的往往是過還原終點(diǎn)制度,即允許海綿鐵輕度滲碳(C:0 15%～0 30%). 即是實(shí)現(xiàn) Fe+C→Fe3C 的過程. 實(shí)踐證明利用滲碳得到的一次粉在二次還原階段可快速而經(jīng)濟(jì)地除去海綿鐵 冷卻過程中氧化所造成的高氧含量. 常見的質(zhì)量問題及相應(yīng)控制措施 1 夾生若芯部出現(xiàn)黑色光亮帶的海綿鐵,即為夾生海綿鐵.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; 料層太厚致使配碳量相對不足,此時(shí)應(yīng)調(diào)整環(huán)形裝具的規(guī)格降低料層厚度; 還原溫度偏低; 配碳量不足即是焦末固定碳含量低,投入使用的量不足或是其顆粒太粗致使芯部反應(yīng)不充分; 2 氧化 表面呈藍(lán)色或褐色的海綿鐵即為氧化海綿鐵.氧化的海綿鐵硬度較高且氧含量偏高,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*密封不良,這將致使窯內(nèi)空氣進(jìn)入耐*導(dǎo)致海綿鐵氧化; 耐*頂部焦末燒損嚴(yán)重,致使頂部海綿鐵發(fā)生氧化.為解決此問題,裝罐時(shí)在罐頂過量裝入還原劑 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還可以將海綿鐵覆蓋防止氧化. 冷卻速度慢.由于隧道窯冷卻速段較長還原得到的銀白色海綿鐵在冷卻段將被氧化成褐色甚至藍(lán)色, 致使氧含量升高. 3 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,即進(jìn)車太慢; 焦末使用過量,配碳量過高. 在實(shí)際生產(chǎn)中,海綿鐵不合格的形式多種多樣,除以上幾種常見的形式外,還有個(gè)別情況下產(chǎn)生的不 合格品是由于人為的操作不當(dāng)所致.另外,若焦末或鐵鱗預(yù)處理不善致使水份偏高,則極有可能造成海綿 鐵表面結(jié)殼增加硬度,同時(shí)伴有夾生. 海綿鐵生產(chǎn)是整個(gè)還原鐵粉生產(chǎn)工藝中zui重要的工序之一,其質(zhì)量水平直接決定了二次還原過程及成 品粉的各項(xiàng)技術(shù)性能要求.正確理解海綿鐵生產(chǎn)的基本原理,不斷探索新的生產(chǎn)工藝,及時(shí)總結(jié)不合格品 的產(chǎn)生原因及解決措施是保證海綿鐵生產(chǎn)穩(wěn)定順行的有效途徑. 在中國,目前海綿鐵行業(yè)的生產(chǎn)主要采用煤基隧道窯罐式法,本工藝的技術(shù)比較成熟,也比較穩(wěn)定, 近年來隨著我國鋼產(chǎn)量的日益巨增,海綿鐵的需求量也越來越大.還原海綿鐵的技術(shù)和裝備也自然在不斷 的發(fā)展,還原裝備經(jīng)歷了倒焰窯,輪窯,燒煤隧道窯,熱煤氣隧道窯.也有回轉(zhuǎn)窯,豎窯,轉(zhuǎn)底窯等其它 方式,而主流還原裝備就是——隧道窯罐式法. 隨著海綿鐵市場價(jià)格和對質(zhì)量的要求,隧道窯法還原工藝也在不斷的發(fā)展,從粘土罐法到碳化硅罐 法的發(fā)展;從鐵粉烘干,散料裝罐,到濕礦粉直接壓塊(球,餅)裝罐還原,降低了烘干,裝罐等費(fèi)用, 同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率. 2Fe+2H2O+O2---2Fe(OH)2 2Fe(OH)2+H2O+2O2---2Fe(OH)3 反應(yīng)產(chǎn)物 Fe(OH)3 為不溶于水的松軟絮狀物,當(dāng)其積 累到一定程度時(shí),即可通過反沖洗排掉,恢復(fù)到初始 的除氧能力. 海綿鐵濾料工作環(huán)境:處理水量:4-50t/h 反洗強(qiáng)度:16-21L/m2 反洗間隔:24h 工作溫度:5-80℃ 除氧速度:15-18m/h 處理前溶氧含量:6-8mg/L 工作壓力:0.15-0.5MPa 處理后溶氧含量:0.03-0.05mg/L. 海綿鐵濾料應(yīng)用范圍:各種鍋爐,換熱器,熱力管線補(bǔ)水,工業(yè)循環(huán)冷卻水及油田注水. 海綿鐵濾料特點(diǎn): 1.使用幫命長,無毒,*,出水含氧量穩(wěn)定在 0.05mg/L 以下,*符合國家低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) (GB1576-2001)要求. 2.常溫運(yùn)行,無需加熱,運(yùn)行成本低,克服了熱力除氧,真空除氧須加熱耗能的缺點(diǎn). 3.用量少,一般情況下除氧劑消耗量 1 噸水為 10g. 4.反洗頻率低,再生效果好 采用固體碳還原法生產(chǎn)海綿鐵,原料主要為軋鋼氧化鐵皮(俗稱鐵鱗)或精礦粉,經(jīng)過烘干,篩分,磁選, 研磨等一系列處理后的鐵鱗與還原劑通過環(huán)形裝具裝入耐*再裝車之后進(jìn)入隧道窯,整個(gè)還原反應(yīng)在隧 道窯中發(fā)生.其工藝流程如圖 1: 圖1 海綿鐵生產(chǎn)工藝流程圖 為了更好地控制海綿鐵質(zhì)量,了解其基本原理和生產(chǎn)工藝要求是*的.本文就海綿鐵生產(chǎn)的基 本原理及質(zhì)量控制作一簡要敘述. 大比表面積的海綿鐵濾料型除氧劑.常溫下處理工業(yè)水(或軟水)都取得理想的效果(殘氧含量: 0.03-0.05mg/L) ,該產(chǎn)品配套設(shè)施具有投資少,維護(hù)簡單,運(yùn)輸成本低,除氧效果好的優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于鍋 爐和循環(huán)水設(shè)備 的防腐,是一種性價(jià)比很高的節(jié)能產(chǎn)品. 海綿鐵濾料除氧原理:采用具有巨大比表面積的海綿鐵為濾料,當(dāng)含有溶解氧的水通過海綿鐵時(shí),水中氧 氣與海綿鐵發(fā)生生*的氧化反應(yīng).其化學(xué)反應(yīng)如下: 2Fe+2H2O+O2---2Fe(OH)2 2Fe(OH)2+H2O+2O2---2Fe(OH)3 反應(yīng)產(chǎn)物 Fe(OH)3 為不溶于水的松軟絮狀物,當(dāng)其積 累到一定程度時(shí),即可通過反沖洗排掉,恢復(fù)到初始 的除氧能力. 海綿鐵濾料工作環(huán)境:處理水量:4-50t/h 反洗強(qiáng)度:16-21L/m2 反洗間隔:24h 工作溫度:5-80℃ 除氧速度:15-18m/h 處理前溶氧含量:6-8mg/L 工作壓力:0.15-0.5MPa 處理后溶氧含量:0.03-0.05mg/L.