隧道窑工艺介绍

隧道窑工艺介绍隧道窑罐装法生产直接还原铁（海绵铁）是瑞典人在1911年首先用于工业生产直接还原铁（海绵铁）的方法，经过多年的技术发展，已经是一种有效的生产直接还原铁（海绵铁）的方法。

一九九二年河北东瀛有限责任公司在此基础上进行了大量的技术改进和创新，研制开发了新型的隧道窑直接还原铁（海绵铁）生产法。

开创了在我国使用隧道窑生产海绵铁的新纪元，在此后经过不断的改进和完善，形成了无论从投资规模的大与小、无论自动化程度的高与低的系列海绵铁生产工艺，它能满足各种环境、各个区域、各种投资人群的要求，河北东瀛有限责任公司所研制开发的各种工艺无论从投资比例还是投资效益、无论从产品成本还是对原料要求、无论从产品质量还是工艺的成熟性、设备运行的可靠性、稳定性，无论从节能还是环保在我国都是唯一可信赖的、也是遥遥领先的。

它是将精矿粉、煤粉、石灰石粉，按照一定的比例和装料方法，分别装入还原罐中，然后把罐放在罐车上，推入条形隧道窑中或把罐直接放到环形轮窑中，料罐经预热1150℃加热焙烧和冷却之后，使精矿粉还原，得到直接还原铁（海绵铁）的方法。

使用隧道窑直接还原铁（海绵铁）生产工艺已有几十条生产线建成投产。

当精矿粉含铁67%以上时，此法生产的直接还原铁（海绵铁）实物分析结果是：C≥0.04%, S<0.01%, P<0.02%, SiO2<3%, MFe≥86%, TFe≥92% M≥94%。

1.隧道窑生产工艺的特点：(1)原料、还原剂、燃料容易解决此方法所用的原料是精矿粉或品位≥60%的赤铁矿或褐铁矿，这远比富铁块矿好解决，同时，生产中不需要把精矿粉先变成氧化球团，生产费用也低，而且生产中不添加任何粘结剂，这样避免了原料的污染；还原剂是普通无烟煤粉或焦碳末，煤中灰分熔点也不要求很高；供热的燃料是普通动力煤或煤粉，有多余高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、混和煤气、石油气的地方也可用这些气体做热源，还可使用发生炉煤气或重油作为热源，使用范围十分广阔。

当前我们把优质、磨细、高品位的铁精矿供给高炉冶炼使用，不但不能充分发挥这种精矿自身的优点，而且还会带来不利影响，技术经济上并不合算。

(2)生产工艺容易掌握，生产过程容易控制隧道窑工艺采用煤、煤气、重油或煤粉的加热方式，燃烧孔设在沿隧道长度方向的两面侧墙上或炉顶上，根据炉温的加热曲线调整燃量或燃气量，使炉内温度稳定地控制在一定的范围内。

正常反应的炉顶温度为950～1180℃。

对于条形隧道窑车上的焙烧罐连续地从窑头装入窑内，经过预热段、还原段、保温缓冷段后，完成还原过程，进入卸料工序；对于环行窑，窑内的焙烧罐在加热煤粉喷嘴的交变作用下，经过预热阶段，还原阶段和保温缓冷阶段之后，完成还原过程，精矿粉和煤粉的比例和装罐方法很容易掌握，焙烧温度和焙烧时间也不难实现，因此隧道窑工艺容易掌握，过程容易控制。

(3)设备运行稳定，产品质量均匀隧道窑直接还原铁（海绵铁）工艺的工序环节少，设备简单，条形隧道窑的特殊结构保证了运行可靠；隧道窑本身在上述焙烧温度下寿命很长，几乎没有故障可出。

因为每个料罐都在同样的气氛下，经过同样时间的预热、焙烧还原、保温缓冷的过程，在一定容积的焙烧罐内，精矿粉和煤粉按照一定的比例和装料方法装入焙烧罐后，在一定的焙烧温度和焙烧时间的条件下，必然能得到一定金属化率的产品。

产品质量必然是均匀的，生产实践已证实了这一点。

(4)固定资产投资少年产2万吨的隧道窑直接还原铁（海绵铁）的吨铁投资仅为300～400元，比单纯建小高炉一个工序的投资还便宜，规模加大投资会更少。

(5)生产成本低我国从马来西亚、澳大利亚、南非、印度进口的直接还原铁（海绵铁）的到厂价为4000元/吨以上；1993年天津无缝钢管公司所建的年产30万吨直接还原铁（海绵铁）厂的吨铁成本为4500元，国内其它简易回转窑生产的直接还原铁（海绵铁）成本也在3200元/吨以上。

而用隧道窑工艺，在靠近精矿粉产地的地方建直接还原铁（海绵铁）厂，每吨直接还原铁（海绵铁）的成本在1600～1900元之间，成本差距巨大，市场竞争力无法对比。

(6)工厂的规划灵活隧道窑直接还原铁（海绵铁）工艺两条或叁条隧道窑为一组，每组生产直接还原铁（海绵铁）2～15万吨，一个工厂可同时建一组或多组，当资金暂时紧张时，还可建年产1万吨的一条隧道窑，投资为400万元左右，规模灵活。

吨铁投资和成本不因规模变化而有悬殊变化。

(7)具有更广泛的应用潜力用含铁67%以上的精矿粉生产的直接还原铁（海绵铁），可做为电炉炼钢的原料；用含铁71.5%以上的精矿粉生产的直接还原铁（海绵铁），可用于粉末冶金。

(8) 没有污染由于精矿粉在隧道窑中，焙烧还原游离铁的过程是一种高温下的化学变化，还原反应物主要是CO2和金属铁，没有水污染和噪声污染，只有燃煤时产生的粉尘，并经过窑内沉降，经烟囱排出，不污染环境。

(9)冷压块由于采用了本公司的专利生产直接还原铁（海绵铁）压块，可根据用户需要自由配碳，并压制成各种形状、重量的冷压块。

能满足不同用户的不同要求，从而扩大了市场的供应范围。

(10)设备简单隧道窑工艺一般只由还原炉、台车、过渡车、顶车机、测温仪表、烟囱等简单易操作设备组成。

(11)上马快,建设周期短一条年产2万吨直接还原铁（海绵铁）生产线建设周期仅为2个月。

从上面的数据和分析可以看出，隧道窑直接还原铁（海绵铁）生产工艺在投资少、成本低、运行稳定方面更为突出，因此，应在有精矿粉的地方大力发展隧道窑直接还原铁（海绵铁）。

2.生产工艺：焦粉或煤粉+精矿粉+石灰石粉-装罐-入炉焙烧—冷却—成品检验—入库。

精矿粉、焦粉或煤粉，石灰粉按一定比例装罐，人工码放在台车上，由推进器推入炉内，经预热、加热并保温一定时间后出炉，空冷后卸罐，成品经检验合格后入库。

罐体、台车循环使用，采用人工加煤，自然燃烧的方式，每天每条线可生产34吨，正常情况下年产量1万吨，两条线为一组，年产量为2万吨。

3.主要设备：(1)隧道窑(2)台车(3)推进器(4)烟囱(5)仪表4.辅助工程：一条年产1万吨直接还原铁（海绵铁）生产线占地长120m，宽24m。

车间采用简易罩棚，不设天车，长120m，宽24m，建筑面积2880m，2条线年产2万吨，占地长120m，宽36m。

5.电力：年产1万吨直接还原铁（海绵铁）生产线装机容量为120kv·A，主要用于驱动推进器和车间照明，2条线总装机容量为160kv·A。

6.供水：本工程生产不用水，只考虑生活用水，用量很小。

7.投资估算年产1万吨直接还原铁（海绵铁）生产线建设投资350万元，不考虑土地与电力增容（根据当地原材料价格不同，价格可实际调整）。

8.经济评价和成本估算职工定员：一条隧道窑生产线总用工人数70人(包括所有工人及行管人员)。

成本估算：按一般价格估算，每吨直接还原铁（海绵铁）的成本为1600～1900元/吨。

成本因不同地区原材料价格差异而不同，应根据当地的实际价格调整。

经济效益分析：年产1万吨直接还原铁（海绵铁），建设期2个月，达产期1个月，产品售价按2500元/吨计算。

10000吨×2500元/吨，年产值2500万元。

税率6%，税金150万元。

年利润：350～500万元。

按此计算一年即收回全部投资。

如以实际达产日计算，正常情况下，几个月即可收回全部投资，经济效益非常突出。

如按年产2万吨计算，建设期2个月，达产期1个月，产品售价按2500元／吨计算。

产值5000万元，税率6%，税金300万元。

年利润：700～1000万元按此计算：半年即可收回全部投资。

9.说明：隧道窑—固体碳还原法，如内配碳还原剂中添加催化剂可使生产率成倍增长，还原时间大大缩小，该技术为我公司专利技术。

直接还原铁（海绵铁）新工艺A--C工艺介绍1. 工艺流程A—C工艺的含义为：实现全自动化控制，机械化装卸料，采用快速还原炉进行还原、最后形成冷压块铁的直接还原铁（海绵铁）生产工艺方法。

该工艺的工艺流程可分为如下五个工序：1.1原料准备及其烘干破碎工序将脱硫剂、还原剂两种物料装入定量料斗，定量料斗按两种物料的重量比，通过输送机将物料送到烘干室内对两物料进行烘干、混合。

烘干后的物料含水量小于3%，烘干后的物料，通过输送机送到还原剂破碎机内进行粉碎，粉碎粒度为1.5mm以下。

破碎后的物料，经输送机提升到高位料仓，然后再由输送机送到储存料仓。

精矿粉由输送机直接送入烘干机组进行烘干，烘干后含水量小于3%，烘干后的精矿粉由输送机送入高位料仓，然后再由输送机送至储存料仓。

1.2自动装料工序本工艺根据需要可生产球状、柱状或瓦片状直接还原铁（海绵铁），从保证产品质量，减少生产环节和有利于实现自动装卸料角度考虑，以生产瓦片状为最好。

本工艺采用瓦片状形式。

装料系统由料仓、定量管和装料头三部分组成，精矿粉和还原剂，经过储存料仓，将料卸到布料仓内，再由装料头装入每个还原坩埚，实现向坩埚布料。

1.3还原焙烧工序此工序在快速还原炉内完成。

适宜稳定的炉温和还原时间是决定直接还原铁（海绵铁）质量的关键，此工序包括预热、还原、冷却三个阶段。

首先，载车经过传动机构，将载车送入快速还原炉内的预热段，在此间，物料中的水分完全蒸发，脱硫剂分解，温度升至还原温度，进入高温还原段，在此间，氧化铁被充分还原，形成单质铁，然后进入冷却段进行冷却，冷却到200℃以下后出炉。

1.4自动卸料工序物料出炉后在常温中降到100℃～50℃后进入卸料系统进行卸料。

粉灰通过风力吸走，直接还原铁（海绵铁）通过抓钳，从坩埚中取走，实现自动卸料。

1.5产品处理工序由该工序完成直接还原铁（海绵铁）磁选、破碎及钝化处理—压块。

卸完料的载车进入装料系统装料。

直接还原铁（海绵铁）经过卸料装置进入中间料仓。

中间料仓的直接还原铁（海绵铁）经过输送机输送至直接还原铁（海绵铁）破碎机进行破碎，破碎后的直接还原铁（海绵铁）经干磁选机进行磁选，磁选后的直接还原铁（海绵铁）粉由输送机输送到压块机组进行压块成形，通过传动机构入库。

2.工艺特点2.1原料、还原剂，燃料容易解决A—C工艺所用的原料是精矿粉或品位≥60%的赤铁矿或褐铁矿，远比富铁块矿好解决，同时生产中不需要先把精矿粉先变化氧化球团。

生产费用也低，还原剂是普通无烟煤粉或焦碳末，煤中的灰份熔点也不要求很高，供热的热源可为普通动力煤或煤粉，有多余的高炉煤气、转炉煤气，焦炉煤气、混和煤气、石油气的地方也可用这些气体作为热源或用发生炉煤气作热源，还可使用重油作燃料。

2.2工艺稳定本工艺吸取了各直接还原铁（海绵铁）工艺的优点，并加以改进和创新形成了一种更稳定可靠的新工艺，由于采用封闭式坩埚在还原炉内还原的方法，使坩埚内还原性气氛的浓度和压力都高，并采用计算机控制炉温，温差小，且还原气氛易保持，故很容易保证还原工艺的要求，产品质量稳定。