海绵铁还原铁粉
直接还原铁生产工艺及发展方向
直接还原铁（海绵铁）生产工艺及发展方向习惯上，我们把铁矿石在高炉中先还原冶炼成含碳高的生铁，而后在炼钢炉内氧化，降低含碳量并精炼成钢，这项传统工艺，称作间接炼钢方法；在低于矿石熔化温度下，通过固态还原，把铁矿石炼制成铁的工艺，称作直接炼铁（钢）法或者直接还原法，用这种方法生产出的铁也就称作直接还原铁（即DRI）。
由于这种铁保留了失氧时形成的大量微气孔，在显微镜下观察形似海绵，所以直接还原铁也称之为海绵铁。
一、直接还原铁（海绵铁）的用途直接还原铁是精铁粉在炉内经低温还原形式的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少（碳、硅含量低），主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。
一次还原铁粉（海绵铁）的主要用途有：①作为粉末冶金制品的原料，耗用量约占铁粉总耗用量的60～80％；②作为电焊条的原料，在药皮中加入10～70％铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高熔敷效率；③作为火焰切割的喷射剂，在切割钢制品时，向氧-乙炔焰中喷射铁粉,可改善切割性能，扩大切割钢种的范围，提高可切割厚度；④还可作为有机化学合成中的还原剂、复印机油墨载体等。
近年来由于钢铁产品朝小型轻量化、功能高级化、复合化方向发展，故钢材中非金属材料和有色金属使用比例增加，致使废钢质量不断下降。
废钢作为电炉钢原料，由于其来源不同，化学成分波动很大，而且很难掌握、控制，这给电炉炼钢作业带来了极大的困难。
如果用一定比例的直接还原铁(30～50%)作为稀释剂与废钢搭配不仅可增加钢材的均匀性，还可以改善和提高钢的物理性质，从而达到生产优质钢的目的。
因此，直接还原铁（海绵铁）不仅仅是优质废钢的替代物，还是生产优质钢材必不可少的高级原料(天津无缝钢管公司国外设计中就明确要求必须配50%的直接还原铁（海绵铁）)。
根据国外报导，高功率电炉冶炼时，炉料搭配30～50%直接还原铁，生产率提高10～25%，作业率提高25～30%。
直接还原铁的品质与用途
直接还原铁的品质与用途直接还原铁即粉末冶金还原铁粉生产中的海绵铁。
炼钢中的海绵铁的品质要求与粉末冶金用海绵铁的品质要求不同,其含铁量在90%以上,但要控制S,P,Pb,Zn,Bi,As等有害元素的含量。
用于生产还原铁粉的直接还原铁其技术条件为:TFe=97.5%～98.0%、金属化率≥95%、C=0.3%～0.4%、S、P≤0.020%、Si≤0.10%。
用于炼钢的直接还原铁其技术条件为:TFe≥91%、金属化率≥85%、S、P≤0.020%、Si≤0.20%。
直接还原铁除了作为电弧炉冶炼原料以外,直接还原铁还是氧气转炉的优质冷却剂和炉料,对转炉的冷却效果是废钢的112～2倍。
应用直接还原铁后转炉冶炼可获得多种效果,如稀释铁水中的S、P、Bi、Pb、Zn、As等有害杂质元素含量,消除废钢对炉衬的机械损耗作用,改善自动加料和终点控制,提高计算机自控水平,提高生产率等。
所以将钢厂的含铁氧化物为原料建立直接还原铁生产线,投产后其产品在钢铁企业的用途是广泛的、有益的。
基本特点：1、化学成分稳定，有效稀释钢中残余和夹杂金属元素含量，改善钢的质量；2、P、S有害元素含量低，可缩短精炼时间；3、减少装料次数、减少停电作业和热损失，熔化速度快、电耗低、可提高效率、降低成本；4、熔化期中，供电作业稳定，允许大功率供电、口音低、烟尘少、工作环境好；5、使用成本低廉，经济效益高。
编辑本段生产工艺：在工业上应用较多的有铁磷还原法，铁精矿粉还原法等，即将轧钢氧化铁磷或精矿粉经还原铁压块机压制成块后，装入焙烧管进窑焙烧，生产出了优质还原铁。
直接还原铁经粗破（将直接还原铁锭破成块状）中破（将块状直接还原铁破碎成0～15mm的颗粒状）后，再经过磁选，去除SiO2、、CaS和游离碳等杂质。
用户可再次使用还原铁压块机压制直接还原铁颗粒，使直接还原铁颗粒成型并达到一定的堆比重g/cm3要求。
直接还原铁破碎颗粒直接影响压块物理特性（压缩性、成型性、堆比重g/cm3）对特钢生产起到至关重要的作用。
包头海绵铁
直接还原铁（海绵铁）使用原理：常温过滤式除氧属化学除氧，它采用专门生产的活性海绵铁(直接还原铁)来去除水中溶解氧，海绵铁主要成分是铁，其疏松多孔的内部结构，提供的比表面积是普通铁屑的5-10万倍，可使水中的氧与铁发生迅速彻底的氧化反应，使溶解氧稳定在0.05mg/L以下，其反应式为：2Fe2+ + 2H2O + O2→2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+ 2H2O +O2→4Fe(OH)3反应产物Fe(OH)2、Fe(OH)3为不易溶于水的絮状沉淀，当随着水流经其余的海绵铁颗粒时被拦截下来，只要用一定强度的反洗水流就可以冲洗干净(大约5分钟)。
海绵铁的消耗量很低，根据处理水量与水质的不同，一般3 - 6个月补充一次即可。
(经过除氧后的中增加了少量的铁离子,一般为0.2 - 0.5mg/L，对于热水锅炉来说仍符合国家规定的水质标准，但对于蒸汽锅炉或对给水Fe2+有严格要求的给水除氧来说，可以加装除铁装置，去除水中的Fe2+，本公司备有各种规格的离子交换除铁装置供用户选用。
)作为水除氧剂的海绵铁是利用粒度在-200目以下的Fe3O4 粉末粘结在一起，常用粒度为1-2mm、2-4mm、4-8mm左右。
因其还原过程发生置换反应，形成一定数量的空隙，还有粉末微粒粘结时的空隙，使得除氧剂孔隙极高，比表面积大，又因其为原生矿直接还原所得，相对纯净，所以活性极高，极与水中的氧发生反应生成Fe3O4，从而达到除氧目的。
经调查近几年凭借海绵铁的高效率、低价格的优势，在水处理行业中的使用率从2001年的13.5%提高到现今的90%以上，而且由于含有一定量的杂质，使其在除氧过程中颗粒之间只能是弱键连接，不会出现锈死成团的现象。
四、海绵铁工艺流程图及成本简析：在中国，目前海绵铁行业的生产主要采用煤基隧道窑法，本工艺的技术比较成熟，也比较稳定，近年来随着我国钢产量的日益巨增，海绵铁的需求量也越来越大。
还原海绵铁的技术和装备也自然在不断的发展，还原装备经历了倒焰窑、轮窑、烧煤隧道窑、热煤气隧道窑。
【精品】台州海绵铁
【精品】台州海绵铁海绵铁是在回转窑、竖炉或其他反应器内，用煤、焦炭，天然气或氢气，使铁矿石或铁精矿球团在低于物料熔化温度的条件下进行低温还原，变成多孔状的产物。
其中被还原出来的铁呈细小铁核，形如海锦，故称。
海绵铁经冷却、破碎、磁选，可除去脉石或其他杂质(金属铁占全铁 90％以上者，可直接用于炼钢； 90％以下的，用于高炉或电炉炼铁)。
] 在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。
该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。
海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。
这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。
海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。
含铁量超过 97％以上也属于海绵铁，但应用于粉末冶金领域，其形状分块状和粉状（一次还原铁粉），如深加工还可做二次还原铁粉，其含铁量将达到 99％以上。
海绵铁滤料（又称除氧剂）采用优质矿粉，利用氧化还原反1/ 20应原理，通过滤式除淀方式进行排除，对管道、锅炉很循环水溶解氧腐蚀经处理后水溶解氧含量可达到 0.05 mg/L 以下，该除氧剂具有反洗频率低，抗压强度高，不粉化、不结板，比表面积大。
活性高，再生效果好等优点。
经活化处理后的海绵铁除氧剂，呈海绵状多孔隙的铁粒，为水中的溶解氧提供了与活性铁进行反应的机遇，加速氧化还原反应，它与水中的溶解氧化学反应如下：Fe＋H2O＋1/2O2Fe2＋＋2OH- Fe2＋＋2OH-＋1/2H2O＋1/4O2Fe(OH)3 应用范围：可用于各种锅炉、热力管线补水，工业循环冷却水等需要去除水中溶解氧的地方。
特点：1. 常温运行，无需加热，克服了热力、真空除氧及加热耗能的缺点；2. 占地、占空间小，安装简便，克服了热力、真空除氧高位安装的不便；工作原理：海绵铁除氧剂是经活化处理后的高活性填料，是海绵状多孔隙的铁粒，为水中的溶解氧提供了与活性铁进行反应的条件，当含有氧气的水通过海绵铁时，水中氧气与铁发生彻底的氧化反应，从而消除出水溶解氧含量。
直接还原铁生产工艺
直接还原铁回转窑铁磷还原法生产工艺一、直接还原铁是精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。
二、直接还原铁生产工艺概述1、什么是直接还原炼铁法？直接还原炼铁法是在低于矿石熔化温度下，通过固态还原，把铁矿石炼制成铁的工艺过程。
2、常用的直接还原炼铁法有哪些？在工业上应用较多的有铁磷还原法，铁精矿粉还原法等，即将轧钢氧化铁磷或精矿粉经还原铁压块机压制成块后，装入焙烧管进窑焙烧，生产出了优质还原铁。
直接还原铁经粗破（将直接还原铁锭破成块状）中破（将块状直接还原铁破碎成0～15mm的颗粒状）后，再经过磁选，去除SiO2、、CaS和游离碳等杂质。
用户可再次使用还原铁压块机压制直接还原铁颗粒，使直接还原铁颗粒成型并达到一定的堆比重g/cm3要求。
直接还原铁破碎颗粒直接影响压块物理特性（压缩性、成型性、堆比重g/cm3）对特钢生产起到至关重要的作用。
三、铁磷还原法概述1、什么是铁磷？铁鳞又称氧化铁皮、氧化皮。
在钢材加热和轧制过程中，由于表面受到氧化而形成氧化铁层，剥落下来的鱼鳞状物。
铁鳞可用作氧化剂和制铁粉的原料。
轧钢氧化铁磷是钢材在加热炉中加热后在轧制过程中，其表面氧化层自行脱落而产生的。
2、为什么用氧化铁磷？有什么注意事项？还原海绵铁可采用热轧沸腾钢氧化铁磷作原料，因为沸腾钢氧化铁磷中的TFe、C、S、P化学成分含量，能满足还原海绵铁生产的技术要求。
在还原海绵铁中最好不要以高碳钢或合金钢氧化铁磷为原料。
3、什么是铁磷还原法？有哪些类型？铁鳞还原法就是以铁鳞为原料的直接还原法生产工艺。
铁鳞还原法生产过程可分为粗还原与精还原。
在粗还原过程中，铁氧化物被还原，铁粉颗粒烧结与渗碳。
增高还原温度或延长保温时间皆有利于铁氧化物还原、铁粉颗粒烧结，但会生产部分渗碳。
鉴于在精还原过程中脱碳困难，在粗还原过程中，控制铁氧化物还原到未渗碳的程度是必要的。
海绵铁生产工艺技术
海绵铁生产工艺技术
海绵铁是一种具有多孔结构的铁材料，常用于制造橡胶轮胎、过滤器和隔热材料等。
它的制造工艺技术主要包括原料准备、粉末冶金、烧结和处理等环节。
首先，海绵铁的原料主要是铁粉。
这种铁粉通常通过钢铁厂的废铁回收或者直接从铁矿石中提取得到。
这些铁粉被送到粉末冶金车间，进行初步的筛分和磁选，以去除杂质和磁性不良的颗粒。
然后，经过筛分和磁选后的铁粉被进一步碾磨成较为细小的颗粒。
通常采用球磨机或者气流磨等设备来完成这一过程。
碾磨过后的铁粉具有更好的可压性和流动性，便于后续工艺的进行。
接下来，碾磨过的铁粉被放入模具中，并经过压制来形成预制体。
预制体具有一定的机械强度，但密度较低，还需要进行烧结来提高其机械性能和密度。
烧结过程中，预制体被置于高温炉中，经过一定时间的升温和保温，使铁粉颗粒之间发生烧结，从而形成海绵铁的多孔结构。
最后，烧结后的海绵铁经过冷却和处理，以去除表面的氧化物和杂质。
处理方式包括镀锌、镀镍、热处理等。
这些处理可以增加海绵铁的耐腐蚀性、耐磨性以及机械强度，提高其在实际应用中的性能和寿命。
综上所述，海绵铁的生产工艺技术主要包括原料准备、粉末冶金、烧结和处理等环节。
这些工艺科学合理，能够保证海绵铁
的质量和性能。
海绵铁作为一种具有广泛应用前景的材料，其生产工艺技术的不断创新和改进，将为实现海绵铁的更加高效、高品质的生产提供有力支持。
还原铁粉原理及应用
本文摘自再生资源回收-变宝网（）还原铁粉原理及应用还原铁粉，灰色或黑色粉末，又称“双吸剂”，能够吸收空气中的水分和氧气，常用于食品保鲜。
下面简单介绍一下还原铁粉的原理及应用。
原理及应用在中学化学课程中常用的关于还原铁粉的方程式有(人教版高一第一册<金属及其化合物>)：3Fe+4H2O(g)=高热=Fe3O4+4H2还原铁粉通俗是利用固体或气体还原剂（焦炭、木炭、无烟煤、水煤气、转化天然气、分解氨、氢等）还原铁的氧化物(铁精矿、轧钢铁鳞等)来制取海绵状的铁。
还原过程中分为（固体碳还原）一次还原和二次还原，一次还原就是固体碳还原制取海绵铁，一次还原主要流程是：(铁精矿、轧钢铁鳞等)→烘干→磁选→粉碎→筛分→装罐→进入一次还原炉→海绵铁。
二次精还原流程:海绵铁→清刷→破碎→磁选→二次还原炉→粉块→解碎→磁选→筛分→分级→混料→包装→成品。
用还原法所生产的优质铁粉，各项参数达标，Fe≥98%，碳≤0.01%，磷和硫都小于0.03%，氢损为0.1～0.2%。
还原铁粉的主要用途有：粉末冶金制品还原铁粉，此行业耗用还原铁粉总量的60%~80%。
电焊条用还原铁粉，在药皮中加入10～70%铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高熔敷效率。
化工用还原铁粉，主要用于化工催化剂，贵金属还原，合金添加，铜置换等。
切割不锈钢铁粉，在切割钢制品时，向氧-乙炔焰中喷射铁粉,可改善切割性能，扩大切割钢种的范围，提高可切割厚度。
我国粉末冶金行业技术的不断提高，目前粉末冶金零件广泛应用于飞机，枪械，摩托车，家庭轿车，汽车，农机，矿山，电动工具，机床，运输等各种机械行业。
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铁粉分类及应用
铁粉分类及应用铁粉，颜色为黑色。
是粉末冶金的主要原料。
按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。
粒度为150～500μm 范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。
一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉，若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备，但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。
铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉，它们由于不同的生产方式而得名。
铁粉在粉末冶金工业中是一种最重要的金属粉末。
其耗用量约占金属粉末总消耗量的85％左右，铁粉的主要市场是制造机械零件，其所需铁粉量约占铁粉总产量的80％。
铁粉按含碳量的不同和生产工艺的不同，可以分为5大类：生铁粉，还原铁粉，电解铁粉，羟基铁粉，雾化铁粉。
以下是铁粉的主要分类：1.生铁粉：以铸铁或金属加工行业剩下边料粉碎而成，其碳含量约为2%-4%，是铁的一种合金粉末，通常应用在污水处理行业；利用原电池反应，对污水进行脱色。
2.还原铁粉：还原铁粉生产方法是通过化学还原方法，即用一氧化碳还原轧钢时产生的氧化铁磷。
用这种方法生产出的单质铁粉称作“还原铁粉”，由于具有很好的间隙度和海绵状微观结构，因此也称作“海绵铁铁粉”，铁的含量一般超过96.0%。
可以应用于化工还原，粉末冶金等行业，但由于氧化铁含量比较高，压出的产品密度通常只有5.8g/cm3，硬度比较大，难以二次加工。
3.电解铁粉：将废钢在硫酸铁的水溶液中进行电解所制造出来的高纯铁称作“电解铁粉”，这种单质铁粉纯度非常高，其颗粒非常细小，不规则形状，表面积较大。
研究表明，这种单质铁粉的化学活性、人体吸收率在各种不同铁粉中是最大的。
但是，由于生产成本昂贵，这种单质铁粉很难普及。
4.羟基铁粉：羟基铁粉是主要成分是铁和羟基形成的一种化合物Fe-OH，物理性状为圆形颗粒，在各种单质铁粉中是最为细小的，但其间隙度很低。
关于还原铁粉的小常识
关于还原铁粉的小常识还原铁粉，灰色或黑色粉末，又称“双吸剂”，能够吸收空气中的水分和氧气，常用于食品保鲜。
还原铁粉一般由四氧化三铁在高热条件下在氢气流或一氧化碳气流中还原生成，主要成分为结构疏松的单质铁。
由于还原铁粉本身已为粉末状，再加之其微观结构又十分疏松，故其表面积极大。
在化工生产及实验室作业中常用作优质还原剂。
另外在市面上销售的一种热袋，其结构为两层包装袋，外层为不透气包装，内层为一装满还原铁粉的透气小包，使用时只需打开外层包装，使空气进入，还原铁粉即可立即与氧气反应产生热，可使温度保持在45度左右长达4小时之久。
其原理也是利用了还原铁粉易与氧化剂反应的特点。
在中学化学课程中常用的关于还原铁粉的方程式有(人教版高一第一册<金属及其化合物>)：3Fe+4H2O(g)=高热=Fe3O4+4H2还原铁粉通俗是利用固体或气体还原剂（焦炭、木炭、无烟煤、水煤气、转化天然气、分解氨、氢等）还原铁的氧化物(铁精矿、轧钢铁鳞等)来制取海绵状的铁。
还原过程中分为（固体碳还原）一次还原和二次还原，一次还原就是固体碳还原制取海绵铁，一次还原主要流程是：(铁精矿、轧钢铁鳞等)→烘干→磁选→粉碎→筛分→装罐→进入一次还原炉→海绵铁。
二次精还原流程:海绵铁→清刷→破碎→磁选→二次还原炉→粉块→解碎→磁选→筛分→分级→混料→包装→成品。
用还原法所生产的优质铁粉，各项参数达标，Fe≥98%，碳≤0.01％，磷和硫都小于0.03％，氢损为0.1～0.2％。
还原铁粉的主要用途有：粉末冶金制品还原铁粉，此行业耗用还原铁粉总量的60%~80%。
电焊条用还原铁粉，在药皮中加入10～70％铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高熔敷效率。
化工用还原铁粉，主要用于化工催化剂，贵金属还原，合金添加，铜置换等。
切割不锈钢铁粉，在切割钢制品时，向氧-乙炔焰中喷射铁粉,可改善切割性能，扩大切割钢种的范围，提高可切割厚度。
我国粉末冶金行业技术的不断提高，目前粉末冶金零件广泛应用与飞机，枪械，摩托车，家庭轿车，汽车，农机，矿山，电动工具，机床，运输等各种机械行业。
海绵铁氧化还原原理
海绵铁氧化还原原理海绵铁氧化还原原理是一种可以通过化学反应控制某些化合物的电子传递的原理。
这种原理可以用于各种各样的实际应用，包括净化空气和水、制造锂离子电池、生产某些金属、甚至制造某些药物等等。
该原理可以分为以下几个步骤：第一步，氧化海绵铁海绵铁是一种多孔材料，是由许多小的、形状不规则的铁颗粒组成的。
这些颗粒被包裹在一个细孔网络中，使得空气和水可以轻松地流过这些颗粒。
在氧化海绵铁的过程中，这些颗粒会与大气中的氧气反应，产生水和氧化铁。
在这一步骤中，铁颗粒中的电子被氧化，从而为后续步骤提供了电子。
第二步，还原污染物在海绵铁的表面，会附着有各种各样的有害物质，比如二氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物等等。
这些污染物会与海绵铁上的氧化铁反应，使其还原为水和一些比较安全的化合物。
这一步骤中，铁颗粒中的电子被传递给氧化铁，使其还原为更为安全的化合物。
第三步，再生海绵铁在完成前两个步骤后，海绵铁上的氧化铁会变得越来越多，导致铁颗粒中的可用电子越来越少。
为了让海绵铁继续发挥作用，需要将其再生。
这可以通过向海绵铁中注入电流来实现。
在这个过程中，铁颗粒会重新得到电子，氧化铁会还原回铁颗粒中，从而重新恢复铁颗粒中的可用电子，使其能够执行前两个步骤。
总结来说，海绵铁氧化还原原理是一种通过化学反应来控制电子传递的方法。
它可以用于净化空气和水、制造锂离子电池、生产某些金属、制造某些药物和解决许多其他问题。
通过完成一系列步骤来实现这种原理，我们可以在现实生活中解决各种环境和科学问题，创造更美好的世界。
炼钢海绵铁制备水雾化铁粉的生产实践
炼钢海绵铁制备水雾化铁粉的生产实践于永亮【摘要】使用莱钢自产较低档次铁鳞,在以煤气为燃料的隧道窑烧制炼钢海绵铁,随后进行水雾化生粉的喷制.同时,以此为原料在还原炉进行精还原,生产高质量的水雾化铁粉.本实践的推进,摸索出了一条"使用铁鳞在隧道窑生产炼钢海绵铁"的合理工艺,以及在钢水冶炼阶段的配入方法及配比等,是一套完整可靠并可持续运行的工艺路线.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】2页(P154-155)【关键词】炼钢海绵铁;水雾化;铁粉;压缩性【作者】于永亮【作者单位】莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司,莱芜 271105【正文语种】中文水雾化制粉作为铁粉行业主要的生产方式，生产技术日趋成熟，市场需求量日益增多。
低成本且高质量生产水雾化铁粉，成为未来制粉行业的发展方向。
本生产实践使用莱钢集团公司自产铁鳞生产炼钢海绵铁，实现部分代替高价废钢进行冶炼。
炼钢海绵铁使用比例占所有原料的30%，与高价废钢对比，成本降低200元/吨。
炼钢海绵铁生产要求符合莱钢粉末冶金公司企业标准，外观质量无明显夹生氧化现象，满足碳氧平衡，作为炼钢的基本原料符合要求。
与国内外同行业对比，海绵铁质量有明显提升，保证C含量≥0.15%（同行业标准是≥0.10%）。
1.1 原材料准备目前，公司主要采用固体碳还原法在大型隧道窑生产海绵铁。
该工艺经多年实践已非常成熟，原料主要为轧钢氧化铁皮（俗称铁鳞）和焦末。
铁鳞经过烘干、筛分、磁选、研磨等一系列处理后，作为装罐铁鳞使用。
因炼钢对海绵铁的品位要求不高，且在现有铁鳞库存中量大，铁含量较低的有中型铁鳞及锻压铁鳞。
因此，使用锻压铁鳞∶中型铁鳞=1∶1搭配生产。
为保证海绵铁还原充分，防止出现夹生现象，控制装罐铁鳞松比≤2.90g/cm3。
研究表明，多相反应与界面有关［1］，铁鳞愈细其界面的面积愈大，还原反应愈快。
但研究表明，铁鳞粒度细到一定程度后，由于颗粒与颗粒之间的缝隙减小，透气性变差，反应速度会随之降低。
还原铁粉颗粒度对粉末冶金的影响
还原铁粉的表面形状直接影响压制后颗粒的相互嵌合，嵌合的多少很大程度上决定着成形性。
国内铁粉生产厂家一般采用普通粉碎设备对铁鳞和海绵铁进行破碎，合批设备为双锥形搅拌机，在破碎和搅拌的同时破坏了颗粒表面的形貌，使粉末和粉末之间的咬合变少，从而降低了粉末的成形性。
采用赫格纳斯的MH80.23和国内相同牌号铁粉制成密度6.0g/cm3的轴承成形品，其拉脱拉值分别为0.5%和2%。
粉末性能对粉末冶金件的影响:1、铁粉的流动性以及充填模腔时的松装密度是重要因素；铁粉的压缩性影响压件可获得的密度，因此也影响烧结后的性能；2、弹性后效值对计算压制模具尺寸与最终产品尺寸的关系非常重要，也就是粉末压件在烧结过程的收缩率；3、足够的压制生坯强度即可以避免脱模时压坯产生裂纹，也可以保证压坯从压机到烧结炉之间的正常搬运；还原铁粉粉末的主要物理性能有：松装密度，流动性，压缩性能；这些性能都是由铁粉的粉末颗粒形状和粒度分布组成决定的。
粗粉的流动性能大于细粉，单独的粗粉和细粉其松装密度较低，合理的粒度分布使粉末粗细颗粒间填充好，因而比单独的粗粉和细粉有更高的松装密度和流动性。
压件的收缩尺寸是由粉末的粒度分布决定的，在细粉较多的性况下，压件在烧结过程中更易收缩；压缩性是由粉末颗粒形状决定的，海绵铁还原铁粉的颗粒形状更不规则以及内部更多的孔隙，因而同雾化铁粉相比其生坯强度高。
以上是由巩义市大发冶金炉料有限公司提供，巩义市大发冶金炉料有限公司成立于1995年，拥有员工50余人，公司坐落于巩义市大峪沟镇桥沟工业区，公司从事还原铁粉和散装炉料生产二十余年，具有先进的设备和生产工艺，现已达到年产一次还原铁粉10000吨，二次还原铁粉5000吨，在此基础上公司不断对设备工艺进行改进和创新，实现了还原铁粉生产的流水作业，并且自制钢带式精还原炉一条，扩大了产能，节约了成本，提高了产品质量，提升了公司在行业中的竞争力。
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海绵铁滤料产品简介：海绵铁滤料还原铁粉，灰色或黑色粉末，又称“双吸剂”，能够吸收空气中的水分和氧气，常用于食品保鲜。
海绵铁滤料还原铁粉一般由四氧化三铁在高热条件下在氢气流或一氧化碳气流中还原生成，主要成分为结构疏松的单质铁。
由于还原铁粉本身已为粉末状，再加之其微观结构又十分疏松，故其表面积极大。
在化工生产及实验室作业中常用作优质还原剂。
海绵铁滤料还原铁粉由于易氧化，故要粉碎分级必须要在保护气体的状态下进行，一般要进行超微粉碎分级时是用JZDB氮气保护粉碎分级机进行超微粉碎分级，如果只是要对还原铁粉进行高精分级则只需用JZDF氮气保护分级机即可。
另外在市面上销售的一种热袋，其结构为两层包装袋，外层为不透气包装，内层为一装满还原铁粉的透气小包，使用时只需打开外层包装，使空气进入，还原铁粉即可立即与氧气反应产生热，可使温度保持在45度左右长达4小时之久。
其原理也是利用了还原铁粉易与氧化剂反应的特点。
我公司生产的还原铁粉各项参数达标，Fe≥98%，碳≤0.01％，磷和硫都小于0.03％，氢损为0.1～0.2％。
海绵铁滤料还原铁粉的主要用途有：粉末冶金制品还原铁粉，此行业耗用还原铁粉总量的60%~80%。
电焊条用还原铁粉，在药皮中加入10～70％铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高熔敷效率。
海绵铁滤料化工用还原铁粉，主要用于化工催化剂，贵金属还原，合金添加，铜置换等。
切割不锈钢铁粉，在切割钢制品时，向氧-乙炔焰中喷射铁粉,可改善切割性能，扩大切割钢种的范围，提高可切割厚度。
我国粉末冶金行业技术的不断提高，目前粉末冶金零件广泛应用与飞机，摩托车，家庭轿车，汽车，农机，矿山，电动工具，机床，运输等各种机械行业。
常温块状海绵铁除氧剂,是一种环保型水处理介质.采用经活化处理得到的高活性,大比表面积的海绵铁滤料型除氧剂.常温下处理工业水(或软水)都取得理想的效果(残氧含量:0.03-0.05mg/L) ,该产品配套设施具有投资少,维护简单,运输成本低,除氧效果好的优点,可广泛用于锅炉和循环水设备的防腐,是一种性价比很高的节能产品.海绵铁滤料除氧原理:采用具有巨大比表面积的海绵铁为滤料,当含有溶解氧的水通过海绵铁时,水中氧气与海绵铁发生生彻底的氧化反应.其化学反应如下: 2Fe+2H2O+O2---2Fe(OH)2 2Fe(OH)2+H2O+2O2---2Fe(OH)3 反应产物Fe(OH)3 为不溶于水的松软絮状物,当其积累到一定程度时,即可通过反冲洗排掉,恢复到初始的除氧能力. 海绵铁滤料工作环境:处理水量:4-50t/h 反洗强度:16-21L/m2 反洗间隔:24h 工作温度:5-80℃除氧速度:15-18m/h 处理前溶氧含量:6-8mg/L 工作压力:0.15-0.5MPa 处理后溶氧含量:0.03-0.05mg/L.海绵铁滤料应用范围:各种锅炉,换热器,热力管线补水,工业循环冷却水及油田注水.海绵铁滤料特点:1.使用帮命长,无毒,不污染环境,出水含氧量稳定在0.05mg/L 以下,完全符合国家低压锅炉水质标准(GB1576-2001)要求.2.常温运行,无需加热,运行成本低,克服了热力除氧,真空除氧须加热耗能的缺点.3.用量少,一般情况下除氧剂消耗量1 吨水为10g.4.反洗频率低,再生效果好。
海绵铁的现状及其发展前景: 在中国,目前海绵铁行业的生产主要采用煤基隧道窑罐式法,本工艺的技术比较成熟,也比较稳定, 近年来随着我国钢产量的日益巨增,海绵铁的需求量也越来越大.还原海绵铁的技术和装备也自然在不断的发展,还原装备经历了倒焰窑,轮窑,烧煤隧道窑,热煤气隧道窑.也有回转窑,竖窑,转底窑等其它方式,而主流还原装备就是——隧道窑罐式法. 为了扩大产量和企业规模,现在我国曾有"链蓖机-回转窑-冷却筒",转底窑以及竖炉等还原方法.但经过几个项目的实施验证,目前我国已经上马的"链蓖机-回转窑-冷却筒"模式的还原生产线基本上都已停产了.其原因是多方面的. 中国是第一大钢产量国家,年需求海绵铁需求量大约3000 万吨.并且现在海绵铁的应用越来越广泛,除了电弧炉,还有转炉,中频感应炉也可应用.现在高炉,冲天炉也有应用.还可以用于冷却剂以及化工和其它方面也在应用. 随着焦碳价格的飞涨,高炉在填加10-15%的海绵铁(还原率80-88%),焦比几乎不变,炼铁成本却要降低500-800 元/吨. 尽管中国海绵铁的应用广泛,数量巨大.而年生产能力却不到70 万吨,不到印度半个月的产量.却还存在着卖难,价格低,效益低的根本问题. 试问隧道窑法海绵铁企业老总们,有几个企业常年在生产?工厂效益很好?销售很顺利?回款很顺利呢?"链蓖机-回转窑-冷却筒"的生产线又有哪家在正常生产呢? 为什么我国海绵铁市场巨大,钢厂还要化高价进口国外的热压块海绵铁呢?!不喜欢用我们中国的产品呢? 1,成本高;2,质量差;3,规模小成本高——因为目前隧道窑罐式法海绵铁主要采用TFe=65-67%的铁矿粉间接还原后取得的, 生产工艺就完成了. 这种矿粉基本上符合高炉生产用,与高炉争夺资源,其结果是矿粉价格越来越高,造成海绵铁的成本也越来越高. 目前隧道窑还原海绵铁离不开耐火罐,此一项费用占260-320 元/吨.这种生产模式,决定了企业规模小,生产产量低;能耗大,此一项需要成本500-600kg 的块煤,合运行成本400-500 元/吨. 质量差——因为目前隧道窑罐式法还原海绵铁大都采用铁矿粉,还原后不进行再加工,最多再加工成冷压块.其产品的品位,金属化率和脉石含量取决于原矿粉的指标,还原后无能为力.加上还原技术不稳定,所以还原出的海绵铁大都品位在86-89%,金属化率在小于92%,脉石含量在5-14%.再加上隧道法海绵铁企业产量少,钢厂只能委托经销商批量供货,这也必然还存在人为的掺假现象. 所以钢厂实际买到的海绵铁根本不适合其应用的标准.冶炼成本较高. 规模小——中国海绵铁生产企业年产量超过 5 万吨规模的寥寥无几,大都在1-3 万吨的规模.钢厂不喜欢同企业签定供货合同.即便达成协议,其回款大都是承兑汇票,并且还不及时. 既然中国有巨大的海绵铁市场,国家政策又鼓励生产还原铁.海绵铁企业要为社会提供大量低成本, 高品质的海绵铁产品;同时还要获得相当的利润.这使海绵铁行业将来如何发展呢? 中国海绵铁的出路是非常光明的. 只要做到: 1, 2, 投资规模与产品产量相当. 提供高品质的产品.金属化率在96%以上;全铁在90-94%以上;脉石含量在5%以下, 密度在5.0t/m3 以上. 3, 4, 低成本运行.生产运行成本比现在的生产方式低1000 元/吨以上. 企业规模大.每个企业的规模都在15-50 万吨以上. 钢厂和海绵铁企业就一定双赢. 要达到上述四个条件目前可能吗?有这种工艺和装备吗? 有.我们就能. 中国是一个贫铁矿资源发达的国家,有大量的赤铁矿,鲕状赤铁,矿褐铁矿,菱铁矿,高硫,磷等铁矿资源以及烧渣,氧化铝赤泥,铜冶炼,铅锌冶炼的尾渣等等一切低品位含铁以及多金属的资源. 把上述的原料资源化,生产海绵铁的成本一定要降低1000 元/吨.还可以获得其它多金属和非金属产品. 改革投资大;占地面积广;消耗能源大,耐火罐多;设备自动化程度低;劳动力密集;还原品质低的隧道窑法生产模式和技术工艺. 改良投资巨大,原料运行条件高,生产成本高的"链蓖机-回转窑-冷却筒"的生产装备和工艺水平. 根本改变煤基回转窑法生产海绵铁生产线的设计理念. 我们设计的煤基回转窑法海绵铁生产工艺技术和装备就可以实现上述条件. 铁矿石(铁矿粉)还原,焙烧,熔融生铁工艺技术. 以铁矿粉为例:煤基回转窑法总能耗(含还原剂)为600kg/t;煤基隧道窑法总能耗(含还原剂) 为1500kg/t;外加200-300 元/吨的耐火罐成本.只两项煤基回转窑法的运行成本就比煤基隧道窑法降低1000 元/吨以上.再加上其它优势. 这就是说:煤基隧道窑法还原海绵铁的生产模式已经完成其历史使命,将不在符合中国市场的需要了. 大力开发煤基回转窑法,竖炉法(配合好的工艺技术),隧道窑无罐法以及矿石还原焙烧熔融法才将是中国海绵铁行业发展的方向. 把含铁的矿和废渣资源化是我们的目地. 采用固体碳还原法生产海绵铁,原料主要为轧钢氧化铁皮(俗称铁鳞)或精矿粉,经过烘干,筛分,磁选, 研磨等一系列处理后的铁鳞与还原剂通过环形装具装入耐火罐再装车之后进入隧道窑,整个还原反应在隧道窑中发生.其工艺流程如图1: 图 1 海绵铁生产工艺流程图为了更好地控制海绵铁质量,了解其基本原理和生产工艺要求是必不可少的.本文就海绵铁生产的基本原理及质量控制作一简要叙述. 还原反应基本原理铁的氧化物的还原过程是分阶段进行的,即:Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe.研究表明:用固体碳直接还原铁的氧化物时,当温度高于570℃时反应为: 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 当温度低于570℃时,由于FeO 不能稳定存在,Fe3O4 直接还原成金属铁: Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2 虽然固体碳能直接还原铁的氧化物,但是固体与固体之间接触面积很有限,因而固—固反应速度慢. 只要罐内有固体碳存在则碳的气化反应总是在进行,即系统内总会发生C+CO2=2CO 这样的反应,故达到一定温度时系统内总有大量CO 存在,它可以加快固体碳还原铁氧化物的速度.因此固体碳还原铁的氧化物实质上就是CO 间接还原反应与CO2 和C 的气化反应的综合反应,即固体碳还原铁的氧化物的原理.生产工艺要求-对铁鳞的要求铁鳞的物理化学性能优劣将直接影响海绵铁的质量.生产不同质量等级的海绵铁对进厂铁鳞的化学成份要求如表1 所示: 表1 品种Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级品种等级及其对应的化学成分% 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铁鳞的粒度.研究表明,多相反应与界面有关,铁鳞愈细其界面的面积愈大,还原反应愈快.但研究表明铁鳞粒度细到一定的程度后,由于颗粒与颗粒之间的缝隙减小,透气性变差, 反应速度会随之降低.经过多年的生产实践证明: 铁鳞的粒度在20～60 目范围内还原反应效果较好. 单一的某种铁鳞因其化学成份有时难以满足质量要求,生产中通常是将两种或两种以上的铁鳞搭配使用以满足生产和质量控制需求. -对还原剂的要求应用广泛的还原剂主要有无烟煤和焦末,如采用焦末,由于其硫含量较高,因此焦末中还必须添加适量的脱硫剂(石灰).对还原剂的化学成份要求如表2 所示: 表2 名称焦末名称石灰还原剂化学成分% C 固/≥70 CaO/≥65 S/≤1.0 MgO/≤4 挥发份/≤3.0 灰份/≤18 SiO2/≤5 水份/≤10.0 焦末的粒度对还原过程影响较大,为了加快碳的气化反应,提高还原速度,要求焦末的粒径≤8mm. 焦末的消耗量主要根据铁鳞的含氧量而决定, 生产中考虑到焦末的烧损及CO 的逸出等原因其使用量必须过量.脱硫剂的掺入量视焦末的S 含量而定,掺入量不足会使焦末中的S 渗入到海绵铁致使其S 含量升高. -还原反应的工艺条件还原过程中,还原温度,还原时间(生产上体现为进车速度),料层厚度,还原气氛是一个互相制约的有机整体.理论上,只要将各项工艺参数调至最佳状态,就会达到理想中的还原终点,即海绵铁氧,碳含量都很低,相应地铁含量很高.但是,实际生产中整个还原系统十分复杂,在多种影响因素并存的条件下还原终点很难实现,所以生产中采取的往往是过还原终点制度,即允许海绵铁轻度渗碳(C:0 15%～0 30%). 即是实现Fe+C→Fe3C 的过程. 实践证明利用渗碳得到的一次粉在二次还原阶段可快速而经济地除去海绵铁冷却过程中氧化所造成的高氧含量.常见的质量问题及相应控制措施1 夹生若芯部出现黑色光亮带的海绵铁,即为夹生海绵铁.夹生致使海绵铁氧含量偏高会增加二次还原时间.造成夹生的原因主要有: 还原时间不足,即进车偏快; 料层太厚致使配碳量相对不足,此时应调整环形装具的规格降低料层厚度; 还原温度偏低; 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颗粒太粗致使芯部反应不充分;2 氧化表面呈蓝色或褐色的海绵铁即为氧化海绵铁.氧化的海绵铁硬度较高且氧含量偏高,增加二次还原时间的同时还会使破碎困难.造成氧化的原因主要有: 耐火罐密封不良,这将致使窑内空气进入耐火罐导致海绵铁氧化; 耐火罐顶部焦末烧损严重,致使顶部海绵铁发生氧化.为解决此问题,装罐时在罐顶过量装入还原剂封口可以有效防止焦末烧损,同时还原后残余的焦末和灰份还可以将海绵铁覆盖防止氧化. 冷却速度慢.由于隧道窑冷却速段较长还原得到的银白色海绵铁在冷却段将被氧化成褐色甚至蓝色, 致使氧含量升高.3 过烧过烧的海绵铁因严重渗碳质地特别坚硬,敲击时发出清脆的金属声响,造成过烧的原因主要有: 还原温度太高; 还原时间太长,即进车太慢; 焦末使用过量,配碳量过高. 在实际生产中,海绵铁不合格的形式多种多样,除以上几种常见的形式外,还有个别情况下产生的不合格品是由于人为的操作不当所致.另外,若焦末或铁鳞预处理不善致使水份偏高,则极有可能造成海绵铁表面结壳增加硬度,同时伴有夹生.海绵铁生产是整个还原铁粉生产工艺中最重要的工序之一,其质量水平直接决定了二次还原过程及成品粉的各项技术性能要求.正确理解海绵铁生产的基本原理,不断探索新的生产工艺,及时总结不合格品的产生原因及解决措施是保证海绵铁生产稳定顺行的有效途径. 在中国,目前海绵铁行业的生产主要采用煤基隧道窑罐式法,本工艺的技术比较成熟,也比较稳定, 近年来随着我国钢产量的日益巨增,海绵铁的需求量也越来越大.还原海绵铁的技术和装备也自然在不断的发展,还原装备经历了倒焰窑,轮窑,烧煤隧道窑,热煤气隧道窑.也有回转窑,竖窑,转底窑等其它方式,而主流还原装备就是——隧道窑罐式法. 随着海绵铁市场价格和对质量的要求,隧道窑法还原工艺也在不断的发展,从粘土罐法到碳化硅罐法的发展;从铁粉烘干,散料装罐,到湿矿粉直接压块(球,饼)装罐还原,降低了烘干,装罐等费用, 同时也提高了生产效率. 2Fe+2H2O+O2---2Fe(OH)2 2Fe(OH)2+H2O+2O2---2Fe(OH)3 反应产物Fe(OH)3 为不溶于水的松软絮状物,当其积累到一定程度时,即可通过反冲洗排掉,恢复到初始的除氧能力.。