Вращающаяся печь для восстановительной обработки железа

Вращающаяся печь для восстановительной обработки железа

Вращающаяся печь для восстановления железа является основным оборудованием процесса прямого восстановления в вращающейся печи. В этой технологии в качестве реактора используется непрерывно вращающаяся печь, что делает ее ключевой металлургической установкой для производства губчатого железа путем восстановления оксидов железа твердым углеродом. Ее основная функция заключается в проведении твердофазного восстановления железной руды углеродом в диапазоне температур 950–1100 °C. Благодаря своей уникальной конструкции она обеспечивает непрерывную обработку и эффективное преобразование материалов. Полученный продукт, характеризующийся пористой и рыхлой структурой, известен как губчатое железо и широко используется в сталелитейной промышленности и добыче полиметаллических ресурсов, являясь важным звеном между минеральными ресурсами и высокоценными железосодержащими изделиями.

Принцип работы

Принцип работы вращающейся печи для восстановительной обработки железа основан на непрерывном вращении + точном контроле температуры + твердофазном восстановлении. Основной корпус представляет собой наклонный стальной цилиндр, футерованный высокотемпературными огнеупорными материалами, вращающийся с постоянной скоростью при помощи опорных роликов. Во время работы в загрузочный конец непрерывно подаются качественная железная руда (содержание железа 66%), восстановитель (уголь с содержанием углерода 50%, например, бурый уголь или битуминозный уголь) и десульфурирующие агенты в точно выверенных пропорциях. По мере вращения печи материалы поднимаются на определенную высоту, а затем под действием силы тяжести опускаются вниз. Это обеспечивает тщательное перемешивание руды и восстановителя, постепенно продвигая материал к разгрузочному концу.

Высокая температура 950–1100 °C, необходимая для реакции восстановления, достигается за счет сжигания воздуха, подаваемого на разгрузочный конец, с летучими веществами из восстанавливающего угля и CO, образующимся в результате реакции. Это дополняется точной системой дополнительного сжигания в головке печи для точного контроля температурного поля. По мере продвижения материала он последовательно проходит стадии сушки, предварительного нагрева, разложения карбонатов, десульфуризации и восстановления оксида железа. Из-за относительно низкой температуры восстановления большая часть пустой породы остается в продукте, с недостаточной карбюризацией. Потеря кислорода в процессе восстановления создает многочисленные микропоры. Конечный продукт — губчатое железо — быстро охлаждается до температуры ниже 200 °C в вертикальном охладителе для предотвращения повторного окисления перед выгрузкой. Отходящие газы с выхода из печи проходят через предварительный нагреватель для рекуперации отработанного тепла, что повышает энергоэффективность.

Основные характеристики

Вращающаяся печь для восстановительной обработки чугуна обладает рядом существенных преимуществ благодаря своей уникальной технологической конструкции:

1. Высокая адаптивность к различным видам сырья: установка может перерабатывать не только сложные руды, такие как высококремнистая бедная железная руда, никельсодержащая бедная железная руда и титаномагнетит, а также различные мелкозернистые руды, но и полиметаллические руды, такие как железосодержащая пыль и латеритная никелевая руда, используя различные технологические варианты, например, методы SL-РН или Крупп-КОДИР. В качестве восстановителя можно напрямую использовать широко доступный уголь, а также предъявляются гибкие требования к температуре размягчения угольной золы, что значительно снижает зависимость от конкретного сырья и уменьшает затраты.

2. Умеренные и контролируемые условия процесса: Регулируя наклон печи, скорость вращения и соотношение топлива, можно точно контролировать атмосферу и температуру реакции, эффективно предотвращая чрезмерное восстановление или образование колец. Тонкий слой материала и большое свободное пространство внутри печи обеспечивают беспрепятственный поток газа. Это способствует селективному восстановлению полиметаллических симбиотических железных руд и позволяет испарять и извлекать низкокипящие элементы, обеспечивая комплексное использование ресурсов.

3. Высокое качество продукции и стабильная работа: Производимый губчатый чугун имеет степень металлизации более 90%. Его зернистая, пористая структура облегчает последующую обработку, что делает его пригодным в качестве высококачественного сырья для сталелитейной промышленности. Оборудование работает при небольшом отрицательном давлении, что снижает потери тепла и улучшает условия труда. В сочетании с интеллектуальной системой управления для точного регулирования температуры это повышает стабильность качества продукции и безопасность эксплуатации.

4. Экологические и экономические преимущества: Технологический процесс относительно упрощен и отличается низким энергопотреблением. Использование местного сырья позволяет дополнительно снизить эксплуатационные расходы. Интегрированные системы пылеудаления с рукавным фильтром и десульфуризации/денитрификации эффективно контролируют выбросы загрязняющих веществ, обеспечивая соответствие экологическим стандартам.

Практическое применение

На практике ключевая роль вращающейся печи для восстановительной обработки железа проявляется в двух измерениях: преобразование ресурсов и комплексное использование.

1. В качестве основного реактора для производства железа прямого восстановления (ДРИ) он эффективно преобразует железную руду в высокометаллизированное губчатое железо. Этот продукт может заменить высококачественный стальной лом в электродуговой сталелитейной промышленности, помогая снизить зависимость от импортного лома и способствуя переходу к низкоуглеродному производству.

2. Используя свои возможности в области селективного восстановления и извлечения полиметаллических соединений, установка обеспечивает глубокую переработку полиметаллических симбиотических руд и железосодержащих отходов. При извлечении железосодержащих ресурсов она удаляет вредные элементы, такие как цинк и свинец, а также извлекает другие ценные металлы, достигая двойной цели: переработки ресурсов и восстановления окружающей среды.

Кроме того, благодаря таким характеристикам, как непрерывная работа, стабильность и надежность, он подходит для крупномасштабного промышленного производства. При интеграции с интеллектуальными системами управления и технического обслуживания он значительно повышает эффективность производства и снижает трудозатраты и расходы на техническое обслуживание.