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转底炉含碳球团炼铁关键技术

1 含碳球团成球技术冷固结含碳球团是实现转底炉直接还原工艺的关键因素，具有与一般氧化球团和块矿不同的还原方式，是靠内部碳进行自身直接还原，无需外部提供还原剂。还原产生的CO 在球团周围形成自封闭作用，一定程度上隔绝了球团内部与环境气氛，因而使球团可在氧化性气氛下进行还原反应。

含碳球团制造所采用的研磨、配料、混合设备必须保证球团的化学成分准确及矿煤的均匀混合，煤粉的粒度应在0.25 mm 以下，矿粉粒度小于0.1mm。还原剂用煤一般为没有烟煤，要求固定碳>75%，挥发分<20%，低灰分，低硫。挥发分高，球团还原后强度差，不能满足熔分炉的要求。

冷固结含碳球团应满足恰当的物理和力学性能，在输送、加热、还原的过程中粉化率低。为达到这一要求，首先必须选用合适的特殊粘结剂配方，其次采用合理的造球技术。传统造球技术多采用圆盘滚球机，对原料粒度要求比较高，因此需要配备相应规格的磨料设备。目前所采用的对辊压球技术对原料粒度要求相对较低，生产率高，球团强度好。美国动力钢公司原来采用滚球技术，后来也改为压球技术。目前所生产的含碳球团的强度指标一般为：湿球0.5 m 落下次数4～7 次，湿球抗压6～7 kg/个；干球1 m 落下次数10～15 次，干球抗压75～95 kg /个。完全可以满足转底炉生产的要求。

转底炉熔融还原炼铁存在的主要问题仍在于转底炉薄层炉料操作导致整个工艺的生产率低。目前为止大的转底炉单炉产量是动力钢公司的年产60 万t 金属化球团，这样的产量不足以进入钢铁生产主流程。目前转底炉熔融还原炼铁主要应用于：(a)为电炉短流程提供热装铁水；(b)钢铁厂粉尘回收利用；(c)特殊矿综合利用。如何解决厚料层的还原是实现提高生产规模的关键，我们正在致力于这方面的实验研究。

转底炉主要是公司废物利用环保项目，采用日本新日铁公司技术。在耐火材料砌体结构方面采取三项措施。一是炉墙采用分片方式，耐火材料结构为多面体结构；二是炉底内外侧采用锚固锁扣结构；三是膨胀缝结构复杂。总之，该工程的设计起点高，采用标准高，结构复杂，施工难度大。转底炉炉膛长时间受到高温、高侵蚀炉气的冲刷和温度变化的热应力作用以及炉渣的侵蚀，工作条件十分恶劣，因此转底炉耐火材料砌筑质量也直接关系到使用寿命。其施工难点主要有以下几点：（1）耐火材料品种繁多，830吨材料，品种50多种，规格型号百余种；（2）各处尺寸复杂，相互制约，模具制作困难；（3）膨胀缝尺寸复杂，在砌筑施工技术上提出了更高的要求。