經(jīng)過破碎篩分等工序處理好的鐵鱗即可進(jìn)行一次還原。一次還原過程中的質(zhì)量控制主要參數(shù)為:裝罐、厚度、還原溫度、還原時間、還原氣氛等的控制。
在一定的工藝條件下,還原時間隨著裝罐鐵鱗的厚度增加而增加,研究表明當(dāng)該厚度為0.6-3.6cm時,還原時間的增加與料層厚度的增加幾乎呈直線關(guān)系,這是由于料層厚度增加致使傳熱速度和氣體擴(kuò)散速度變慢的緣故。因此必須根據(jù)自身情況合理控制料層厚度,實(shí)際生產(chǎn)中除料層厚度外還必須考慮裝料的松裝密度及粒度組成,這三者互相作用共同影響著海綿鐵的質(zhì)量。此外還必須保證裝罐操作的正確性,杜絕裝偏及裝罐物搭橋等。
溫度和時間是影響還原過程的關(guān)鍵因素。在還原過程中,如果其他條件不變,還原溫度和還原時間是相互影響的,在一定范圍內(nèi),提高還原溫度,可以縮短還原時間,提高還原速度。但是還原溫度過高,海綿鐵容易結(jié)塊過燒,反而阻礙了CO向氧化層擴(kuò)散,使還原速度下降。另外還原溫度過高會使海綿鐵硬度增加,對破碎不利。而且,當(dāng)FeO相消失后,還原溫度仍然過高,會使海綿鐵的滲碳趨勢增加,影響二次還原。同時合理的溫度曲線也是獲得高質(zhì)量海綿鐵的前提。目前各廠家隧道窯在結(jié)構(gòu)上不盡相同,因此必須反復(fù)試驗(yàn)摸索出適合自身?xiàng)l件的還原溫度一時間工藝曲線。
在固體炭還原氧化鐵的過程中,氣體還原劑CO來源于發(fā)生在罐內(nèi)的氣化反應(yīng),它在整個還原過程中一直起著主導(dǎo)作用。為了充分利用CO提高生產(chǎn)效率降低成本,還原罐必須密封良好。通常要做好進(jìn)窯耐火罐的質(zhì)量檢查、頂加裝封口料,條件允許的情況下還要在罐頂加裝蓋子。同時為保證海綿鐵不被氧化,窯內(nèi)的氣氛也是必須重視的,通常情況下必須保證還原段及冷卻段具備弱還原氣氛及一定的密內(nèi)正壓。
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