转底炉工艺与熔融还原技术开发

1 转底炉工艺概述

1.1 前言

转底炉用于生产直接还原铁不过约30年的历史，其设备和结构原本脱胎于轧钢用的环形加热炉，其最初目的就是用于处理钢铁厂生产过程中产生的含铁和其他金属的粉尘和废弃物，实践证明其环保功能和价值甚至超过了金属回收本身。随着规模的扩大，也逐渐形成为一种炼铁新工艺，进入煤基直接还原法的先进行列，但仍处在初始阶段，目前最大的转底炉（美国动力钢公司）的规模年产铁不过50万吨，以铁精矿为原料，生产出的DRI经埋弧电炉熔分后为大电炉供应铁水。其他分布在美国、日本等地的一些转底炉几乎都是处理粉尘，其规模一般年产能力20万吨左右，生产出的DRI金属化率70～85％不等，一般不用作电炉原料，其用途或作为高炉原料，或给转炉作冷却剂，或经埋弧电炉熔分后生产出铁水，给炼钢电炉热装。

转底炉的环保效益是与其工艺特点分不开的，主要特点是高温快速还原。首先是把含金属氧化物的粉尘和废弃物还原成金属；其次是高温下许多有害元素和物质能够挥发或分解，能燃烧的用作燃料；第三是本身是封闭系统，微负压操作，过程中基本无排放，最终的固体产物和经过净化的烟气均符合环保要求，而且烟气余热得到充分利用。因此转底炉在一些发达国家（如美国、日本）已列为处理所在地域冶金厂粉尘和废弃物的有效措施，并要求冶金企业无偿提供，并倒贴一定处理费用。这些厂家因为国家环保要求深埋而要花费更高费用，所以也乐于如此。

1.2 发展状况

最早生产规模的转底炉处理冶金厂粉尘和废弃物的是美国INMETCO，由国际镍集团INCO.Ltd开发，该集团国际金属回收公司1978年在美国宾州Eillwood 城建成第一座转底炉，外径16.7米，炉底宽4.3米，主要是用来处理多种冶金厂含铁粉尘和废弃物，生产出的金属化率85～92％的金属化球团（DRI）进入埋弧电炉熔化，获得铁水和炉渣（作为副产品出售），与此同时还回收Zn、Ni、Cr

等金属。已运行近30年，效益良好，成为美国中东部钢铁厂废弃物处理中心。

此外，美国MR&E公司开发的Dry-Iron转底炉工艺于1997年4月在田纳西州的Jackson建成一座转底炉，年处理粉尘能力为20万吨，产品金属化率达90％，脱锌率达95％，同时还可脱锑、钾、钠等元素。

日本神户制钢同美国Midrex公司共同开发的Fastmet转底炉当前主要是用于处理含铁粉尘和废弃物，现在正常生产的有神户加古川1座，新日铁4座（广田1座，君津2座，光1座），详见附表。

附表国外处理含铁粉尘和废弃物的转底炉RHF

编号厂

名

外

径

宽

转

速

分/

转

金

属化

率%

成

本

USD/t

单

位投

资

USD/t/

产

能104×

t/y

投

产时

间

备注

1IN

METC O（美）

6.7

44~17

60~18

978年

投产来生产正常，成为

美国中部钢铁厂处理废弃

物的中心

2新

日铁（广田）

1.5

.75

000.3.

SMP

3新

日铁（君津1）

5~85

或

65kg/m2

000.4

用于高炉，1300℃

4新

日铁（君津2）

002.12

用于高炉

5新

日铁（光）Drylron

2.8

001.5

用于电炉

6神

户（加古川）

.25

铁

1.1

O0.14

001.4

meri-St eel（美）MR&E

997.1

用于电炉Drylron

JO M发表

astmet

80~12

astmel

t115~1

astmet

150~2

astmel

t250~3

Mi drex发

表

astmel

t80~12

astmet

180~2

astmel

t230~2

天然气0.7~0.9Gj/tDRI

电80Kwh

水 1.8~2.3m3

1.3 处理流程

一般转底炉处理含金属粉尘和废弃物的流程包含以下几个系统：

（1）、以转底炉为中心的主体系统，包括炉体和转动机构，以及辅助设施。

（2）、热工系统，包括供热、加热、热能利用等。

（3）、烟气处理系统以及后续的各种有关金属回收系统。

（4）、原料贮运及上料系统。

（5）、产品及副产品处理系统。

1.4 结语

转底炉的特点是高温还原过程，操作系统处于封闭微负压状态，有利于在回收有用金属的同时，保持环境友好，其经济效益与环保效益相得益彰。国外已有近30年的成功经验，中国作为世界钢铁大国，有效解决粉尘和废弃物的积压已提到议事日程。如何借鉴国外经验，结合我国实际进行转底炉工艺研究开发是目前钢铁工业的一个比较迫切需要解决的问题。北京科技大学有关科技人员对此已进行多年探索，积累了相应的知识和经验，并在山西建成了我国第一条连续生产的工业化转底炉生产线。该生产线在2006年～2007年连续生产了6个月，加工精矿粉9000多吨。

2 转底炉熔融还原技术开发

烟煤

无烟煤

粉尘

粘结剂

煤粉仓

粉碎、筛分

配料皮带

混料机

搅拌机

皮带秤

振动给料

机

高温烟气

热风

换热器

回收锌

引风机

烟囱

螺旋出料机

金属化球团

压球机

皮带

鼓风机

焙烧工艺学

一、焙烧的概念和机理 1 焙烧的概念：焙烧是把压型后的生制品装在焙烧炉内、保护介质（填充料）中，在隔绝空气的条件下，按规定的升温速度进行间接加热，使生制品内的黏结剂焦化，并与骨料颗粒固结成一体的热处理过程。 2 焙烧的机理：炭素生产用的黏结剂一般为煤沥青，是一种由多种多环和杂环芳香族化合物及少量高分子物质组成的混合物。生制品中的骨料已经过1300℃左右的高温煅烧，所以焙烧的过程主要就是黏结剂煤沥青焦化形成沥青焦的过程。二、焙烧目的焙烧的主要目的是使黏结剂成为沥青焦，把骨料颗粒结成一个整体，获得最大的残炭量，使制品具有良好的物理化学性能。具体物理化学性能主要有以下几个方面： 1、排除挥发分 2、降低比电阻，提高导电性能 3、固定几何形状 4、黏结剂焦化 5、提高各项物理化学性能三、焙烧过程的四个不同阶段 1、低温预热阶段明火温度350℃时，制品温度在200℃左右，黏结剂软化，制品成塑性状态，这段的升温速度要快一些。 2、挥发分大量排除，黏结剂焦化阶段明火温度在350℃—800℃之间，制品本身温度在200℃—700℃之间，黏结剂开始分解，挥发分大量排除。450℃—500℃时黏结剂焦化成沥青焦。此阶段必须均匀缓慢的升温。 3、高温烧结阶段明火温度达到800℃—1200℃，制品本身温度达到700℃以上，黏结焦化过程基本结束。此阶段升温速度可以适当加快一些，当达到最高温度后保温15—20小时，这是为了缩小焙烧炉内水平和垂直方向的温差。 4、冷却阶段冷却过程温度下降太快，会引起产品内外收缩不均产生裂纹废品，也会对焙烧炉炉体带来不利影响，因此，冷却降温速度控制在50℃/h为宜，到800℃以下可使其自然冷却，一般到400℃以下方可出炉。四、对焙烧过程产生影响主要有以下因素（一）、升温速度的影响（二）、压力的影响（三）、制品收缩的影响（四）、焙烧炉室温度场分布的影响（五）、黏结剂迁移的影响（详细论述省略）一、填充料的主要作用 1、防止制品氧化 2、固定制品几何形状 3、传导热量 4、阻碍挥发分的顺利排除，同时导出挥发分

煅烧,焙烧与烧结的区别

焙烧焙烧与煅烧是两种常用的化工单元工艺。焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷和氧化碳等气流中不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化、还原或其他化学变化的单元过程，常用于无机盐工业的原料处理中，其目的是改变物料的化学组成与物理性质，便于下一步处理或制取原料气。煅烧是在低于熔点的适当温度下，加热物料，使其分解，并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程。两者的共同点是都在低于炉料熔点的高温下进行，不同点前者是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应，后者是物料发生分解反应，失去结晶水或挥发组分。烧结也是一种化工单元工艺。烧结与焙烧不同，焙烧在低于固相炉料的熔点下进行反应，而烧结需在高于炉内物料的熔点下进行反应。烧结也与煅烧不同，煅烧是固相物料在高温下的分解过程，而烧结是物料配加还原剂、助熔剂的化学转化过程。烧结、焙烧、煅烧虽然都是高温反应过程，但烧结是在物料熔融状态下的化学转化，这是它与焙烧、煅烧的不同之处。焙烧 1. 焙烧的分类与工业应用矿石、精矿在低于熔点的高温下，与空气、氯气、氢气等气体或添加剂起反应，改变其化学组成与物理性质的过程称为焙烧。在无机盐工业中它是矿石处理或产品加工的一种重要方法。焙烧过程根据反应性质可分为以下六类，每类都有许多实际工业应用。 (1) 氧化焙烧硫化精矿在低于其熔点的温度下氧化，使矿石中部分或全部的金属硫化物变为氧化物，同时除去易于挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。硫酸生产中硫铁矿的焙烧是最典型的应用实例。硫化铜、硫化锌矿的火法冶炼也用氧化焙烧。硫铁矿(FeS2)焙烧的反应式为： 4FeS2+11O2＝2Fe2O3+8SO2↑ 3FeS2+8O2＝Fe3O4+6SO2↑ 生成的SO2就是硫酸生产的原料，而矿渣中Fe2O3与Fe3O4都存在，到底那一个比例大，要视焙烧时空气过剩量和炉温等因素而定。一般工厂，空气过剩系数大，含Fe2O3较多；若温度高，空气过剩系数较小，渣成黑色，且残硫高，渣中Fe3O4多。焙烧过程中，矿中所含铝、镁、钙、钡的硫酸盐不分解，而砷、硒等杂质转入气相。

铅冶炼工艺流程

铅冶炼工艺流程选择氧气底吹熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹（ISA或Ausmelt）熔炼—鼓风炉还原法在工艺上都是将冶炼的氧化和还原过程分开，在不同的反应器上完成，即在熔炼炉内主要完成氧化反应以脱除硫，同时产出一部分粗铅和高铅渣。高铅渣均是通过铸渣机铸成块状再送入鼓风炉进行还原熔炼，产出的粗铅送往精炼车间电解，产出的炉渣流至电热前床贮存保温，前床的熔渣流入渣包或通过溜槽进入烟化炉提锌。随着我国对节能减排和清洁生产政策的不断贯彻落实，上述工艺的弊端也显现出来，鼓风炉还原高铅渣块，液态高铅渣的潜热得不到利用，还要消耗大量的焦炭，随着焦炭价格的提升，炼铅成本居高不下。电热前床消耗大量的电能和石墨材料，也增加了冶炼成本，同时需要占用大量的土地和投资。为了适应环保、低炭、节能降耗的需求，新的技术不断出现，目前在河南省济源豫光金铅，金利公司、万洋集团各自采用的液态高铅渣直接还原的三种炉型代表了我国铅冶炼发展的最高水平。一、豫光金铅底吹还原工艺：取消鼓风炉，不用冶金焦，实现液态渣直接还原，与原有富氧底吹炉氧化段一起，形成完整的液态渣直接还原工业化生产系统。具体技术方案为：铅精矿、石灰石、石英砂等进行配料混合后，送入氧气底吹炉熔炼，产出粗铅、液态渣和含尘烟气。液态高铅渣直接进入卧式还原炉内，底部喷枪送入天然气和氧气，上部设加料口，加煤粒和石子，采用间断进放渣作业方式。天然气和煤粒部分氧化燃烧放热，维持还原反应所需温度，气体搅拌传质下，实现高铅渣的还原。工艺流程如图1。

图1 豫光炼铅法的工艺流程图生产实践效果 8万t/a熔池熔炼直接炼铅环保治理工程主要包括以豫光炼铅法为主的粗铅熔炼系统、大极板电解精炼系统和余热蒸汽回收利用系统等。项目09年2月正式开工，09年8月进行设备安装，2010年元月开始空车调试，3月28日熔炼系统氧化炉点火烘炉。目前氧化炉、还原炉、烟化炉、硫酸及制氧系统均正常生产，经几个月的生产检验，各项环保指标优于国标，技经指标达设计水平。豫光炼铅新技术的主要特点（1）流程短：工艺省去了铸渣工序，淘汰了鼓风炉，减少了二次污染和烟尘率（国际同类技术的烟尘率一般在15%左右，而豫光炼铅法的烟尘率仅为7～8%）。（2）自动化水平高：工艺可在氧化、还原等关键工序中设置3000多个数据控制点，实现全系统的DCS集中自动控制，用工大幅减少，系统生产更安全稳定性。（3）低能耗：该工艺不仅利用了渣和铅的潜热，熔池熔炼时传热传质效率高，能耗大大降低。粗铅能耗比氧气底吹-鼓风炉炼铅低25%左右，比传统工艺低约50%。（4）低排放：采用天然气、煤粒替代焦炭，达到清洁生产的目标，SO2排放浓度和远低于国家标准，仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅中鼓风炉排放量的10%，同时CO2排放量仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅工艺的22%。（5）清洁化生产：密闭性好的熔炼设备缩短了工艺流程，减少了无组织排放量，实现了铅清洁化生产。终渣含铅指标比国际同类工艺低2%左右，资源利用率提高。

金矿石预处理工艺之焙烧氧化工艺

2焙烧氧化工艺焙烧法是利用高温充气的条件下，使包裹金的硫化矿物分解为多孔的氧化物而使浸染其中的金暴露出来。焙烧法作为难浸金矿的预处理方法已有几十年的历史了。该法对矿石具有较广泛的适应性，操作、维护简单，技术可靠，但由于传统的焙烧处理放出S02, AS203等有毒气体，环境污染严重，因此其应用受到限制。但随着两段焙烧、循环沸腾焙烧、富氧焙烧、固化焙烧、闪速焙烧、微波焙烧等焙烧新工艺的出现，在一定程度上减少了环境污染，提髙了金的回收率，并且投资和生产成本相应降低，从而使焙烧氧化法又成为难浸金矿石预处理优先考虑的方案之一。 2.1焙烧氧化工艺的基本原理高温条件下，难处理金矿将发生如下主要化学反应：对于黄铁矿： 3FeS 2+ 8O 2 ====Fe3 3 4 + 6SO 2 ↑ (5) 4FeS 2+ 11O 2 ====2Fe 2 O3 + 8SO 2 ↑ (6) 对于砷黄铁矿，在氧气不足和约450℃时： 3FeAsS==== FeAs 2 + 2FeS + AsS ↑ (7) 12FeAsS + 29O 2====4Fe 3 O 4 + 6As 2 O 3 ↑ + 12SO 2 ↑ (8) 在600℃以上时： 4FeAsS====4FeS + As 4 ↑ (9) As 4+ 3O 2 ==== 2As 2 O 3 ↑ (10) 2.2焙烧氧化工艺技术特点 (1)该工艺处理速度快，适应性强，尤其是对含有机碳的矿石针对性强。 (2)副产品可以回收利用，可以综合回收砷、硫等伴生元素。

(3)在焙烧过程中，能造成硫化矿的“欠烧”或“过烧”，影响金的浸出率。 (4)焙烧过程产生大量的二氧体硫和三氧化二砷等有害气体，收尘系统复杂。 (5)工艺流程长而且复杂，操作参数要求严格，生产调试周期长。 (6)受到硫酸市场的影响和制约，酸价的波动直接影响该工艺的合理性。两段焙烧原则工艺流程见图2。图2两段焙烧原则工艺流程图 2.3国内外焙烧氧化技术的开发和应用现状目前最常见的焙烧氧化工艺主要有针对金精矿的两段沸腾焙烧和针对原矿的固化沸腾焙烧。对于含相当数量砷的金精矿一般采用两段焙烧工艺，即在400 ~450弋下控制弱氧化焙烧气氛或中性气氛，含砷矿物被氧化生成挥发性的三氧化二砷，同时

转底炉

转底炉项目简介 1 转底炉还原工艺简介 1.1 转底炉工艺简介转底炉由轧钢用的环形加热炉演变为炼铁工艺，最早是用来处理钢铁工业产生的粉尘及废弃物。转底炉工艺有多种，主要包括Fastmet/Fastmelt、ITmk3、Inmetco/Redsmelt、DryIron、Comet/Sidcomet、HI-QIP等。转底炉直接还原工艺流程示意图

1.2 转底炉工艺与其它相似工艺比较转底炉是煤基直接还原工艺中的核心设备之一，煤基直接还原工艺主要包括回转窑法（如SL-RN法）和转底炉法（如COMET法）。而煤基直接还原工艺和气基直接还原工艺都是直接还原工艺，以铁产品为例直接还原工艺的产品为海绵铁（又称直接还原铁—DRI即Direct Reduced Iron）。直接还原和熔融还原是两种主要的非高炉炼铁思路。当转底炉的原料加入含碳球团时，其产品为金属化球团，可供电炉使用，也作为高炉的原料。而链篦机—回转窑—环冷机（链回环）生产出来的产品是氧化球团，是为高炉炼铁提供的原料之一，称之为球团矿，而高炉炼铁的含铁原料还包括天然块矿、烧结矿。转底炉直接还原技术采用含碳球团作原料，反应速度快，同时符合中国以煤为主要能源的特点。以直接还原技术用于钒钛磁铁矿为例，转底炉技术相比隧道窑、回转窑工艺，以ITmk3为代表的转底炉工艺的优点主要是：○1还原原料在预热和还原过程中始终处于静止状态下随炉底一起进行，所以对生球强度要求不高；○2较高的还原温度（1350℃或更高）、反应快、效率高。反应时间可在10-50min范围，可与矿热电炉熔炼容易实现同步热装；○3可调整喷入炉内燃料（可以是煤粉、煤气或油）和风量，能准确控制炉膛温度和炉内气氛；○4过程能耗低，回转窑法折算成每吨海绵铁的煤耗通常大于800kg，而转底炉法为600kg；○5从工艺角度来看，ITmk3技术流程简单，投资成本低，产品价格低，铁矿石原料及还原剂选择灵活。另外，据马鞍山钢铁设计研究总院秦廷许的研究：转底炉-电炉炼铁流程与高炉传统炼铁流程比较，虽在铁精矿消耗量、还原剂和燃料的能源消耗量上相差不大，但吨铁成本低约10%；基建投资省22%左右；全流程电耗低48.6%。说明转底炉相对回转窑流程、高炉流程都具有极大优势。（参考文献来源：《金属矿山》杂志2007年第5期《钒钛磁铁矿转底炉直接还原综合利用前景》） 2 国内外现有转底炉工程情况、技术情况、技术来源 2.1 国外发展现状国外现有达到商业生产规模的转底炉(表1)大约不足10座，基本大同小异，其中，目前最大的转底炉（美国动力钢公司IDI(IDP)）的规模年产铁不过50万吨，以铁精矿为原料，生产出的DRI经埋弧电炉熔分后为大电炉供应铁水。历史最久的为美国INMETCO,并以处理冶金厂粉尘和废弃物而称著。其他分布在美国、日

焙烧工艺操作

沸腾炉的工艺操作沸腾炉的工艺操作并不十分复杂，主要是根据各种测量仪表的指示和观察焙砂质量来进行控制。通过正确的调节，维持炉子的风量、温度、加料量、压力等指标和炉内酸化条件的相对稳定，保证炉子安全运行，产出合格焙砂和烟气。（１）操作要求。１）要全面掌握炉子的运行情况，包括技术指标、原料、排渣、供风、烟气及系统相关工序运转的大致情况。２）要具有对各项指标、各个因素综合分析的能力。炉子的任何一个指标，任何一个因素都是相互影响的，在日常操作中，要学会观察分析，多动脑筋，多做笔记，不断积累经验，确实掌握了解每个指标、每人因素的因果关系，提高自己的分析判断能力。３）养成细致入微的工作作风。炉子运行过程中会出现不同的情况，出现问题后，一定要先做全面细致的了解，冷静分析，把问题搞清楚再作处理。一些表面现象、原因可能会有多种多样，如果没有严谨的工作作风，盲目调节，就有可能把小问题搞大，适得其反，甚至把炉子搞垮。４）提倡一个“勤”字，做预见性调节。炉子在运行过程中，如果运行发生了变化，基本上事先都要经过一个变化过程，这就是要求操作时一定要勤观察、勤思考、勤分析，找准问题，调节时，动作要求小，要勤调，不怕麻烦，只有这样才

能对炉子做到准确的预见性调节，才能做到万无一失。（２）操作调节诸因素分析。１）温度。沸腾炉温度的特点是床层温度的均匀性，由于各点温差不大，只要局部条件的变化就可以起到调节整个床层温度的任用。 ①硫的影响。炉内的热量来自硫的燃烧，原料含硫量高，炉温上升快，但当过剩空气不足时生成四氧化三铁黑渣，常伴有硫化亚铁生成，这时投矿量增加，炉温反而会下降。在这种情况下，一旦断料会使炉内氧气过剩，四氧化三铁和硫化亚铁被氧化放热，便会造成高温结疤。硫含量的变化对温度影响很大，可采用调节投矿量的方法进行控制。 ②风量影响。风量的变化也影响炉温的改变，当炉内呈四氧化三铁黑渣时，不要随便减风；；当炉内呈三氧化二铁红渣时，不要随便加风；当炉温骤升时，不要调节风量（生产中多不采取风量控制温度）。 ③冷却介质影响。当炉温高时加水会降低炉温，但它只是将气体显热变成水汽的潜热，并未将热量从炉内移走，从而增加了炉后冷却净化设备的负荷。２）炉底压力。沸腾层的阻力大小决定于静止料层的厚度和它的堆积重量，同炉内流速无关，流速高低只能改变炉内沸腾层的孔隙率和膨胀比。但当风量开大时，沸腾层的膨胀比增大，排渣量增大而使炉底压力降低；当增加投矿量时会增

转底炉直接还原炼铁工艺的发展

转底炉直接还原炼铁工艺的发展 2010-02-24 17:02:19 作者：phpcms来源：浏览次数：571 网友评论 0 条一、前言为了满足冶炼高纯净钢的要求, 炼钢生产对纯净铁资源的需求越来越大。与此同时, 优质废钢与铁资源却日益短缺其价格不断升高, 对炼钢生产影响很大, 为此，各国冶金工作者开发了许多直接还原或熔融还原工艺来为炼钢生产提供质优价廉的纯净铁资源。但由于技术、投资等方面的原因，真正具有市场竞争力、适合于工业应用的并不多见。同时，钢铁厂每年生产的大量含铁废弃物也给环保带来很大的压力。如何对其进行回收利用是困扰冶金行业的一个难题。直接还原工艺中气基法虽然具有生产效率高，生产规模大，能耗低和容易操作等优点，但必须以一次能源---天然气为还原剂，因此该工艺只能在天然气资源丰富的国家得以发展。而煤基法以煤作为还原剂，较好的解决了气基法的不足。目前世界上很多国家都在开发煤基直接还原新技术，有些技术已经应用于工业生产。其中，转底炉法以其原料适应性强和操作工艺的零活性等优点，引起冶金界的高度重视。但由于原料条件和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁又发展为FASTMET，ITKM3和DRYIRON等不同工艺路线。二、FASTMET工艺早在50年代Midex的前身Ross公司就发明了转底炉含碳球团直接还原法。1964~1966年进行了2t/h规模试验。1974年Inco公司开始研究把转底炉用于处理电炉生产不锈钢产生的氧化物粉尘的方法，并建立了一座年处理2.5万吨废料的工厂。经转底炉预还原的球团，通过运输罐热装入电炉。1978年美国Inmetco在宾州埃尔伍德市建成一座年处理5.6万吨电炉钢厂粉尘能力的转底炉，回收锌及可用作电炉原料的含Cr，Ni的还原铁。1982年Mid ex公司将转底炉法命名为FASTMET，用于煤基直接还原。神户制钢收购Midex公司后，199 5年开始建设2.5t/h示范装置，经过两年半试验后，认为Fastmet技术成熟可靠，已达到商业水平化水平。神户制钢与三井公司合资对在美国建设年产DRI50~100万吨项目进行报价，1998年9月神户钢铁公司报价年产DRI50万吨的转底炉装置，每套售价1亿美元。世界上首次利用FASTMET工艺以含铁废料为原料的商业化直接还原铁厂，于2000年二季度在日本新日本制铁株式会社广火田厂投产，年产能力19万吨，其中14万吨将直接装入广火田厂的氧气转炉。神户制钢株式会社新加古川厂是第二个用该工业建设的直接还原铁厂。2002年5月，日本神户制钢株式会社和尼日利亚签订基本协议，日方将帮助AJAOKUTA 钢公司建设一座年产50万吨的FASTMET直接还原铁工厂。 2.1 工艺流程 FASTMET法的工艺流程见图1。铁精矿(或含铁废料)、煤粉和粘结剂经混合搅拌器后进入造球机造球，生球可装入干燥器，也可直接装入转底炉。在转底炉中，球团矿均匀地铺在炉底上，料层为1~3层球的高度。随着炉底的旋转，球团矿被加热到1250℃~1350℃。同时，约90%~95%的氧化铁被球团内部的固体碳还原成DRI。球团矿在炉底停留时间一般为8~30分钟，它取决于原料的特性、球团矿层数及其他因素。从转底炉出来的煤气经过焚化炉和热交换器将转底炉烧嘴助燃空气预热，并将高温废气用来干燥球团，生产用水循环使用，生产中产生的粉末回收利用。 2.2 工艺特点

铬铁矿的还原焙烧过程

铬铁矿的还原焙烧过程 1、焙烧温度对铬铁矿还原焙烧效果的影响图1铬铁矿经不同温度下焙烧120min后所得产物的SEM图像图1为铬铁矿在不同焙烧温度下还原120min后产物表观形貌的SEM图像。从图中可以看出，当焙烧温度为950℃时，矿石颗粒表面存在明暗不同两相，但相互分离并不彻底，相界面难以辨别。温度为1050℃时，明亮物相与相对较暗物相己能够明显分辨，且较950℃时体积有所增大。当温度升至1150℃时，明亮物相由球状发展为棒条状。通过EDS检测可知，明亮物相为还原析出相，其主要成分为金属铁、金属铬和少量的碳，较暗物相为铬铁矿基体相。不考虑各析出相中的碳元素，排除相分离尚不充分的950℃还原产物，可将其他试样析出相中铁和铬的比例关系绘如图2。由图2可知，在1050℃和1100℃时，析出相中主要成分为铁元素，而当温度升至1150℃时，铬元素成为析出相的主体元素。由此可以得出在950-1100℃的范围内主要发生的是铬铁矿中铁的还原，铬仍存在于矿石基体中。当焙烧温度达到如1150℃时，大量的铬被还原为金属态进入析出相，证明在此温度下部分含铬尖晶石相参与了还原反应。实验所得结论与热力学分析结果一致。

图2 不同焙烧温度下还原120min后析出相金属元素组成图3为Factsage软件计算得出的1100℃和1150℃下Cr-Fe-C-O系优势区域图。在1100℃ 时，常压线(由“+”组成)穿过了优势区域图中的灰色区域()和浅灰色区域()，意味着从热力学角度讲，当石墨增锅内气压为1 atm时Cr2O3和Fe(或Fe3C) 可以作为还原产物共存。当温度为1150℃时，常压线穿过了深灰色区域(Cr3C2+Fe)，说明在此温度下铬会被大量还原为金属态，并以碳化物的形式存在。此时，选择性还原铬铁矿中铁元素的目标难以实现。另外，从图中还可得出，当体系中二氧化碳分压很低时(如反应的初始阶段Cr3C2会与Fe3C共存于析出相。所得结论进一步证实了上文所得分析与实验结果。

冲天炉熔炼工艺基础

冲天炉熔炼工艺基础 1、冲天炉熔炼基本原理（1）底焦燃烧：冲天炉底焦燃烧可以划分为两个区带： A、氧化带：从主排风口到自由氧基本耗尽. 二氧化碳浓度达到最大值的区域。 B、还原带：从氧化带顶面到炉气中[CO2]/[CO] 浓度基本不变的区域.从风口引入的风容易趋向炉壁. 形成炉壁效应. 形成一个下凹的氧化带和还原带. 对熔化造成不利影响。 ①不易形成一个集中的高温区. 不利于铁水过热； ②加速了炉壁的侵蚀； ③铁料熔化不均匀. 铁液不易稳定下降, 影响化学成分。解决方法： ①采用较大焦炭块度. 使风均匀送入； ②采用插入式风嘴； ③采用曲线炉膛； ④采用中央送风系统； ⑤熔炼过程中为使焦炭不易损耗. 送风量要与焦炭损耗相适应。根据炉气、炉料、铁水浓度和温度.炉身分为 4 个区域：（1）预热区：从加料口下沿. 炉料表面到铁料开始熔化的区域称为预热区. 下面的炉气温度可达1200℃—1300℃ . 预热带的上部炉气温度为200℃—500℃。由于这一区域的平均温度不高.炉气黑度和辐射空间较小.炉气在料层内流速较大.炉料与炉气之间的热交换以对流为主. 炉料在预热区内停留时间较长. 一般为30 分钟左右. 预热区的高度受有效高度、底焦高度、炉内料面的实际位置、炉料块度、熔化速度、焦铁比的影响。（2）熔化区：从铁料开始熔化到熔化完毕这一区域称为熔化区. 在实际熔炼过程中. 底焦顶面高度的波动范围大致等于层焦的厚度. 熔化区内的热交换方式仍以对流为主. 在实际熔炼过程中. 熔化区不是一个平面区带. 而是一个中心下凹的曲面. 从铁水过热和成分均匀度出发希望熔化区窄而平直.熔化区在炉内位置的高低基本上是由炉气和温度分布状态决定. 也受焦炭的烧失速度、批料重量、炉料块度等因素影响. 这些因素将使铁料的受热面积、受热时间、受热强度发生变化.造成熔化区高度波动（影响出铁温度）. 当焦铁比一定. 熔化区的平均高度将会因批料重量的减小而提高.从而扩大了过热区. 提高了铁水温度.但是批料层不宜过薄. 否则易混料使加料操作不便。（3）过热区：从铁液熔化以后. 铁水下滴过程中.与高温炉气和炽热的焦炭相接触.温度进一步提高. 此区域称为过热区（过热区炉气温度一般在1600℃—1700℃）。过热区内以焦炭与铁水接触传导传热为主. 焦炭表面燃烧温度对热交换效果有重要影响。因而设法强化底焦燃烧.经测定铁水滴成铁水小流穿越底焦的时间一般不超过30 秒.而在这一区间内铁水却要提

矿物原料焙烧原理及方法

https://www.360docs.net/doc/5612684995.html, 矿物原料焙烧原理及方法矿物原料焙烧是化学选矿的预处理作业或独立的化学选矿作业。即在适当的焙烧气氛和低于矿物原料熔点温度等相应条件下，通过加热升温焙烧使矿物原料中的目的矿物发生物理和化学变化的工艺过程。通过焙烧可使目的矿物转变为易于通过浸出或易于用物理选矿分选分离的矿物形态。焙烧使矿物发生化学变化的同时，也使物料（焙砂）的物理形态变得疏松、多孔，为后续作业处理创造了必要条件。焙烧还可除去（回收）易挥发的组分（杂质）。根据矿物焙烧发生化学反应的条件和工艺参数，焙烧可以分为氧化焙烧、还原焙烧、氯化焙烧、钠化焙烧合硫化焙烧等。在选矿中采用焙烧法处理的物料常为难选原矿以及物理选矿所得粗精矿和难选的中矿等。焙烧产品有焙砂、干烟尘剂湿法收尘集气产品等。并可相应使用适宜的方法分别处理，回收其中的有用组分。影响焙烧的主要因素有焙烧温度、反应氛围和时间、反应气氛的浓度、气流运动的絮流度以及物料的物理、化学性质，如物料粒度、孔隙率、化学组成及矿物组成等。焙烧法的不利因素是能耗较高，操作控制条件严格，环境污染与治理务必采取相应措施。矿物热分解是将矿石或人造化合物加热到一定物度，使之分解为组成较为简单的化合物（含气体），或者是使原矿物晶型发生转变的工艺过程。矿物热分解液称款物的煅烧。碳酸盐的热分解有称为焙解，名称不同，实质一样。不论是金属矿还是非金属矿采用煅烧分解矿物都非常普遍。像碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氢氧化物、硅铝酸盐等矿物往往都少不了通过煅烧分解矿物、改变晶型、构造与形态。高岭土等黏土矿物的煅烧生加工，在近20年来发展迅速。化合物热分解的平衡常数等于该化合物的热分解压，此分解压可作为该化合物热稳定性的度量。化合物热分解压愈大，热稳定性愈小；反之，热分解压愈小，热稳定性愈大，愈难发生热分解。有些化合物加热至一定温度时，虽其组成未发生变化，但其晶型已产生了变化，物理化学性质液产生了相应的变化，氧化矿物、硫化矿物、硫酸盐、氢氧化物和各种含氧酸盐等各种不同化合物（矿物)的分解压不同，通过控制煅烧温度、气相组成，可选择性地使某些化合物产生热分解，或发生晶型转变，继而采用不同方法进行分选。通过控制焙解温度和气相组成，即可选择性地分解、改变碳酸盐组成，然后用化学或物理方法选别，达到富集有价组分和去除杂质的目的。

高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍

高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍底吹炉产生的高铅渣在氧气侧吹炉中进行还原，产出粗铅、含锌炉渣和含烟气。含铅的返料、熔剂（石灰石）进入侧吹炉车问的配料储仓。由于侧吹炉还原是间断、周期性作业(通常2小时一周期)，故加料也是周期性的，配料工班将返料、石灰石、和煤，通过称量按给定的比例送到总皮带运输机。如此配制的炉料送到炉上的加料口，在预定的时间段内将规定数量的上述物料通过加料口连续加到炉渣熔体的表面。通常使用1个加料口加料。在加入炉料和煤的同时通过下排鼓风风咀向炉渣熔体送入含氧的鼓风（工业氧或工业氧与空气的混合气）。在炉渣熔体中发生煤的燃烧反应(见反应式1—3) 、燃气的燃烧反应（反应4-5），和氧化铅的还原反应（反应6-8），以及造渣组分间进行造渣反应（反应10--11）。与此同时入炉物料中含有的其它高价态杂质金属（如铁、锌、锑、砷、等）的氧化物也进行不同程度的还原。 C+O2 = CO2 (1) 2C+ O2 = 2CO (2) CO2+ C = 2CO (3) CH4+2O2=CO2+2H2O (4) CH4+1.5O2=CO+2H2O （5） PbO+C=Pb+CO (6) PbO+CO=Pb+CO2 (7) PbO·SiO2+CO= Pb+CO2+SiO 2 (8) 2Fe3O4 +C=6FeO+CO2 (9)

同时还有造渣反应发生 2FeO+SiO2 = 2 FeO·SiO2 (10) CaO+ SiO2 = CaO·SiO2 （11）煤和煤气或天然气燃烧为侧吹炉进行的还原过程补充了必要的热能。这必要的热能用于将底吹炉的高铅渣从1000℃提高到1200℃，用于补偿侧吹炉发生的各项热损失；煤和煤气或天然气燃烧的另一作用是起还原剂的作用，将铅的氧化物（简单的和与SiO2化合态的PbO）还原成金属铅，这是本工序的目的。另一重要还原反应是磁铁矿的还原（反应9），我们知道底吹炉产出的高铅渣中Fe3O4含量达整个渣量的10%，或更多。Fe3O4熔点高粘度大，是产生“泡渣”喷炉事故的元凶！它可能造成高铅渣还原熔炼开始时出现炉口喷渣现象。在被鼓风激烈搅拌的炉渣熔体中（风口以上的区域，又称鼓泡区）新生成铅的液滴，相互碰撞而迅速长大，并沉降于炉缸中，形成铅层。贵金属、铜锍也被捕集于此铅中。粗铅通过虹吸从炉中流出。关于熔池中氧化铅还原的机理，研究证明：还原发生在那些粘有碳粒的CO气泡上。即按反应7，CO还原出铅同时产生CO2，CO2随即按反应3与C反应再生出CO。采用混合还原剂是熔池还原熔炼的发展方向。比化合态的PbO·SiO2比PbO还原难些，加入石灰石的目的，是用强碱性CaO从硅酸铅中置换出相对弱碱性的PbO，以利于铅还原。严格地说天然气不是还原剂，天然气燃烧的产物才是还原剂。在炉子低于风咀水平面的区域熔体处于相对平静状态，金属铅滴迅速与炉渣按密度分离。要求还原终了的炉渣含Pb≤3%；渣型：CaO/SiO=0.6-0.8。离熔体的炉气中含CO浓度高近50%，经再燃烧风咀鼓风燃烧后CO浓度降至10—15%，燃烧产生的热通过加热鼓泡飞溅起的液滴、将热返回熔池。第四层水套上的风咀属三次燃烧，在此将烟气中的CO燃尽，以保后接设备的安全。设计的离炉烟气中SO2浓度超过排放标准。经余热锅炉冷却、收尘后经脱硫处理排放。节能、环保是本工艺较之传统工艺最突出的优点。

转底炉直接还原炼铁技术20100818

转底炉熔融还原技术直接还原铁是以铁精矿粉为原料，在较低温度下用固体还原剂直接还原得到的固体海绵状铁，也叫海绵铁。由于其成份稳定，杂质含量低是电炉冶炼优质钢的理想原料，其性能优于废钢。直接还原铁－电炉炼钢短流程是钢铁冶金投资小、见效快的工艺流程，拟作为国家九·五重点项目，是很有发展前途的。这种工艺流程国外已有数千万吨的生产规模，而我国尚属空白。由于焦煤资源缺乏，不适于高炉炼铁的地区，采用直接还原铁－电炉炼钢流程，可以不用焦炭，生产直接还原铁所用原料来源广泛、价格低、产品市场大，本项目提供的工艺方法操作简单、易实施，经济效益好，资金回收快，一年即可收回投资且获利。燃料：褐煤、烟煤、无烟煤均可。其它材料：还原剂、保护剂、催化剂、水源广泛。产品为直接还原铁，主要指标为：含铁90%以上，金属化率90%，P<0.030%，S<0.03%，C≤2%，SiO2≤5%等。我国废钢年需求量3000万吨以上，国内可供应2600万吨左右，尚缺400～500万吨。海绵铁可直接入炉，而废钢需切割加工，使用时又增加一笔附加费和废钢相比海绵铁是有竞争力的。投资总额：300万元转底炉熔融还原技术是将配料、混料、制球和干燥后的含碳球团加入到具有环形炉膛和可转动的炉底的转底炉（RHF）中，在1350℃左右炉膛温度下，在随着炉底旋转一周的过程中，铁矿

被碳还原。当铁矿粉成含铁品位在69％以上，采用转底炉直接还原工艺，产品为金属化球团供电炉使用；当铁矿粉含铁品位不低于62％时，采用转底炉-造气炉的熔融还原炼铁工艺，产品为铁水供炼钢使用。金属化球团可以作为高炉的原料。转底炉剖视图

有色金属铅冶炼方法.

氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅新技术

二OO六年八月二日

氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅法传统的烧结-鼓风炉炼铅法面临环保要求日趋严格的挑战。中国有色工程设计研究总院联合多家冶炼厂，就氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺进行联合攻关。在经过工业试验和工业验证试验后，对两座炼铅厂（河南豫光金铅集团和池州有色金属公司）采用该工艺进行了设计，设计范围包括精矿储存、配料、混合制粒、氧气站、底吹熔炼、酸厂、鼓风炉还原熔炼等，且现已建成投产。烧结-鼓风炉炼铅法采用底吹氧化熔炼处理铅精矿，富铅渣用鼓风炉还原熔炼，已实现工业化生产。实践证明，该工艺技术先进，环保效果明显。一、氧气底吹熔炼一鼓风炉法简介氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅法工艺流程为：熔剂、铅精矿或二次铅原料及铅烟尘经配料、制粒或混捏后进行氧气底吹熔炼，产出烟气、一次粗铅和铅氧化渣，烟气经余热锅炉回收余热和电收尘器收尘后采用二转二吸工艺制酸尾气排放,铅烟尘返回配料。铅氧化渣经铸块后与焦块、熔剂块混合后入鼓风炉进行还原熔炼，产出炉渣、烟气和粗铅，烟气经收尘后放空，铅烟尘返回配料。工艺主要设备包括可旋转式氧气底吹熔炼炉，多元套管结构氧枪（多通道水冷高温喷镀耐磨底吹氧枪），特殊耐磨材质的氧枪口保护砖，浅层分格富铅渣速冷铸渣机（铅氧化渣铸渣机），带弧型密封罩和垂直模式壁中压防腐余热锅炉，全封闭铅烟尘输送配料等，新型结构鼓风炉（双排风口大炉腹角高料柱）工艺的核心设备是氧气底吹熔炼炉。熔炼炉炉型结构为可回转的卧式圆筒形，在炉顶部设有2?3个加料口，底侧部设有3?6个氧气喷入口，炉子两端分别设一个虹吸放铅口

和铅氧化渣放出口。炉端上方设有烟气出口。铅精矿的氧化熔炼是在一个水平回转式熔炼炉中进行的。铅精矿、铅烟尘、熔剂及少量粉煤经计量、配料、圆盘制粒后，由炉子上方的气封加料口加入炉内，工业纯氧从炉底的氧枪喷入熔池。氧气进入熔池后，首先和铅液接触反应生成氧化铅（PbO ）,其中一部分氧化铅在激烈的搅动状态下，和位于熔池上部的硫化铅（PbS）进行反应熔炼，产出一次粗铅并放出SO2。反应生成的一次粗铅和铅氧化渣沉淀分离后，粗铅虹吸或直接放出，铅氧化渣则由铸锭机铸块后，送往鼓风炉工段还原熔炼，产出二次粗铅。出炉SO2烟气采用余热锅炉或汽化冷却器回收余热，经电收尘器收尘，送硫酸车间处理。熔炼炉采用微负压操作，整个烟气排放系统处于密封状态，从而有效防止了烟气外逸。同时，由于混合物料是以润湿、粒状形式输送入炉的，加上在出铅、出渣口采取有效的集烟通风措施，从而避免了铅烟尘的飞扬。经实地检测，熔炼车间岗位含铅尘低于0. 1m g/Nm 3,完全达到了国家劳动卫生标准。由于在熔炼炉内只进行氧化作业，不进行还原作业，工艺过程控制大为简单。氧气底吹熔炼一次成铅率与铅精矿品位有关，品位越高，一次粗铅产出率越高。为适应下一步鼓风炉还原要求，铅氧化渣含铅应控制在40%左右，略低于烧结块含铅率，相应地,一次粗铅产出率一般为35%?40% ,粗铅含S< 0. 2% 和烧结块相比，铅氧化渣孔隙率较低，同时，由于是熟料，其熔化速度较烧结块要快些，从而增加了鼓风炉还原工艺的难度。但是，经过半工业试验证明，采用鼓风炉处理铅氧化渣在工艺上是可行的，鼓风炉渣含Pb可控制在4%以内。通过炉型改进，渣型调整、适当控制单位时间物料处理量等措施，渣含Pb可望进一步降低。另外，尽管现有指标较传统工艺渣含Pb1. 5%^ 2%的指标稍高，但由于新工艺中鼓风炉渣量仅为传统工艺的50%- 60% ,因而,鼓风炉工段铅的损失基本不增加。在技改过程中，利用原有的鼓风炉作适当改进即可，这样，可以节省大笔投资。

化学选矿之影响还原焙烧的因素

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟化学选矿之影响还原焙烧的因素影响还原焙烧的因素较多，归纳起来主要包括以下几个方面的因素: (1)矿石性质。矿石性质主要是指矿物种类、脉石成分及结构状态。这些性质决定了矿石被还原的难易程度。一般而言，具有层状结构的矿石要比致密状、绍状及结核状易于还原。脉石成分以石英为主的矿石，因受热后石英产生晶型转变，体积膨胀而导致矿石的爆裂，增大了矿石的有效反应面积，从而有利于还原反应进行。 (2)矿石的粒度及粒度组成。矿石粒度的大小及其分布对还原过程的主要影响是矿石还原的均匀性。当其他条件不变时，小块矿石比大块矿石先完成还原过程;对于大块矿石来说，表层比中心部位先完成还原过程。因此，为了改善矿石在还原过程中的均匀性，必须降低人炉矿石粒度上限，提高粒度下限。据我国生产实践的经验，认为粒度在20 一75 mm 比较合适。 (3)焙烧温度和气相成分的影响。矿石只有在一定的焙烧温度和气相成分的条件下才能完成还原反应，下面以弱磁性贫铁矿石的磁化焙烧为例进行说明。在实践中贫赤铁矿磁化焙烧温库下限是450`C，上限700 一800%。炉内还原气体的成分应选定P(C02)/V(CO)比值不小于1. 温度过高时，会导致弱磁性的富氏体(FeO 溶于Fe3O,中的低熔点熔体)和硅酸铁(Fee SiO4 )的生成。因为无论是高温造成的炉料软化或是过还原生成的硅酸铁熔体，都会钻附在炉壁或附属装丑上，影响炉料正常运行。若温度过低时，如在250 一300℃以下，虽然赤铁矿也可以被还原成磁铁矿，且不会产生过还原现象。但是，还原反应的速度很慢，而且低温生成的Fe3O4 磁性较弱，所以生产上是不能采用低温磁化焙烧的。各种矿石的适宜还原温度及气相成分，由于矿石性质、加热方式及还原剂的种类不同而有较大变化，应通过试验最后确

煅烧-焙烧与烧结的区别

氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅新技术

氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法一、氧气底吹熔炼—鼓风炉法简介氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法工艺流程为:熔剂、铅精矿或二次铅原料及铅烟尘经配料、制粒或混捏后进行氧气底吹熔炼,产出烟气、一次粗铅和铅氧化渣,烟气经余热锅炉回收余热和电收尘器收尘后采用二转二吸工艺制酸,尾气排放,铅烟尘返回配料。铅氧化渣经铸块后与焦块、熔剂块混合后入鼓风炉进行还原熔炼,产出炉渣、烟气和粗铅,烟气经收尘后放空,铅烟尘返回配料。工艺主要设备包括可旋转式氧气底吹熔炼炉,多元套管结构氧枪（多通道水冷高温喷镀耐磨底吹氧枪）,特殊耐磨材质的氧枪口保护砖，浅层分格富铅渣速冷铸渣机（铅氧化渣铸渣机）,带弧型密封罩和垂直模式壁中压防腐余热锅炉，全封闭铅烟尘输送配料等, 新型结构鼓风炉（双排风口大炉腹角高料柱）等。工艺的核心设备是氧气底吹熔炼炉。熔炼炉炉型结构为可回转的卧式圆筒形,在炉顶部设有2～3 个加料口,底侧部设有3～6 个氧气喷入口,炉子两端分别设一个虹吸放铅口和铅氧化渣放出口。炉端上方设有烟气出口。铅精矿的氧化熔炼是在一个水平回转式熔炼炉中进行的。铅精矿、铅烟尘、熔剂及少量粉煤经计量、配料、圆盘制粒后, 由炉子上方的气封加料口加入炉内, 工业纯氧从炉底的氧枪喷入熔池。氧气进入熔池后, 首先和铅液接触反应, 生成氧化铅(PbO ) , 其中一部分氧化铅在激烈的搅动状态下, 和位于熔池上部的硫化铅(PbS) 进行反应熔炼, 产出一次粗铅并放出SO 2。反应生成的一次粗铅和铅氧化渣沉淀分离后, 粗铅虹吸或直接放出,铅氧化渣则由铸锭机铸块

还原焙烧(一)

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟还原焙烧（一）在一定温度和还原气氛条件下，使含于矿物原料中的金属氧化物转变为相应的低价金属氧化物或金属的过程称为还原焙烧。除汞和银的氧化物在低于400℃的温度条件下于空气中加热可以分解析出金属外，绝大多数金属氧化物不可能用热分解的方法将其还原，只有采用相应的还原剂才能将其还原。金属氧化物的还原可以下式表示：MO+R=M+RO △G°=△G°RO-△G°MO-△G°R 式中MO——金属氧化物；R、RO——还原剂及还原剂氧化物。上式可由 MO、RO 的生成反应合成：金属氧化物（MO）能被还原剂（R）还原的必要条件是△G°＜0，即 Po2(RO)＜Po2(MO),因此，凡是对氧的亲和力比被还原的金属对氧的亲和力大的物质均可作为该金属氧化物的还原剂。图1 为不同温度下某些金属氧化物的标准生成自由能变化曲线，从图中曲线可知，在焙烧条件下，多数金属能被氧氧化，其氧化物较稳定，其稳定性随温度的升高而降低，图中曲线位置愈低的金属氧化物愈稳定，愈难被还原剂还原；反之，曲线位置愈高的金属氧化物愈易被还原剂还原。还原焙烧时可采用固体还原剂、气体还原剂或液态还原剂。从图1 可知，一氧化碳的生成自由能随温度的升高而显著降低，因此，在较高温度条件下，碳可作为许多金属氧化物的还原剂。[next] 固体碳燃烧时可发生下列反应： 1）C+O2=CO2 △G°1=-393.76～0.0008T 千焦/摩[尔] 2）2C+O2=2CO △G°S=- 223.21-0.175T 千焦/摩3）2CO+O2=2CO2 △G3°=-564.8+0.173T 千焦/摩4）CO2+C=2CO △G°4=-170.54-0.174T 千焦/摩C-O2 系的△G°-T 关系如图2 所示，

熔炼

熔炼金属冶炼方法之一。利用燃料燃烧或电能将原料（矿石、精矿等）和熔剂（有时加硫化剂、还原剂等）加热使发生物理化学变化，并在一定温度下熔融，从而获得金属液。脉石则与熔剂生成炉渣。渣和金属液按比重不同在熔池中分层、分别放出，即达到熔炼的目的。用于冶炼矿物和熔炼金属的工业炉。钢铁工业中常用的有高炉、平炉、电炉、转炉、铁合金电炉，有色金属工业中常用的有鼓风炉、反射炉、卧式转炉、闪速炉等，其他如感应电炉、真空电子束炉等（见二次重熔），就广义而言都可称为熔炼炉。节能真空熔炼炉。是在传统真空熔炼炉基础上，增加设了一个上炉室一个下炉室及一个安装在上炉室与炉盖之间能隔离上炉室与主炉室的碟阀和一个安装在炉底与下炉室之间能隔离主炉室与下炉室的闸板阀。优点在于其在浇注之前模具和加热器、坩埚等高温器件是被闸板阀隔离开的，又通入了惰性气体，这样，模具及成品的降温时间就大大地缩短了，当原料再次投入时可有效地利用主炉室的余热，不仅可节约能源50％左右，而且反复投料浇注可提高生产效率50％左右。真空熔炼炉它是由上轴驱动(1)、上轴(2)、投料仓(3)、上炉室(4)、蝶阀(5)、炉盖(6)、坩蜗(7)、加热器(8)、主炉室(9)、锥度塞(10)、炉底(11)、闸板阀(12)、模具(13)、下炉室(14)、炉架(15)、下轴(16)构成，其特征在于：在主炉室(9)的上部增设了一个上炉室(4)，在主炉室(9)的炉盖(6)与上炉室(4)之间设置有蝶阀(5)，在主炉室(9)的下部增设了一个下炉室(14)，在主炉室(9)的炉底(11)与下炉室(14)之间设置有闸板阀(12)。中国铸铁及铸铁熔炼专委会委员，全国铸造科技成果市场常务董事，河南省铸学造学地理事，郑州市铸造学会副理事长。他多年从事教学，主讲课程有:专业基础课冶金原理，专业课铸造合金及熔炼等等，并从事与这些课程有关的科研工作。科研主攻方向为:"铸态球墨铸铁"、"多元低合金高强度抗磨钢"。他主持的省重点攻关项目及横向科研多项，其中5项通过省级鉴定，6次荣获科技进步奖(省级3次，厅局级3次)，多次荣获院、省级"科技先进工作者"称号与及受院级嘉奖。他扶植的企业，如林县日月神集团、辉县汽车配件厂等这病了产值、利润连续多年翻番，获得了好的经济效益和社会效益。铸铁是含碳量大于2.11或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。工业上所用的铸铁，实际上都不是简单的铁一碳二元合金，而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。铸铁的成分范围大致为：C2.4-4.0%,Si0.6-3.0%,Mn0.2-1.2%,P0.1-1.2%,S0.08-0.15%。有时还加入各种合金元素，以便获得具有各种性能的合金铸铁。根据碳在铸铁中存在的形态不同，通常可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁及麻口铸铁。而灰铸铁中又可根据石墨的形态不同而分为普通灰铸铁，蠕虫状石黑铸铁，球黑铸铁以及可锻铸铁。 1灰铸铁灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰口铸铁，这中铸铁具有一定的机械性能、良好的铸造性能以及其它多方面的优良性能，因而在机械制造中业获得最广泛的应用。表1为灰铸铁的新的国家标准。该标准是以灰铸铁的抗拉强度作为分级依据的。由于灰铸铁对冷却速率的敏感性（壁厚效应），同一种牌号铸铁在不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别（薄壁与厚壁之间在强度上的差别达50-80MPa）。表1灰铸铁分级鼓风炉熔炼属于鼓风炉熔炼有色金属、特别是炼铅技术领域。本发明是在传统的熔炼工艺过程中，还将粉煤、焦粉和粉状物料单一或组合并与空气混合后用喷枪喷入鼓风炉内熔炼。可直接将廉价粉煤、焦粉和粉状物料直接喷吹入炉内熔炼，既可减少块状焦炭的消耗量，降低冶炼成本；又可免去粉状物料的制粒、铸块以及避免大量烧结返粉进入烧结工序，大大简化备料工序，提高烧结工序的处理能力，并充分利用粉料比表面积大的优势，强化熔炼过程。