第三章_非高炉炼铁重点设备(上)解说.ppt

炉料在预热段加热，蒸发水分及分解石灰石；在800℃以后，再进行固体碳还原。 放出CO再氧化区被氧化，提供热量。 炉身横断面有：氧化区、中性区、还原区。 回转窑内进行的反应过程可按炉料运动、传热、还原反应及杂质气化分解。 3.2.2 炉料运动 （1）炉料运动方式 滑落：如果炉料与炉衬之间摩擦力太小，不足以带动炉料，则炉料不断产生上移和滑落而且炉料颗粒不混合，炉料与气流的传热现象处于近似停滞状态； 塌落：炉料与炉衬间有足够的摩擦力，但窑的转速很小时，则炉料反复被带起，达到一定高度而蹋落； 滚落：当窑体转速加快时，则炉料由塌落进入滚动落下的状态，这是回转窑炉料的正常运动状态； 瀑布型落下：进一步加快转速，带动的炉料则离开料层放落形成瀑布状落下； 离心转动；转速太快，则炉料随窑壁离心转动而不落下，这是不允许在回转窑中产生的现象。 正常情况下回转窑处于塌落、滚落和瀑布型落下三种状态中。 （2）炉料停留时间 由于回转窑不断转动，有摩擦力，炉料不断被推进。 炉料轴心方向的推进速度为ωs。 式中：K——窑体转动一周带炉料下落的次数； N——窑体转速，r/min； S——炉料被带起一次所推进的距离，m。 则炉料停留时间为： 式中：L——窑体长度，m。 一般可用经验公式确定炉料在回转窑中的停留 时间 。 对于粉料： 式中：θ——炉料堆角；P——窑体斜度，rad； D——窑径。 对于颗粒炉料和球团矿： 式中： θ‘——堆角增量； R——窑半径，m； g——重力加速度。 回转窑的利用系数 式中：ψ——填充率，％； ——总的停留时间，s； （3）传热过程 炉料必须加热到800℃才能开始金属铁的还原。预热段占回转窑长度40％。 传热方式 窑尾部分 窑头部分 炉气热辐射 ＜50％ ＞80％ 气流与炉料对流 ≈30％ ≈10％ 炉墙对炉料导热 ≈30％ ＜5％ 实际回转窑内，气流-炉料呈逆流运动，可有六种传热途径。 令回转窑内预热段炉料吸收热量为Q。 解出： 当入窑炉料温度tso=0时，有： 预热段炉料温度按升高至800℃，预热段长度为 减小预热段长度的分析： 增大加热面积。 减小炉料填充率。一般填充率20％，如过小，则还原条件变坏，所以扩大加热面积作用有限。 增加传热系数。 传热方式为对流（70％）和辐射（25％），操作温度受限制，气流速度不能过大，所以提高传热系数可能性不大。 提高尾气温度。有效 尾气温度不能小于500℃，一般多控制在600～800℃。 热效率降低（废气热能利用）。 3.2.4 回转窑还原过程 （1）数学模型 还原段的数学模型应结合固体碳还原速率方程。 回转窑还原段中可认为CO→100％，Kb→∞。 或 回转窑操作温度（900～1000℃）下，矿石的还原速度很快，上式中前项的值大大高于后项之值，因此碳的气化反应是回转窑中还原过程的限制环节。 （2）影响还原的因素 碳的反应性（Rb）。影响重大。 配碳量。Mc↑，还原速度↑。常配加过剩碳量，为理论值的100～200％。 温度。T↑，促进还原，对气化尤为明显。受限于灰分熔点及矿石的软化点。使窑内温度有控制地达到最高极限是重要的操作原则。 填充率。↑填充率，↓矿石氧化程度，有利于矿石还原。受限于传热。 触媒效应。Li、Na、K改善接触条件。 3.2.5 硫及有害杂质的去除 脱硫：燃料及矿石中硫→气流。 回转窑气流中H2少，气态硫以COS为主。 COS可被CaO和Fe吸收，CaO更易吸收，故CaO多，气化脱硫率也愈低。 回转窑中CaS脱硫机理。 脱硫剂：白云石 不利影响：减少硫的挥发率；增加燃料消耗，同时增加入炉流量；降低炉料含铁量，降低生产率。 其它气化温度低的杂质气化去除。 Pb：PbO、PbS、Pb蒸汽压低，不能大量气化，但Pb粒易析离海绵铁而被气流带走； Na、K：虽气化温度低，但形成硅酸盐，难还原； P：挥发率低，形成磷酸盐。 炼铁过程：产品；原料；设备；流程； 炉料运动：运动方式；停留时间； 传热过程：减小预热段长度的措施； 还原过程：影响还原的因素； 脱硫及其它杂质去除：脱硫方式；脱硫剂；杂质去除方式； 3.2 回转窑学习重点 登录4:82/meol/main.jsp 完成作业、查看课件、每周登录次数