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08
2022
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煤基直接还原铁技术（2）—— INMETCO工艺
关键词:
来源：公司内部
1. 转底炉技术发展历程简介
转底炉炼铁工艺是一种非高炉炼铁工艺。自1978年Inco公司建造第一个转底炉以来，它已有近40年的历史。起源于美国，在日本得到推广，在中国得以发展。
转底炉直接炼铁因原料加工条件和产品质量要求不同，可分为INMETCO法、DRYIRON法、FASTMET法和ITKM3法。转底炉工艺是由轧钢用的环形加热炉演变而来的。它有环形炉和旋转炉底，待还原的物料均匀地铺在沿圆周旋转的炉底上。炉体是一个固定的、相对密封的环形容器，炉体内外的壁上设有多组燃气燃烧器。温度控制和气氛控制由自动控制阀装置和监测元件按不同区域实现。
冷压球团从装料区装入转底炉仅需1-2层，炉料随炉底旋转，不受挤压。先在预热区加热到1000℃以上，再在1200℃-1400℃的还原区加热10-20min。炉料中的铁和钾、钠、铅、锌等氧化物被含碳球团中的碳自还原。钾、钠、铅、锌等元素以气体形式随烟气脱除。 还原的金属化球团经冷却降温后排出，部分球团再氧化，金属化率降低。气体燃烧反应产生的烟气进料旋转方向相反，最后流入废气净化处理及余热回收系统。
炉膛与旋转炉底之间有水封，防止烟尘外逸。
2. INMETCO方法
2.1 简介
该工厂由加拿大Inco公司开发，于1978年在美国埃尔伍德建成，每年处理8万吨固体废物。用于从合金钢冶炼废料中回收镍、铬、铁。其工艺特点如下：将电炉灰、气体灰和还原剂混合后，用圆盘造粒机制成直径7-13mm的含碳球团。球团在转底炉中快速升温至1300℃进行还原，还原过程约需12分钟。同时，重金属氧化物被还原挥发，锌、铅含量在60%以上的富氧化锌灰分通过布袋收尘方式收集。在排料点球团的温度约为1250℃，整个过程所需的能量来自于对各段烟气的预热或气体的燃烧。精确控制燃烧系统的设计，确保根据还原过程的热平衡来控制炉内不同区段的燃烧。Inmetco炉已成功运行30多年，因其DRI产品含5-10%镍铬，具有良好的经济效益，已成为美国政府指定的不锈钢厂固废处理中心。
2.2 基本流程
2.3 INMETCO方法的特点
- 该工艺最突出的特点是使用含碳球团，以煤或焦炭粉作为还原剂，在炉底铺上一层厚度均匀约为球团直径3倍的球团。
- 以天然气为燃料，高温气体从炉底吹入炉内逆向流动，将热量传递给炉料。 由于材料层较薄，球团迅速升温。
- 在含碳球团中，矿粉与还原剂有良好的接触条件，在高温下，还原反应速度较快，还原15-20min后，球团金属化率可达88%-92%。
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