日本開發高爐新型原料

為徹底降低高爐還原劑比,日本進行了高爐新型原料(碳鐵混合料(下稱CIC))的開發。CIC是含金屬鐵的型焦,與以往的室式焦爐生產的焦炭相比,它利用鐵的催化作用,使其與CO2氣體的反應性顯著提高。高爐使用這種高反應性CIC,可以降低熱平衡帶溫度,減小還原劑比。

  在原料配比方面,非粘結煤和鐵礦石的配比為7:3,造塊后進行干餾。含有的鐵在干餾過程中基本會還原成金屬鐵。

  根據高爐條件下CIC與CO2氣體的反應性,對CIC和室式焦爐生產的焦炭進行對比的結果可知,CIC在比室式焦爐生產的焦炭低大約150℃的情況下開始反應。因此,作為高爐用原料,用CIC替代部分室式焦爐生產的焦炭時可以降低高爐的熱平衡帶。高爐數學模型計算表明,高爐使用本CIC(100kg/t),可以減少還原劑比大約30kg/t。

  該技術的工藝流程包括了從廉價鐵礦石和非粘結煤的粉碎、混合造塊,到用豎爐加熱、干餾、制作CIC的工藝流程。由于CIC是作為高爐用原料,因此CIC的強度特性很重要,造塊具有將原料壓密實的作用,豎爐可以比較高精度地控制溫度,這樣即使使用劣質原料,也能獲得與以往室式焦爐生產的焦炭相同的強度。作為CIC在高爐使用的方法是將其混合在礦石層中使用。CIC在高爐內利用其自身的高反應性和從低溫就開始進行碳素溶解反應的特征,可以促進礦石的還原反應,同時它可以控制熱平衡帶溫度,確保高爐的透氣性、透液性與使用室式焦爐生產的焦炭相同。因此,推測CIC的使用比例最好在80~100kg/t,它相當于高爐內的碳素溶解反應。