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非高爐煉鐵法是指除高爐煉鐵外的其他還原鐵礦石的方法。非高爐煉鐵法可以歸結(jié)為兩大類(lèi)：直接還原法和熔融還原法。
近年來(lái)，非高爐煉鐵工藝得到了大力的發(fā)展，主要原因是：
(1)由于焦煤的儲(chǔ)量越來(lái)越少，價(jià)格越來(lái)越高，而非高爐煉鐵則可以使用非焦煤和其他能源作燃料，基本不用或少用焦炭煉鐵。
(2)隨著鋼鐵冶金工業(yè)的發(fā)展，廢鋼的需求量大大增加，廢鋼供應(yīng)量日益緊張，非高爐生產(chǎn)的海綿鐵是廢鋼的良好替代品。
(3)非高爐煉鐵省去了煉焦設(shè)備，投資費(fèi)用低，污染少。
這些原因?yàn)榉歉郀t煉鐵的發(fā)展提供了有利條件。
直接還原法用耐火材料
直接還原法生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有固態(tài)的海綿鐵、鐵粒和液態(tài)的生鐵，其中以海綿鐵生產(chǎn)方法為成熟，產(chǎn)量大。海綿鐵生產(chǎn)主要是用鐵精礦、氧化鐵皮等含氧化鐵高的原料在還原介質(zhì)作用下被還原成金屬鐵，該反應(yīng)是固相反應(yīng)，并放出很多氣體;在生成的固體鐵里有很多氣孔，像海綿一樣，故稱(chēng)海綿鐵。反應(yīng)溫度一般在800~1300℃，所用的還原介質(zhì)主要有煤、天然氣和煤氣等非焦還原劑。所用的設(shè)備主要有豎窯、方形窯、環(huán)形窯、回轉(zhuǎn)窯、隧道窯、臺(tái)車(chē)底連續(xù)爐等。
目前世界上以天然氣為還原介質(zhì)的豎窯生產(chǎn)海綿鐵為主，約占80%。不管是哪一種窯，使用溫度都不高，所以一般鋁硅系耐火材料作為窯襯就能滿(mǎn)足溫度的要求。但是需要注意的是耐火材料里的Fe203在CO氣氛條件下會(huì)還原生成金屬鐵和Fe3C。Fe3C的存在會(huì)促進(jìn)炭的沉積，導(dǎo)致耐火材料的脆化裂解，因此為了提高設(shè)備爐襯的使用壽命，應(yīng)該降低耐火材料中的Fe203含量，同時(shí)使材料的組織結(jié)構(gòu)致密，氣孔微細(xì)化。
熔融還原爐用耐火材料
熔融還原煉鐵新工藝是不使用焦炭或少用焦炭，在高溫熔融狀態(tài)下進(jìn)行鐵氧化物的還原，并進(jìn)行渣鐵分離，得到類(lèi)似高爐的含碳鐵水的一種冶煉方法，它具有冶金流程短，規(guī)模較小，對(duì)環(huán)境的污染小等特點(diǎn)。但由于其開(kāi)發(fā)過(guò)程浩大繁瑣，投人巨大，并且很多工程問(wèn)題須通過(guò)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐才能得出正確結(jié)論，因此一度處于停滯狀態(tài)。隨著對(duì)其理論技術(shù)的認(rèn)知不斷加深，并迫于生態(tài)環(huán)境、自然資源的壓力，加速了熔融還原和直接煉鐵技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的研究開(kāi)發(fā)，現(xiàn)已有30多種熔融還原煉鐵工藝問(wèn)世，但COREX熔融還原煉鐵工藝是目前實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，率先取得成功的近代鋼鐵業(yè)前沿技術(shù)之一。
COREX熔融還原煉鐵方法的優(yōu)點(diǎn)：
(1)不用焦炭和燒結(jié)礦就可以直接生產(chǎn)鐵水;
(2)可以直接利用粉礦和粉煤，有效利用資源，噸鐵能耗下降20%以上;
(3)生產(chǎn)線和裝備簡(jiǎn)單;
(4)有利于環(huán)境保護(hù)，它不需要燒結(jié)機(jī)和焦?fàn)t，減少了污染源，使煉鐵廠的污染減少了70%;
(5)流程投資降低，生產(chǎn)規(guī)模靈活;
(6)提高了生產(chǎn)效率。
COREX的研究工作始于1977年，在20世紀(jì)80年代初期進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn)，并于1989年在南非伊斯科公司次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。如今，全世界目前有4套COREXCMOO型設(shè)備正在生產(chǎn)，累計(jì)已生產(chǎn)出高品質(zhì)鐵水1700萬(wàn)噸。韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵公司于1995年投產(chǎn)了世界上前列套C2000設(shè)備，年產(chǎn)鐵水70萬(wàn)噸，生產(chǎn)穩(wěn)定，作業(yè)率超過(guò)95%，輸出煤氣用于發(fā)電。南非薩爾達(dá)納鋼鐵公司C2000設(shè)備于1999年投產(chǎn)，年產(chǎn)鐵水65萬(wàn)噸，輸出煤氣供直接還原豎爐生產(chǎn)海綿鐵80萬(wàn)噸/年。印度金達(dá)爾公司前列套C2000設(shè)備于1999年投產(chǎn)，原料選用非常靈活，生產(chǎn)率達(dá)128t/h，年產(chǎn)鐵水近百萬(wàn)噸;第二套于2001年投產(chǎn)，輸出煤氣用于發(fā)電和生產(chǎn)氧化球團(tuán)。
COREX熔融氣化爐用耐火材料

一般將熔融氣化爐分為干燥區(qū)、流化燃燒區(qū)、風(fēng)口區(qū)和爐缸四個(gè)部分。
熔融還原法產(chǎn)生的渣含有大量的FeO,對(duì)耐火材料的侵蝕非常嚴(yán)重。爐襯蝕損主要是渣熔蝕、堿蒸氣和鐵水對(duì)爐襯產(chǎn)生的化學(xué)侵蝕、熱熔損、因溫度波動(dòng)產(chǎn)生的熱剝落、爐料的撞擊和爐塵氣體的沖刷等。由于這一系列因素對(duì)爐襯耐火材料產(chǎn)生的嚴(yán)重?fù)p毀，導(dǎo)致了設(shè)備的使用壽命很低，這是熔融還原法難以達(dá)到實(shí)用化和推廣的主要原因之一。因此，爐襯耐火材料對(duì)這種新型的煉鐵方法的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。
因?yàn)楦稍飬^(qū)的溫度為1000~2000℃，煤分解，脫除揮發(fā)分。該區(qū)域的爐襯受到爐料機(jī)械撞擊作用非常強(qiáng)烈，同時(shí)還受含塵氣體的沖刷和腐蝕，因此，要求爐襯耐磨。該區(qū)域使用Al2O3含量為55%~65%的高鋁磚就可以滿(mǎn)足要求，它同還原豎窯的窯襯一樣，為了提高使用壽命，要求Fe2O3的含量盡可能地低，以防止?fàn)t襯脆化或粉化。
由于煤在流化燃燒區(qū)燃燒，溫度可達(dá)到1600~1700℃。爐料流化，對(duì)爐襯沖刷嚴(yán)重，耐火材料爐襯承受很大熱負(fù)荷和高溫磨損，送風(fēng)和休風(fēng)時(shí)該區(qū)域溫度波動(dòng)很大而又引起剝落。南非的ISCOR公司在該部位使用鎂炭磚，因停爐、開(kāi)爐頻繁而脫落嚴(yán)重。應(yīng)該選用抗熱震性和熱穩(wěn)定性均優(yōu)良的、耐沖刷的Si3N4結(jié)合的SiC磚作為爐襯。
熔融氣化爐的風(fēng)口采用氧操作，風(fēng)口磚的熱負(fù)荷高，工作條件苛刻。對(duì)含碳耐火材料有較強(qiáng)的氧化作用。溶渣和鐵水在該處形成，因此高溫下的風(fēng)口磚受到強(qiáng)烈的腐蝕作用。風(fēng)口采用SiC磚，風(fēng)口上部至檢修孔部位爐襯采用鎂炭磚，它有水化現(xiàn)象，建議用Si3N4結(jié)合的SiC磚作為內(nèi)襯。風(fēng)口組合套磚，采用p-SiC結(jié)合的SiC磚效果很好。通過(guò)對(duì)Al2O3-Cr2O3磚進(jìn)行侵蝕試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：它抗侵蝕性非常好，耐剝落也非常好，因此風(fēng)口及其以上區(qū)域應(yīng)該用碳化硅磚和鉻剛玉磚。Sialon結(jié)合剛玉磚也應(yīng)該是非常好的選擇。
熔融氣化爐的爐底、爐缸和鐵口等部位的耐火材料爐襯始終與高溫鐵水和熔渣相接觸，所產(chǎn)生的侵蝕是耐火材料損壞的主要原因。所用耐火材料與高爐的相當(dāng)，主要用微孔炭磚，并用一層陶瓷杯。在出鐵口仍用Al2O3-SiC-C材料，這些耐火材料與高爐爐底和爐缸用耐火材料相同，可參閱高爐用耐火材料部分。
鄭州榮盛耐火材料作為專(zhuān)業(yè)的耐火磚生產(chǎn)廠家能夠生產(chǎn)四十多種不同類(lèi)型的耐火產(chǎn)品，產(chǎn)品類(lèi)型基本上是從種類(lèi)和配方比例進(jìn)行區(qū)分，產(chǎn)品種類(lèi)繁多，基本上能夠滿(mǎn)足現(xiàn)階段鍋爐，煉鋼槽所需要的耐高溫要求，產(chǎn)品質(zhì)量值得您的信賴(lài)。www.glzcj.com