外热反应罐法直接还原工艺介绍

工艺原理概述将固体碳还原剂和石灰石脱硫剂混合后与铁系氧化物（铁矿粉、球团末等）采用自动装料机组分层装入反应罐（碳化硅或粘土质）中，装好料的反应罐置于台车上，台车进入隧道窑中，在外加热作用下，经过预热带、还原带（1140~1180度）和冷却带整个还原周期约40小时的一系列物理化学变化，最后形成海绵铁在窑外采用自动卸料机出罐。

工艺还原过程海绵铁在外热反应罐——隧道窑的还原过程中的物理化学变化如下：

预热带的炉料变化：

炉料中水分的蒸发和水化物的分解；

还原剂中挥发份的逸出；

脱硫剂碳酸钙（即石灰石）的分解。

100℃以上时，吸附水大量蒸发逸出，

200℃时，结晶水开始分解，在300℃～400℃时分解结束。

H₂O+CO=H₂+CO₂     （≈500℃）

2H₂O+C=CO₂+2H₂     （≈500℃）

H2O+C=H2+CO      （≈1000℃）

炉料中含水量高，在还原过程中要消耗大量的热量和CO或碳，对还原过程是不利的。因此，在对炉料进行处理时，应严格控制其含水量。

当炉料被加热至400℃时，还原剂中的挥发物开始强烈地放出，直至800～1000℃时方能结束。当加热至1000 ℃，挥发物（气体）数量可达400m³/T还原剂。

当还原剂中加有脱硫剂石灰石（CaCO₃）时，因受热而分解。

CaCO₃=CaO+CO₂↑

这个反应是吸热反应，CaCO₃分解时吸收大量的热量。CaCO₃的分解温度约为750 ℃，当温度达到910 ℃时，发生激烈分解。分解产物CaO与还原剂中的硫化合生成稳定的CaS，从而达到去硫的目的。

CaO+FeS=CaS+FeO

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