為徹底降低高爐還原劑比,日本進(jìn)行了高爐新型原料(碳鐵混合料(下稱CIC))的開發(fā)。CIC是含金屬鐵的型焦,與以往的室式焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭相比,它利用鐵的催化作用,使其與CO2氣體的反應(yīng)性顯著提高。高爐使用這種高反應(yīng)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(jié)煤和鐵礦石的配比為7:3,造塊后進(jìn)行干餾。含有的鐵在干餾過程中基本會(huì)還原成金屬鐵。
根據(jù)高爐條件下CIC與CO2氣體的反應(yīng)性,對(duì)CIC和室式焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭進(jìn)行對(duì)比的結(jié)果可知,CIC在比室式焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭低大約150℃的情況下開始反應(yīng)。因此,作為高爐用原料,用CIC替代部分室式焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭時(shí)可以降低高爐的熱平衡帶。高爐數(shù)學(xué)模型計(jì)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(shù)的工藝流程包括了從廉價(jià)鐵礦石和非粘結(jié)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(qiáng)度特性很重要,造塊具有將原料壓密實(shí)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(zhì)原料,也能獲得與以往室式焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭相同的強(qiáng)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(nèi)利用其自身的高反應(yīng)性和從低溫就開始進(jìn)行碳素溶解反應(yīng)的特征,可以促進(jìn)礦石的還原反應(yīng),同時(shí)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?fàn)t生產(chǎn)的焦炭相同。因此,推測CIC的使用比例最好在80~100kg/t,它相當(dāng)于高爐內(nèi)的碳素溶解反應(yīng)。