懸浮煉鐵新技術(shù)的最終目的在于更換高爐,但就中等規(guī)模來說,它能用于增加普通鋼鐵聯(lián)合廠的產(chǎn)量,其方法是把焦?fàn)t煤氣用作氫源,不僅被建議技術(shù)的一個(gè)重要條件是鐵礦石精礦是否能在得到的幾秒鐘停留時(shí)間內(nèi)還原成高程度的金屬化。在美國猶他(Utah)大學(xué),由TerniumHylsa和ArcelorMittal鋼鐵公司(從Minorca礦山中)提供的氧化鐵精礦,分別篩成22~30微米和25~32微米,其還原速率正在測定。通過擴(kuò)展Kaowool坯塊上的Hylsa精礦所進(jìn)行的試驗(yàn)和在流動(dòng)的氫氣流中所加熱的試驗(yàn)表明,在攝氏1100度時(shí),在5秒鐘內(nèi)就已實(shí)現(xiàn)約80%的還原。由于用這個(gè)方法進(jìn)行了這些試驗(yàn),單個(gè)顆粒的氫還原實(shí)際速率才能更高。為了更精確地測定單個(gè)氧化鐵顆粒的還原速率,設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)下管反應(yīng)器系統(tǒng)。在這個(gè)設(shè)備中,Minorca精礦完全還原在攝氏1300度時(shí)停留時(shí)間不到2秒鐘就實(shí)現(xiàn)了。在攝氏1200度時(shí),這些顆粒在2.2秒和2.8秒之間完全被還原。這兩個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果表明,該速率快的足以在閃速反應(yīng)過程中對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)的精礦進(jìn)行還原。氧化鐵精礦和還原試樣可從掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片上觀察到。
這個(gè)新技術(shù)將具有下列優(yōu)點(diǎn)∶
與高爐相比,節(jié)能達(dá)到38%;
通過直接使用已經(jīng)在美國生產(chǎn)的大量氧化細(xì)鐵精礦(希望從較新的鐵礦床生產(chǎn)鐵礦粉,目的是要大大減少廢石含量),淘汰焦?fàn)t、球團(tuán)或燒結(jié),因?yàn)樗鼈兪褂闷饋砟芎拇蟆⑽廴緡?yán)重而且費(fèi)用較高。
有效減少或甚至完全清除工業(yè)中的二氧化碳散放物,這取決于被建議的懸浮還原技術(shù)中使用的還原劑和燃料的選擇。
在猶他(Utah)大學(xué)實(shí)驗(yàn)性的試驗(yàn)設(shè)備中有一個(gè)反應(yīng)器,這個(gè)反應(yīng)器裝備有一個(gè)專門設(shè)計(jì)的促進(jìn)氣體和顆粒混和擾動(dòng)的送料機(jī),它模擬了工業(yè)反應(yīng)器中的狀態(tài),但是很難在較小的設(shè)備中創(chuàng)建。
必須克服的一個(gè)技術(shù)問題是供熱問題。不同于硫化物熔煉反應(yīng),硫化物熔煉反應(yīng)是高放熱的,因而幾乎不需要或不需要外部加熱,氣體還原反應(yīng)需要外部供熱。這個(gè)熱量可以通過燃燒部分還原劑在內(nèi)部產(chǎn)生,或由等離子氣體供應(yīng),或燃燒其它燃料產(chǎn)生。這些類型的工藝,熱還原氣體環(huán)境是在內(nèi)部產(chǎn)生的,在許多工業(yè)操作中得到使用。實(shí)例包括對(duì)天然氣、部分燃燒的煤炭氣化和處理EAF粉塵用的Horsehead火焰噴射反應(yīng)器工藝的改善。除了確定實(shí)現(xiàn)模擬懸浮工藝中高程度還原的可行性外,就使用這個(gè)設(shè)備來說,當(dāng)前工作的主要作用包括提出這個(gè)問題。