一般的熱工爐窯熱工過程較為簡單，純粹是將物料加熱和冷卻，例如生產(chǎn)耐材和陶瓷的隧道窯。還原海綿鐵用隧道窯卻獨具特性，其獨特性在于海綿鐵隧道窯的生產(chǎn)是三個過程的統(tǒng)一： 1 、加熱冷卻過程； 2 、煤氣發(fā)生過程； 3 、還原反應(yīng)過程。這三個過程相互影響，構(gòu)成了海綿鐵隧道窯相對于耐火材料和陶瓷隧道窯復雜得多的熱工過程。
海綿鐵隧道窯的供熱熱源是多樣的
一般爐窯只有單一的供熱源，而海綿鐵隧道窯的供熱源除了燃料燃燒供熱外，還有還原劑氧化燃燒產(chǎn)生的熱量。窯車上罐內(nèi)裝有氧化鐵和固體碳還原劑，還原劑一般為煤粉或焦末，固體碳實際裝入量要高于還原理論需要量 [1] 。在高溫時罐外 O2 或者 CO2 滲入還原劑層，將碳氣化為 CO ，同時向氧化鐵層及罐外擴散。擴散到氧化鐵層的 CO 進行還原反應(yīng)，擴散到罐外的 CO 立即被燃燒掉。理論計算表明，還原 100 ㎏品位為 72% 的氧化鐵需要 10.5 ㎏純碳。但是，為了產(chǎn)生足夠的 CO 和保護還原后的鐵，還原劑實際裝入量是還原理論需要量的 4~6 倍。還原完成后，還原劑大概消耗了裝入量的 40~50% ，大部分的還原劑還是被燃燒掉了。
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