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(fù)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?xì)饣癁?CO ，同時向氧化鐵層及罐外擴散。擴散到氧化鐵層的 CO 進(jìn)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(hù)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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