D0I:10.13374/j.issn1001053x.1984.03.010 北京钢铁学院学报 1984年第3期 固体碳还原铁鳞采用 密封还原罐工艺的热力学分析 物理化学教研室廖为鑫 粉末冶金教研室解子章 摘要 文本根据现场工艺实验的比较，用热力学观点分析讨论了用固体碳还原铁鳞时采用还原 罐密封工艺的不合理性，及还原罐密封工艺对产品质量的影响和不必要的工序增加材料消耗 造成的经济损失。 一、前言 作者在早些时期看到我国某些铁粉生产单位用周体碳还原铁鳞成海绵铁的生产工艺中， 为防止碳的气化反应所生产的CO过早地逸出罐外，使之能在还原罐内更充分地与铁鳞作 用，达到尽量降低海绵铁中含氧量的目的，于是采用A【:O,粉拌合水玻璃，将装有固体碳与 铁鳞的还原罐加盖密封后进入燧道窑。但是，在窑中升温加热的过程中，由于气体的产生及 压力的增大，还原罐密封处大多漏气或盖被顶开，甚至还原罐被炸裂。即使出窑时尚发现密 封完好，其中的海绵铁却出现夹生现象，直接影响海绵铁质量。 作者曾在某厂做过比较实验，即在其它条件（还原温度、还原时间、铁鳞和固体碳的粒 度、湿度、装罐方式、料层厚度…等)相同的情况下，把不密封的还原罐同时推进燧道 密，所得海绵铁的质量与密封还原罐（但在还原过程中盖已被顶开）所得的海绵铁质量（含 氧量)相同。这一事实表明了还原罐密封工艺的不必要性。改变还原罐密封工艺成不密封的 工艺，减少了工序，减少了工人的劳动强度，减少材料消耗，降低了成木，这样的工艺变化 已为该厂所采用。 然而，否定还原罐密封工艺的根据是什么呢？ 二、否定还原罐密封工艺的热力学依据 用固体碳还原铁鳞的过程中，在还原罐中源源不断地提供气体还原剂CO,系由还原罐 中碳的气化反应 C+C0二2C0 作用的结果。它在整个还原过程中，一直起着控制还原的主导作用。根据生产单位所采用的 还原温度（一般在950°~1050℃温度范围内）碳的气化反应进行得非常彻底。由于在还原罐 中有过剩的碳存在，即使由碳的气化反应所产生的CO与铁鳞作用后产生的CO2,一旦遇到 炽热的碳层，也将使碳立即进行气化反应，除非CO,远离碳层或逸出还原罐的空间部份。人 92北 京 钢 铁 学 院 学 报 年 第 期 固体碳还原铁鳞采用 密封还原罐工艺的热力学分析 心 ， 物理 化 学教研 室 序 为鑫 粉 末冶金 教研 室 ， 解子幸 摘 要 文本根据现场 工 艺实验 的 比较 ， 用热 力学观点分 析讨论了 用 固体碳还 原铁鳞时采 用还 原 峨 密封工艺 的不 合 理性 ， 及还 原罐 密封工 艺 对产 品质量 的影响 和 不 必 要的工 序增加 材 料消耗 造成的经 济 损失 。 一 、 前言 作者 在早 些时期 看到我国某些铁粉生 产 单位用 固体 碳还原铁鳞成 海绵铁 的生产工 艺 中 ， 为防止碳 的气化 反应所 生 产 的 过早 地 逸 出罐外 ， 使之 能 在还原 罐 内更充 分地 与铁鳞作 用 ， 达 到 尽量 降低 海绵铁 中含氧量 的 目的 ， 于是采 用 粉 拌合水玻璃 ， 将装有 固体碳 与 铁鳞的还原旅加盖密封后 进入 楼 道 窑 。 但 是 ， 在窑 中升温加热 的过程 中 ， 由于气体 的产生 及 压 力的增大 ， 还原罐密 封处大 多漏气或盖被顶开 ， 甚 至还原罐被 炸裂 。 即使 出窑时 尚 发现 密 封完好 ， 其 中的海绵铁却 出现 夹生现象 ， 直 接影 响海绵铁质量 。 作者 曾在某厂 做过 比较实验 ， 即 在其它条件 还原温 度 、 还原时间 、 铁鳞和 固体碳 的粒 度 、 湿 度 、 装罐 方 式 、 料层 厚 度 “ · … 等 相 同 的 情况下 ， 把不 密封 的还原罐 同时推进隧道 窑 ， 所得 海绵铁 的 质量 与密封还原罐 但 在还原过程 中盖已 被顶 开 所得 的海绵铁质量 含 氧量 相 同 。 这一事实表明了还原峨密封工 艺 的不 必 要性 。 改变还原罐 密封工艺成不 密封 的 工 艺 ， 减少 了工 序 ， 减少 了工 人 的 劳动强 凰 减少 材 料消耗 ， 降低 了 成 木 ， 这样 的 工 艺变 化 已 为该厂 所采 用 。 然而 ， 否定还原雄 密封工艺 的根据是什 么 呢 二 、 否 定还 原罐密封工 艺的热 力学依 据 用 固体碳还原 铁鳞的过程 中 ， 在还原罐 中源源 不 断地 提 供气体还原 剂 ， 系由还原罐 中碳的气化反 应 二二二 作用 的结果 。 它 在整 个还原 过程 中 ， 一 直起 着控 制还原 的 主 导作用 。 根据生产单位所采 用 的 还原温 度 一般在 。 “ ℃温 度范围内 碳 的气 化反应进 行得非常彻底 。 由于 在还原 罐 中有过剩 的碳存在 ， 即使 由 碳的气 化反应所产生的 与铁鳞作 用后 产生 的 ， 一旦遇 到 炽 热的 碳层 ， 也将使碳立 即进行气化反应 ， 除非 远离碳层或逸 出还原罐 的 空 间部份 。 人 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1984．03．010