生活幫扛把子 2020-11-05

金屬化率是指直接還原鍊鐵的產品中金屬鐵含量佔總鐵量的百分率，其中金屬鐵應包括零價鐵和與碳結合的鐵量。金屬化率是衡量直接還原產品還原程度的質量指標。對於含碳較高的直接還原鐵還可應用等效金屬化率指標，。還原時間對金屬化率的影響

還原時間較短時，球團金屬化率較低，尤其是下層球團． 即使Fe2O3被還原為Fe3O4，甚至FeO，其金屬化率仍然為零． 因此，短時間內金屬化率難以正確反映含碳球團的還原程度． 因此定義了“最大失重率”和“相對失重率”，並用“相對失重率”來初步評價球團的還原程度，然後再選取“相對失重率”較高的球團（ 還原時間分別為50 和60 min） ，分析其金屬化率．

1） 最大失重率． 即假設球團中： a） 礦石中與鐵結合的氧全部被脫除； b） 煤粉中只有灰分保留在球團中． 此時球團的失重率定義為最大失重率．

2） 相對失重率（ DCR） = （ 球團的實際失重率） /（ 球團的最大失重率）．

相對失重率和金屬化率

不同還原時間時含碳球團的相對失重率：

1） 各層球團的DCR 隨著爐內還原時間的延長而增加。第1 層球團、第2 層球團分別在30 和50 min 後達最大值． 其他層球團DCR 在整個還原過程中不斷增加；

2） 還原50 min，球團總DCR 達81。 3%； 還原60 min，球團總DCR 約達90%．

可見，還原時間為50 和60 min 時，球團的金屬化率較高（ 相比較於較短的還原時間） ，但第4層和第5 層DRI 的金屬化率仍然較低，尤其是50 min時還原50 min，球團MD較高，約80%； 但4 層、5 層球團金屬化率較低，分別為35。 16%和12。 76%； 整個料層總的金屬化率為57。 31%； 2） 60 min 時，4層、5 層球團MD 分別可達75%， 63%，球團總MD 可達80%以上．

金屬化球團收縮率

該工藝的限制環節是由上至下的一維輻射傳熱，第1 層球團的直徑收縮率可達70%，橫截面收縮率可達50%，從而導致料層的空隙率較大。有利於自上而下的輻射傳熱。本試驗採用高溫操作，由於輻射傳熱量與溫度的四次方成正比，傳熱量隨球團的收縮而增加。因此，球團還原後在高溫條件下收縮是解決熱量傳輸這一限制性環節的關鍵點。球團收縮後，分散的金屬原子在高溫條件下熱振動加劇，容易發生碰撞並形成較大的金屬顆粒。

爐內還原時間的討論

分析可知，若還原時間過長，可能會出現如下問題：

1） 再氧化． 透過還原60 min 時第一層球團的顯微照片，可以看出其中含有一定液相和析出物． FeO － SiO2二元系的熔點可達1 200 ℃以下，因此還原時間過長，可產生液相，冷卻過程中會有礦物析出． 因為極冷，析出物達不到平衡，成分不均，固熔體中SiO2和FeO 含量不同．

2）熱效率較低． 50 min 之前，上面3 層球團的MD 已接近最大值． 50 ～ 60 min 時，只有第4層、第5 層球團繼續還原，但繼續對上面3 層球團加熱使得工藝過程的熱效率較低．

3） 生產效率有所降低．

4） 底層球團MD 始終最低，提高底層MD 是提高總金屬化率的關鍵．