海绵铁,也称为直接还原铁,是一种 低碳多孔状产物,主要通过在回转炉、竖炉或其他形式的反应器内,将铁矿石或氧化铁球团在低于物料熔化温度的条件下进行低温还原而制得。在这个过程中,铁矿石中的铁与还原剂(如煤、焦炭、天然气或氢气)反应,生成细小铁核,这些铁核在显微镜下观察形似海绵,因此得名海绵铁。
海绵铁的主要特点包括:
多孔性:
海绵铁保留了失氧时形成的大量微气孔,这些气孔使其具有较大的比表面积和活性。
低碳含量:
海绵铁中的碳含量较低,一般约为0.5~2.0%。
纯净性:
海绵铁比较纯净,含有较少的硅、碳、锰等能氧化发热的元素,适用于电弧炉炼钢,可提高钢的质量。
用途:
海绵铁不能用于转炉炼钢,但适用于电弧炉炼钢,作为金属炉料可以缩短冶炼周期,提高产量。
优点:
海绵铁具有反洗频率低、抗压强度高等优点,适用于水处理、管道、锅炉等,能有效降低水中的溶解氧含量。
海绵铁的生产工艺主要有两种:
回转炉法:
在大型回转窑中,用煤、焦炭、天然气或氢气作还原剂,将铁矿石或铁精矿球团在低于物料熔化温度的条件下进行低温还原,生成多孔状的海绵铁。
竖炉法:
在竖炉中,通过滤式除淀方式排除杂质,制得海绵铁。
海绵铁在钢铁工业中的应用主要是代替废钢作为电炉炼钢的原料,其优点是节能、环保且能提高钢的质量。然而,海绵铁的运输和保存较为困难,且其活性大,易氧化,这些因素限制了其在某些地区的应用。