COIN法是一個德國的Krupp公司開發的一種熔融還原煉鐵工藝。該工藝是以鐵水熔池造氣為基礎發展的熔融還原工藝。作為鐵浴產生煤氣的方法，COIN工藝作了有效探索，而作為熔融還原工藝，其研究成果較少，尚存在許多問題未解決，要實現工業生產還有較大困難。
基本介紹
- 中文名：COIN法
- 性質：熔融還原煉鐵工藝
- 公司：Krupp
- 國家：德國
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
簡介,還原工藝,工藝特點,
簡介
由原聯邦德國的Krupp公司開發的一種熔融還原煉鐵工藝。該工藝是以鐵水熔池造氣為基礎發展的熔融還原工藝。作為鐵浴產生煤氣的方法，COIN工藝作了有效探索，而作為熔融還原工藝，其研究成果較少，尚存在許多問題未解決，要實現工業生產還有較大困難。
最初Krupp公司曾在300tBOF轉爐上做過提高廢鋼比和改善熔池運動狀況試驗，其後為利用產生的煤氣，先後採用150kg級、3t級底吹轉爐進行試驗，研究煤粉、氧氣底吹條件下，噴槍的工作狀況、對煤種的適應性、渣中合適FeO含量、鐵水合適含碳量以及生成煤氣成分和含塵量等情況。以此氧煤噴吹鐵浴為基礎，提出了把這種生成的氣體用於直接還原和熔融還原的工藝。
還原工藝
根據預還原形式可分為A流程和B流程。A流程採用豎爐預還原與鐵浴熔化爐相結合;B流程採用流化床預還原和鐵浴熔化爐相結合。在A流程中，熔化爐排出氣體冷卻至800℃，經高溫旋風除塵後送入豎爐。豎爐還原鐵直接裝入熔化爐。從豎爐排出氣體可以有一部分經脫H2O和脫CO2，再加熱後循環使用，其餘部分外供。該工藝最長連續工作時間50h。未脫CO2條件下噸鐵水能耗為：煤845kg(揮發分35%)，氧635m3，電200kW·h;同時外排氣體1540m3(約8.4MJ/m3)。脫CO2條件下噸鐵水能耗為：煤489kg，氧389m3;外排氣體205m3(約8.4MJ/m3)。
B流程由兩段循環流化床和熔化爐組成。第1段用CO氣體使礦粉表面包覆碳層，第2段還原礦粉。熔化爐排出的高溫氣體使煤焦化、揮發分分解，半焦粉經高溫旋風除塵器回收後從熔化爐底部噴入。由於無二次燃燒，熔化爐排出氣體均為還原氣體，預還原後氣體氧化度45%，碳包覆後氣體氧化度74%。預還原鐵金屬化率85%～90%，碳含量8.5%。每噸鐵水煤耗660kg，氧耗440m3，外排氣體924m3。在預還原過程中，反應溫度和礦粉的停留時間是重要的參數，提高反應溫度和延長停留時間可以增加礦粉的金屬化率，在碳包覆操作過程中，礦粉的停留時間對氣體的利用率也有重要的影響。
工藝特點
COIN法的特點是其底吹噴嘴的結構。噴嘴由雙層套管組成，中心管道流動氧氣，氧氣壓力為1MPa，外部環形通道由載氣攜帶煤粉，載氣壓力0.7～0.8MPa，熔化爐內部壓力為0.01～0.08MPa。通過外環載氣和煤粉揮發分分解吸熱冷卻管壁，保護氧氣噴嘴噴吹時不致過熱。這種設計利用外環物質噴吹時的吸熱作用，可以不用其他碳氫化合物作為冷卻劑，使噴嘴設計簡單，生產費用降低。試驗證明，使用多種揮發分高低不同的煤粉，維持碳氧原子比為0.5～2，噴嘴都能正常工作。
COIN法所用原料煤必須預先乾燥，使水分降低到2%～3%，並破碎到<1mm的粒度範圍。3t轉爐試驗研究表明，使用反應性好和揮發分高的煤時煙塵較低，但下限仍然為20～30g/m3。鐵浴渣中FeO含量應控制在10%以下，鐵水中的碳應保持在3%以下。當熔化爐與預還原連線，用這種煤氣進行鐵礦石預還原，使用低揮發分煤時應考慮和氧氣—起噴吹—定量蒸汽。
