直接还原铁生产技术及现状
直接还原铁技术现状

冶金管理2006年第8期直接还原铁是铁矿在固态条件下直接还原为铁,可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料,也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。
这种工艺不用焦炭炼铁,原料也是使用冷压球团不用烧结矿,所以是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺,也是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。
直接还原炼铁工艺有气基法和煤基法两种,按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。
目前,世界上90%以上的直接还原铁是用气基法生产出来的。
但是天然气资源有限、价高,使生产量增长不快。
用煤作还原剂在技术上也已过关,可以用块矿、球团矿或粉矿作铁原料(如竖炉、流化床、转底炉和回转窑等)。
但是,因为要求原燃料条件高(矿石含铁品位要大于66%,含SiO2+Al2O3杂质要小于3%,煤中灰分要低等),规模小,设备寿命低,生产成本高和某些技术问题等原因,致使直接还原铁生产在全世界没有得到迅速发展。
因此,高炉炼铁生产工艺在较长时间内仍将占有主导地位。
一、直接还原铁的质量要求直接还原铁是电炉冶炼优质钢种的好原料,所以要求的质量高(包括化学成分和物理性能),且希望其产品质量均匀、稳定。
1.化学成分。
直接还原铁的含铁量应>90%,金属化率要>90%。
含SiO2每升高1%,要多加2%的石灰,渣量增加30kg/t,电炉多耗电18.5kWh。
所以,要求直接还原铁所用原料含铁品位要高:赤铁矿应>66.5%,磁铁矿>67.5%,脉石(SiO2+Al2O3)量<3%~5%。
直接还原铁的金属化率每提高1%,可以节约能耗8~10度电/t。
直接还原铁含C<0.3%,P<0.03%,S<0.03%,Pb、Sn、As、Sb、Bi等有害元素是微量。
2.物理性能。
回转窑、竖炉、旋转床等工艺生产的直接还原铁是以球团矿为原料,要求粒度在5~30mm。
隧道窑工艺生产的还原铁大多数是瓦片状或棒状,长度为250~380mm,堆密度在1.7~2.0t/m3。
2024年直接还原铁市场需求分析

2024年直接还原铁市场需求分析引言直接还原铁是一种重要的铁合金材料,广泛应用于钢铁冶炼和其他相关工业领域。
对直接还原铁市场需求进行分析,有助于了解市场趋势和预测未来发展方向。
本文将对直接还原铁市场需求进行详细分析。
1. 直接还原铁市场概述1.1 市场定义直接还原铁是一种通过化学反应将铁矿石还原为含有高铁含量的铁合金。
它可以直接作为原材料用于钢铁冶炼,具有高效、节能、环保等特点。
1.2 市场规模直接还原铁市场规模受到国内外钢铁产量和消费需求的影响。
近年来,随着全球钢铁行业的发展,直接还原铁市场呈现出稳步增长的趋势。
2. 直接还原铁市场需求因素分析2.1 钢铁产量增长推动市场需求钢铁产量是直接还原铁市场需求的主要驱动因素。
随着国内外工业化进程的加速推进,全球钢铁产量持续增长,导致对直接还原铁的需求也在不断上升。
2.2 环保政策推动市场需求直接还原铁具有高效、低排放等环保特性,符合国家和地区环保政策的要求。
环保政策的推动使得直接还原铁的需求增加,特别是在环保压力较大的地区。
2.3 价格因素影响市场需求直接还原铁的价格与供需关系密切相关。
需求增加或供应减少都可能导致价格上涨,从而影响市场需求。
同时,市场需求的变化也会对价格产生反馈作用。
2.4 新技术应用改变市场需求随着科技的进步和创新,新的直接还原铁生产技术不断涌现,改变了市场需求。
新技术的应用可以提高生产效率、降低成本,推动市场需求增加。
3. 直接还原铁市场需求预测3.1 国内市场需求预测随着中国钢铁产量的增长,国内直接还原铁市场需求有望继续增加。
同时,环保政策的加强也将推动直接还原铁市场需求的增长。
3.2 国际市场需求预测全球钢铁需求持续增长,加上环保政策的影响,国际直接还原铁市场需求有望呈现出增长态势。
中国等发展中国家的钢铁产量增加将成为国际市场需求增长的关键因素。
结论直接还原铁市场需求受到钢铁产量、环保政策、价格因素和新技术应用等因素的影响。
直接还原炼铁工艺现状及攀枝花钒钛磁铁矿处理工艺选择

但价格 较高 。用 煤炭气 化制造 还原气 , 是正
第3 5卷
第 4期
攀 枝 花科技 与信 息
( 第 13期 ) 总 0
在 研 究 的课 题 。
排料 , 因此不 怕炉 料粘结 , 操作 温度 较高 , 虽 系 间断作 业 , 产率并 不 低。缺点 是煤 气 利 生
用 差 , 耗 达 ( 34X16千 卡/ )产 品 质 热 达 . 0 吨 , 量 不 均 匀 。 H l海 绵 铁 含 碳 高 ( . % ~ y 12
原炼 铁 主 要 基 于 对 焦 煤 供 应 不 足 的 担 忧 、 富
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有天然气利用 的考虑 、 富裕 电力 电炉炼 钢 和 成分类似钢 , 际上也代替 废钢使 用 于炼 钢 实 特殊元素提取需 要 的满足 , 直接 还原炼 铁工 过程 , 通常把炼 制 海绵铁 的工艺称 作直 接还 艺经过不 同规模 、 同矿 种试验研究 和新 技 原炼铁流程。 目前达到工业生产水平或仍 在 不 术应用改进 , 从炼铁 到炼 钢工艺设备 和 与现 继续试验 的直 接还原 方法 约有二 十余 种 , 主 有轧制设备 的对接 总体是 可行 的, 同时存 要分 为两 类 … : 但
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2024年直接还原铁粉市场前景分析

2024年直接还原铁粉市场前景分析介绍实施粉末冶金技术的直接还原铁粉是一种高品质的金属粉末,广泛应用于制造业中。
本文将对直接还原铁粉市场的前景进行分析,探讨其发展趋势和挑战。
市场前景分析需求驱动直接还原铁粉在汽车、航空航天、建筑和能源等领域具有广泛的应用。
随着全球经济的发展和人们对高品质制造品的需求增加,直接还原铁粉的市场需求不断增长。
特别是在节能环保和可持续发展的要求下,直接还原铁粉被视为一种理想的替代品。
创新技术近年来,直接还原铁粉行业持续推动技术创新。
新型直接还原过程和设备的引入,有效提高了生产效率和产品质量。
同时,新工艺的应用还减少了排放和能源消耗,降低了生产成本。
这些创新技术的应用为直接还原铁粉市场带来了更大的发展空间。
区域市场的增长亚太地区、欧洲和北美地区是直接还原铁粉市场的主要消费地。
随着这些地区工业化进程的加速,对直接还原铁粉的需求不断上升。
另外,新兴市场中的快速工业发展也推动了直接还原铁粉市场的增长。
预计未来几年,这些地区的市场需求将进一步扩大。
竞争和挑战直接还原铁粉市场面临激烈的竞争。
全球范围内存在许多大型和中小规模的生产企业。
与此同时,原材料价格的波动和环保要求的加强也给行业带来了挑战。
为了保持竞争力,企业需要不断优化生产工艺,提高产品质量,并关注环保可持续性。
总结直接还原铁粉市场具有广阔的发展前景。
随着全球经济的增长和工业化进程的加速,对高品质金属粉末的需求不断增加。
同时,创新技术的引入和区域市场的增长将进一步推动市场的发展。
然而,竞争激烈和环保要求的加强也是行业面临的挑战。
未来,企业需要持续改进技术和产品质量,以适应市场的变化。
直接还原铁生产工艺及发展方向

直接还原铁生产工艺及发展方向铁生产工艺的发展可以追溯到公元前2000年左右的古代。
在古代,人们首先发现了在高温条件下加热矿石可以从中提取金属。
这一过程被称为矿石冶炼,其中铜、铁和其他金属被广泛使用。
最早期的铁器使用原始的冶炼工艺,如陶瓷炉和炭火加热。
在这个时期,人们从矿石中提取铁质,并通过锻造和淬火方法制作器物。
然而,到了公元前8世纪左右,人们开始使用更高级的铁冶炼工艺。
最著名的是“低凤炉”、“高凤炉”和“方式炉”。
这些工艺的进步使得铁的生产成本大大降低,而且使得铁制品在农业、建筑和武器制造方面得到了广泛应用。
随着时间的推移,人们在铁生产工艺方面取得了更多的进步。
在18世纪,工业革命的到来带来了新的技术和设备,如高炉、转炉和开平法。
这些新技术大大提高了铁的生产效率,推动了工业化进程。
到了20世纪,铁生产工艺又迎来了一次革命。
高炉和转炉被更先进的炼铁技术所取代,如电炉和氧气顶吹转炉。
这些新技术不仅提高了生产效率,而且减少了对燃料和资源的需求。
此外,新的炼铁技术还使得对矿石种类的选择更加灵活,使得更多类型的矿石可以用于铁的生产。
在铁生产工艺的发展方向上,环保和可持续发展成为了主要的关注点。
随着环境污染和资源短缺的日益严重,铁生产已经朝着更环保和经济可行的方向发展。
一种主要的发展趋势是采用更加清洁的能源和生产方法。
例如,利用可再生能源和低碳技术来为铁生产提供能源。
此外,研究人员还在努力开发新的生产方法,如电解和高温合成气体反应,以减少对燃料的依赖和减少二氧化碳排放。
此外,优化生产效率也是一个重要的发展方向。
通过改进工艺流程、优化能源利用和降低废物产生,可以进一步提高生产效率并减少资源消耗。
金属回收和再利用也是铁生产工艺的另一个发展方向。
回收和再利用废旧金属可以减少对原始矿石的需求,降低对环境的影响。
综上所述,铁生产工艺经历了漫长的发展历程,并不断向更加环保、经济可行和高效率方向发展。
随着技术的不断更新和创新,铁生产工艺有望进一步完善,为社会的可持续发展做出更大的贡献。
直接还原的现状与发展

直接还原的现状与发展1概述通常钢铁企业的炼铁系统由焦化、烧结、高炉工序组成,投资大、流程长、能耗高是其通病。
特别是要用焦炭,全世界炼焦煤仅占煤总储量的10%左右,随累年高消耗已告匮缺。
据联合国环保组织调查,传统的钢铁工业是严重的污染源,所排放的有害气体(CO2、CO、NO x、SO2)造成了使全球转暖、海洋扩大的温室效应。
进入21世纪,国际上更严格的排放标准将出台,焦化的污染势必威胁高炉的生存!近年来人们致力于开发用烟煤或天然气作还原剂,不用焦炭和庞大的高炉,将铁矿石在固态还原成海绵铁(Sponge Iron),这种炼铁方法称为直接还原,所得产品称为直接还原铁DRI(Direct Reduction Iron)。
2直接还原发展概况直接还原工业化试验起始于20世纪50年代,出现了不少工艺和方法,但成功的极少,处于徘徊状态,到60年代后天然气大量开采,1968年美国法成功,直接还原才得到迅速发展。
1970年全球的产量只有80万t,到1999年,全球产量达到了3860万t,30年增长近50倍(如图1所示),这在冶金史上实属罕见。
直接还原生产海绵铁发展的客观原因有:(1)世界多数国家严重缺乏焦煤,其中不少国家有优质丰富的铁矿以及天然气和烟煤资源,它们因地制宜地借助本国资源发展直接还原工厂,如委内瑞拉、印度尼西亚、墨西哥等国有丰富天然气及优质铁矿,主要发展气基竖炉,以1995年统计为准产量达2829万tp/a,占直接还原铁总产量的92%。
而南非印度新西兰有丰富的烟煤及优质铁矿石,直接还原以煤基回转窑法为主,虽然产量仅为246万tp/a,但从近年发展趋势看,大规模的煤基回转窑法生产的直接还原厂正在纷纷建立,印度Goldstar公司建立了生产能力为22万tp/a的直接还原厂,采用Corex法:南非Iscor公司建立了生产能力为723万tp/a的直接还原厂,采用SLPRN 法;新西兰厂建立了生产能力为90万tp/a的直接还原厂,采用SLPRN法。
中国隧道窑生产直接还原铁现状及其发展

中国隧道窑生产直接还原铁现状及其发展周连海摘要:回顾世界及中国隧道窑直接还原铁的历史,分析了中国隧道窑生产直接还原铁技术优势以及以后的发展方向。
关键词:隧道窑直接还原铁现状发展方向1前言直接还原铁(英文DRI)俗称海绵铁,是将铁矿用CO或H2直接还原成固态产品。
有气孔,密度不高。
直接还原铁是废钢的替代品,炼钢中配加直接还原铁是控制有害元素的主要手段,同时也是提高钢材质量,增加钢材品种,是粉末冶金的重要原料。
鉴于直接还原铁的重要性,就世界直接还原铁(海绵铁)的生产来说,发展速度很快,。
1980年,世界直接还原铁(海绵铁)产量仅728万吨,1998年增加到3709万吨,还原铁平均年增长10.42%,2001年产量4051万吨,2002年产4300万吨,2003年达4950万吨,2004年达到5460万吨,2005年达到6000万吨,2006年达到6500万吨,2007年达到7000万吨。
2008年上半年万吨。
其中,印度为1500万吨,增长率为16.6%,委内瑞拉为869万吨,增长率为11%,伊朗为687万吨,增长率6.8%,按照生产工艺划分,米德兰法占主要地位,约占总量的62%,希尔工艺约占总量的20%,其他工艺约占18%。
按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。
目前,世界上90%以上的直接还原铁是用气基法生产出来的。
但是天然气资源有限、价高,使生产量增长不快。
用煤作还原剂在技术上也已过关,可以用块矿、球团矿或粉矿作铁原料(如竖炉、流化床、转底炉和回转窑等)。
所以发展迅猛。
我国生产直接还原铁的产量不断增长,从1997年的7万吨,到2002年产量为30万吨,2003年产量为35万吨,2004年产量为40万吨,2005年也仅为43万吨左右,2006年产量为50万吨,2007年产量为60万吨。
我国直接还原铁生产能力为80万吨/年,世界冶金行业把我国的直接还原铁(海绵铁)产量定为零。
直接还原技术现状及其在中国的进展展望

直接还原技术现状及其在中国的进展展望沈峰满,魏国,高强健,赵庆杰(东北大学钢铁冶金研究所,辽宁沈阳110819)摘要:最近几年来,全世界直接还原铁(DRI/HBI)产量和需求逐年增加,说明直接还原技术是钢铁工业不可缺少的组成部份,有助于炼铁生产摆脱焦煤资源欠缺的羁绊,降低钢铁生产能耗,提高钢铁产品质量和品质。
气基竖炉生产规模不断增大,成为要紧的生产工艺;竖炉直接还原铁热装热送技术的进展进一步降低了工序能耗。
回转窑、隧道窑等工艺在特定地域有迅速进展,但很难成为直接还原铁生产的主流。
我国具有进展直接还原生产的资源条件和技术基础,煤制气—气基竖炉技术是可能的要紧进展方向。
关键词:直接还原;煤制气—竖炉直接还原;节能减排;资源综合利用直接还原铁技术是现代钢铁工业重要工序之一,其产品—直接还原铁(DRI、HBI)是优质纯净钢生产不可欠缺的原料。
1.直接还原铁技术进展的动力近十年来,全世界直接还原铁(DRI/HBI)产量和需求逐年增加。
要紧缘故包括:(1)以非焦煤为能源。
传统的高炉炼铁以焦炭为要紧能源,世界性焦煤资源欠缺,焦炭价钱上升成为阻碍钢铁工业可持续进展的重要因素。
摆脱焦煤资源欠缺的羁绊,改善钢铁生产的能源结构,是非高炉炼铁技术进展的最重要动力。
(2)环境友好。
传统的高炉炼铁污染严峻,向环境排放污水、CO2、硫化物、氮氧化物量大,难以知足不断增加的环境爱惜的需要。
直接还原铁生产没有炼焦工序,幸免了焦化生产对环境的污染。
高炉铁水的碳接近饱和(含C~4.50%),钢材的含碳量平均0.35%,高炉铁水炼钢仅脱碳环节CO2排放量每吨钢约140~175千克。
煤基直接还原铁含碳仅0.30%,气基直接还原铁含碳通常≯1.50%,用直接还原铁炼钢吨钢仅脱碳环节可减少向大气排放CO2约100~150 千克。
直接还原铁生产环境友好,符合清洁化生产的需要。
(3)废钢——电炉短流程进展的需要。
短流程或紧凑流程(废钢——电炉炼钢流程)是钢铁工业实现清洁化生产的重要方向之一。
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直接还原铁生产技术及现状【我来说两句】2010-8-4 9:59:55 中国选矿技术网浏览80 次收藏【摘要】:直接还原铁(DRI/HBI)是电炉冶炼纯净钢最佳的残留元素的稀释剂。
直接还原是钢铁工业技术发展的重要方向,气基竖炉和煤基回转窑是成熟的直接还原工业化生产技术。
中国直接还铁的生产仍处于起步时期,2008年产量约60万t,占世界总产量不足1.0%。
直接还原铁在中国有广阔的发展前景,以国内铁矿资源为原料的氧化球团-煤制气-竖炉是中国发展直接还原铁的主要方向。
一、直接还原铁生产技术及现状直接还原是铁氧化物在不熔化、不造渣,在固态下还原为金属铁的工艺。
直接还原产品统称为直接还原铁(Direct Reduction Iron,缩写为DRI),由于DRI的结构呈海绵状,也称为“海绵铁”,为了提高产品的抗氧化能力和体积密度,DRI热态下挤压成型产品称为热压块(HBI),DRI冷态下挤压成型产品称为DRI压块。
直接还原是已实现大规模工业化生产技术,已实现工业化生产的直接还原法有数10种。
2008年世界直接还原铁(DRI/HBI)的产量约6845万t,约为世界生铁产量9.30亿t的7.23%。
直接还原铁由于产品纯净、质量稳定、冶金特性优良,成为生产优质钢、纯净钢不可缺少的原料,是世界钢铁市场最紧俏的商品之一,直接还原是世界钢铁生产的一个不可缺少的组成部分。
世界直接还原的现状可归纳为以下几个方面。
(一)产量持续增加,气基竖炉占主导地位DRI的产量持续迅速增加,见表1。
气基竖炉Midrex法及HYL法是生产规模最大的工艺方法,回转窑是煤基直接还原主要方法。
气基工艺的产量约占世界总产量的75%。
煤基直接还原约占25%。
直接还原铁各工艺产量的分布见表2。
俄罗斯、印度、中东等地近年来都有大型气基竖炉直接还原生产厂的建设计划。
拉美、北非及亚洲天然气丰富地区是直接还原铁主要产地。
印度是世界直接还原铁产能和产量最大的国家,2008年产量达到2120万t。
年2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 产量4032 4508 4945 5460 5699 5979 6722 6845年2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Midrex法66.3 66.6 64.6 64.1 61.3 59.7 59.10 58.2 HYIJ-Ⅲ17 18.4 18.4 18.919.7 18.4 16.8 14.5HYL-I 2.7 1.3 1.3 1.9Finmet 4.5 3.6 5.2 2.9 2.3 2.2 2.1 1.6 其它气基 1.0 0.2 0.4 <0.1 O.04 0.0 0.0 0.0 煤基8.4 9.8 10.2 12.1 16.5 19.7 22.6 25.7 (二)煤制气-竖炉直接还原为DRI发展开辟了新途径由Midrex公司提出,并在南非实现了工业化生产的COREX熔融还原尾气作为Midrex 还原气的工艺技术,以及墨西哥HYL 公司提出的HYL-ZR工艺直接使用焦炉煤气、合成气、煤制成气为还原气的技术,为天然气资源不足的地区,以天然气以外的能源发展气基直接还原工艺开辟了新途径。
气基竖炉生产DRI可以实现DRI热出料,DRI热装入电炉炼钢。
500~700℃的DRI热装电炉炼钢可以节约电能60~80kw·h/t(钢)。
同时,简化了DRI出炉后的处理过程,可以减少DRI在冷却、运输中的再氧化。
煤制气技术是煤化工技术中成熟的常规技术,在中国已有长期使用经验。
煤制气-坚炉直接还原技术受到中国钢铁工作者的关注,国内已有20个单位开展了以煤制气为还原气的竖炉直接还原厂的建设规划或设计。
从能耗、环境保护、生产规模、与后续工艺的衔接等诸多方面综合分析,煤制气-竖炉直接还原工艺将成为中国DRI生产的主要工艺。
(三)回转窑法技术成熟,在印度和中国得到发展回转窑法是煤基直接还原技术中最成熟、规模最大、最主要的工艺方法。
在印度、南非、中国等国家和地区得到发展。
具有关资料报道,2008年印度DRI总产量2120万t中回转窑产量约占30%,运行中的回转窑约300座。
中国天津钢管在引进DRC技术的基础上,进行了大量改造,技术上有了重大进步,最好年份产量超过设计产量20%,煤耗仅900~950kg/t(DRI),尾气预热发电进一步降低了能耗,在使用SAMARCO球团时产品ωTFe>94.0%,金属化率>93.0%,ω[S]、ω[P]<0.015%,SiO2≈1.0%,生产指标在世界同类装置中最好,但自2008年8月后因进口球团价格过高停产。
回转窑对原燃料的要求苛刻,能耗高(实物煤的消耗约950kg/t(DRI)),投资高,运行费用高,生产运行的稳定难度大,生产规模难以扩大(最大15万t/(a·座))。
因此,回转窑法在资源条件适宜地区,对中小规模DRI生产可能得到运用,但难以成为中国DRI 发展的主体工艺。
(四)隧道窑法在中国大量发展隧道窑法生产直接还原铁是最古老的炼铁方法之一,世界其他地区隧道窑法仅用于粉末冶金还原铁粉生产的一次还原工序。
除中国外,未见到有用隧道窑生产炼钢用直接还原铁的报道。
隧道窑法技术含量低,适合于小规模生产,投资小,符合民营企业投资需要,近期在中国得到大量的发展。
中国已建成或正在建设的隧道窑有200多座,设计年产能超过400万t,至今DRI隧道窑建设热潮有增无减,从多媒体检索发现有数10个单位规划建设产能5万~30万t/a的隧道窑直接还原铁厂。
隧道窑采用罐式法还原热效率低、能耗高,还原煤450~650 kg/t(DRI);加热用煤450~550kg/t(DRI);生产周期长(48~76h);污染严重(还原煤灰、废还原罐等固体废弃物多,粉尘多);产品质量不稳定;单机生产能力难以扩大等问题,不可能成为中国直接还原铁发展的主导方法。
(五)转底炉法是煤基直接还原技术开发热点日本、美国等国家开展的转底炉煤基直接还原技术(Fastmet、Inmetco、Itmk3)因采用含铁原料与还原剂混合造球,还原条件好;能源来源广泛;对原料的适应性强,在钢铁厂粉尘、复合矿利用有优势,受到人们重视。
中国从20世纪90年代开始,先后在舞阳、鞍山、河南等地建成试验装置或工业化试生产装置多座,对转底炉煤基直接还原技术进行了大量研究。
近年来,随着钢铁工业发展、环境保护的需要,含铁尘泥的处理,复合矿的综合利用,以及扩大产能的需要,转底炉工艺受到人们的关注。
四川龙蟒建成年处理钒钛磁铁矿10万t的转底炉试验装置,天津荣城钢铁公司正在建设年产80万t的转底炉,用于扩大产能。
马钢、攀钢、莱钢、沙钢、日照等多个钢铁企业都在建设转底炉还原装置,多数将在明年初投产。
国内外的研究表明,转底炉是以含碳球团或含碳压块为原料快速还原为特征的煤基直接还原装置,处理冶金厂含铁尘泥(含锌粉尘、冶炼不锈钢的粉尘)是有效的、成功的。
但作为生产炼钢用DRI,由于煤灰的掺入,产品铁品位低,含S高,难以满足炼钢生产的需要。
如采用电炉进行预熔化处理,需要消耗电能500~550kw·h/t。
如采用氧煤为能源熔化处理,工艺装备和工艺还有待开发和验证。
采用转底炉生产还原铁产品直接入高炉冶炼,当加入量较小时可提高高炉产量,降低焦比,但加入量大时对高炉冶炼过程、能耗的影响,以及经济效益的影响还有待实践的验证。
采用转底炉生产还原铁,直接入高炉冶炼扩大高炉产能的方法,在技术、能耗、经济效益等方面都存在风险,选用这种途径应持慎重的态度。
(六)流化床法的发展受挫流化床法采用粉状原料、铁矿粉单体颗粒在高温还原气流中进行还原,粉矿不必造块、还原速度快,在还原机理上是气基法中最合理的工艺方法,在直接还原开发和发展的过程倍受关注。
但生产实践中,因物料流化所需要的气体流量远大于还原所需要的气量,还原气的一次通过的利用率过低(约10%),气体循环消耗的能量高;流化床是全混床,产品的还原程度不均匀;“失流”及粘结问题一直困扰流化床生产稳定等问题至今未得到有效的解决,造成世界已建成的多个流化床直接还原装置法中只有Finmet法(委内瑞拉Matazas的Orlnoco Iron)和Circored法(特里尼达与多巴哥Point Lisas 的Cliffs&Associates)在生产,但产量仅为生产能力的50%左右。
二、中国直接还原铁发展前景直接还原是钢铁生产的短流程(紧凑流程)的基础,短流程因其不使用焦煤、能耗低、单位产能投资少、建设周期短、对环境的影响小等特点是钢铁工业发展的方向,受到钢铁界的推崇。
DRI/HBI是国际钢铁市场中最紧俏的产品之一,近年来,国际市场DRI价格不断攀升(中国进口DRI/HBI的价格最高报价达586美元/t)。
从国际市场角度,直接还原铁有着广阔的发展前景。
中国的钢铁蓄积量不足,废钢产生量远不能满足钢铁生产的需要,废钢短缺是影响中国电炉钢发展的重要因素;同时中国钢铁生产的主要能源是焦炭,世界性焦煤资源的短缺,价格飞涨严重的干扰和威胁着中国钢铁工业的可持续发展。
发展直接还原有利于改善中国钢铁生产的能源结构,摆脱焦煤资源对发展的羁绊,是减少钢铁生产对环境的不良影响的重要途径,中国DRI的市场容量估计可达到1500万~2000万t/a。
2007年中国DRI产量仅仅60多万t,占世界DRI总产量6722万t的不足1.0%。
而且,其中约40%的产品的质量达不到国家所要求直接还原铁H90的标准,ωTFe<90%,体密度<2.0kg/cm3,质量不稳定,在炼钢生产中不受欢迎,被迫以低价销售,这不仅造成DRI生产企业经济效益差,更重要的是电炉使用低质量的DRI使炼钢的能耗大幅度上升。
中国已建成DRI生产厂数10个,除喀左、天津钢管、密云、鲁中、富蕴金山5个是回转窑法外,其余的都是隧道窑法。
近年来,由于矿山生产效益好,从有益生产组织角度出发,密云、鲁中的回转窑停产。
因而,隧道窑法在中国的DRI生产中占据重要的地位。
中国国民经济发展要求单位国民经济产值的能耗要大幅下降,从保护环境的基本原则出发,隧道窑法生产炼钢用直接还原铁不符合“节能减排”的发展方向,如何解决隧道窑能耗、环保问题是隧道窑法生存和发展的重大课题。
煤制气-竖炉直接还原铁生产工艺为中国直接还原的发展提供了新的途径。
中国有丰富的煤炭资源,有成熟的煤制气技术和长期运行的经验,煤制气技术是国家推广的环保的用煤技术,煤制气-竖炉直接还原将成为中国DRI生产的主要途径。
图1为煤制气-竖炉直接还原工艺流程示意图。
近年来,中国众多的钢铁、化工工作者,对煤制气-竖炉直接还原铁生产进行了大量调查、研究工作,取得了大量的数据,为中国采用煤制气-坚炉直接还原技术奠定了良好的基础。