HIsmelt熔融还原炼铁技术的工艺煤耗及生产实践

简要介绍了HIsmelt熔融还原技术及特点,详细叙述了墨龙HIsmelt熔融还原技术工艺流程。并对HIsmelt熔融还原炉炉内不同功能区的划分以及物料在SRV炉内发生的物理化学变化进行了阐述,重点对进入SRV炉内的煤粉的作用以及流向做了分析。同时针对不同喷枪按照高度、渣层厚度以及操作压力情形下,对SRV炉二次燃烧率的影响进行了分析。最后对HIsmelt技术的生产实践进行了简要说明。     

山东墨龙HIsmelt工艺生产运行概况及主要特点

山东墨龙HIsmelt新工艺采用非焦煤粉在熔融还原炉中还原含铁原料,后经过铸造过程,最终生产出特种铸造生铁,为高端制造行业（如核电）提供原材料,该工艺是冶金领域的革命性新技术。首先介绍了山东墨龙HIsmelt铸锻工厂的概况及熔融还原炉的反应机理;其次对山东墨龙HIsmelt工艺的主要生产指标进行了分析,结果表明,山东墨龙HIsmelt工厂主要生产指标已明显优于力拓HIsmelt工厂,其所生产的特种铸造生铁磷质量分数低,基本不含硅、锰等元素,其他5种有害元素（铅、锡、砷、锑和铋）含量非常低,满足了高端制造业对铁原料的要求;最后总结了山东墨龙HIsmelt生产过程的特点,分析了在生产过程中如何通过熔融还原炉中的三大操作制度（调节喷煤量、调整含铁物料喷吹量和调整热风中的富氧量）的协同作用来调整炉内冶炼状态,并且对冶炼温度的影响和煤耗的确定进行了探讨。     

熔融还原煤气改质的数值模拟

考虑到两步法熔融还原中煤气的显热没有得到充分的利用,对煤气改质进行数值模拟研究.研究结果表明,相同的气体温度和气体流量下,碳消耗量随着填充床的高度增加(或碳基粒度的减少)而增加,水蒸气消耗量随着填充床高度的增加(或碳基粒度的减少)而减少;COREX终还原炉发生煤气改质后氧化度由0.10降至0.065,HIsmelt熔融还原炉炉顶煤气氧化度由0.625降至0.223,煤气的显热得到充分利用.     

铁浴熔融还原炉长寿化技术研发与实践

HIsmelt熔融还原工艺具有工艺流程短、原料适用性强、产品纯净度高等特点，因采用较高的二次燃烧率，使得熔渣中含有较高的FeO含量，易侵蚀炉缸耐材。结合山东墨龙HIsmelt商业化工厂的技术研发与实践，介绍了该HIsmelt工厂建设情况和熔融还原工艺特点，并重点对耐火材料研发、炉衬结构优化和冷却装置创新方面进行了分析。结果表明：采用铝铬砖提高了耐材渣线区域的抗侵蚀能力，更加适合炉内的冶炼环境；渣区冷却器的设计增强了耐材上部炉渣的冷却强度，有助于减轻炉渣对耐材的侵蚀；虹吸出铁的工艺操作，使得熔融还原炉出铁工艺更加灵活可靠。耐火材料使用寿命的提高，对于熔融还原炉长期安全、稳定和高效运行具有重要意义。     

HIsmelt熔融还原工艺的发展及展望

在我国“双碳”目标的提出下，钢铁企业的节能减排迫在眉睫，非高炉炼铁工艺因在环保与节能上具有一定优势，在近些年得到迅速发展。其中，HIsmelt熔融还原工艺是主要的非高炉炼铁工艺之一。介绍了HIsmelt工艺的发展背景，主要阐述了工艺流程、冶炼特点，以及现有工艺技术创新，同时对该工艺未来发展进行了展望。HIsmelt工艺具有原料操作灵活性高、设备投资低、铁水质量高、总能耗低等优点，我国引进工艺后在矿粉预热预还原工艺、炉缸耐材寿命、煤气利用、喷吹优化、出铁优化等方面具有突破性创新。在此基础上，提出应加强HIsmelt工艺冶炼特殊矿种的理论研究，从而实现对特殊矿种的冶炼；建议与电炉生产相结合，有望实现新的非高炉-电炉冶炼体系；提出与氢冶金技术相结合，进一步提高还原效率和降低CO₂排放，其具体操作可行性还有待进一步实验研究。     

熔融还原炼铁最新技术及工艺路线选择探讨

 熔融还原炼铁工艺是非高炉炼铁的重要工艺,也是未来炼铁工艺的重要研发方向,目前投入商业化生产的熔融还原炼铁工艺主要有COREX、FINEX、HIsmelt工艺。为了更及时地了解熔融还原炼铁工艺的最新技术动态,有针对性地选择熔融还原炼铁工艺路线,根据近年来对上述3种主要熔融还原炼铁工艺的技术追踪和研究,阐述了中国在引进、消化COREX工艺过程中,在原燃料优化、解决预还原竖炉黏结问题以及工艺控制系统优化取得的技术进步。介绍了韩国浦项公司FINEX工艺在预还原流化床大型化、降低流化床系统高度、能源高效利用等方面的最新技术成果。并对中国引进HIsmelt熔融还原炼铁工艺后,对HIsmelt工艺未来的技术发展方向提出建议和展望。最后,从原燃料条件、炼铁-炼钢工艺路线、产品质量等方面,对如何选择熔融还原炼铁工艺路线提出建议。     

HIsmelt熔融还原工艺的发展历程及改进方向

随着我国钢铁冶炼技术的不断进步,以及国家对环境治理力度的进一步严苛,绿色冶金逐渐被钢铁行业重视。介绍了HIsmelt熔融还原工艺的发展历程,并与传统高炉炼铁工艺进行了对比,认为其真正替代高炉炼铁工艺在全国范围推广还有很多亟待解决的问题。结合现阶段HIsmelt工艺在实际生产中存在炉衬寿命低、矿粉预还原度低和热能利用率低的问题,提出一些改进方向和设想。     

也谈熔融还原炼铁技术

对现有HIsmelt、COREX和FINEX熔融还原工艺及设备进行了分析研究和综合评价,指出了开发新熔融还原技术的原则,介绍了克服高炉炼铁及COREX、HIsmeh熔融还原法存在的缺点的LSM炼铁工艺,应针对目前存在的问题,开发新的熔融还原炼铁技术。     

流态化技术在熔融还原工艺中的应用

介绍了FINEX、FINMET、Circored和HIsmelt等几种典型熔融还原工艺采用流化床处理粉铁矿的技术及特点。总结了熔融还原中采用流化床处理粉铁矿应遵循的原则。参考国内外有关流化床处理粉铁矿的实践经验,提出了一种采用流化床处理粉铁矿的熔融还原炼铁新工艺流程,按照冶金功能分为4个系统:使用约800℃的还原煤气生产还原度约80%的DRI的流态化预热预还原系统;直接使用粉煤、高温高预还原度炉料、纯氧冶炼,二次燃烧率控制在20%左右的铁浴终还原系统;具有调节和变换终还原高温煤气和循环使用炉顶煤气功能的煤气改质系统;解决输出煤气利用的综合利用系统。     

非焦煤炼铁工艺及装备的未来(1)——熔融还原工艺及装备的前景研究(下)

基于HIsmelt流程革命性的理念,即使处理高磷矿所产生的铁水磷含量都很低,铁水无硅、锰,用于炼钢双转炉流程,可以省去前段的脱硅转炉,其意义非常大。但其二次燃烧得到的高温气体,以传热形式提供给熔融还原炉(SRV)下部的热能始终没有得到很好解决,期待今后稳定运行后该问题能得以解决。HIsmelt将是最可能取代高炉的革命性的工艺流程。     

我国首座HIsmelt工业装置的设计优化与技术进展

简要阐述了澳大利亚Kwinana厂HIsmelt工业装置3年多的生产实践,指出了生产过程中暴露出的一系列问题,认为HIsmelt工艺技术是可行的,但需要系统优化。结合我国首座HIsmelt工业装置的设计和建设实践,从炉缸耐材、矿粉预热、煤气净化、矿煤喷吹等方面,提出了HIsmelt工艺优化的主要技术路径。从SRV大型化、全氧冶炼、钒钛矿冶炼等方面,简要阐述了HIsmelt技术的最新进展。     

熔融还原炼铁工艺的煤气富氢改质预还原

考虑到二步法熔融还原炼铁过程中终还原煤气降温和提高预还原效率的需要,以Corex为例分析了终还原炉煤气富氢改质后用于预还原的优势,讨论了其不利因素和对策.结果表明,对终还原炉煤气进行富氢改质后用于预还原是可行的.     

钒钛磁铁矿冶炼工艺比较分析

主要介绍了4种可用于钒钛磁铁矿冶炼的工艺技术,包括传统高炉工艺、回转窑+电炉工艺、转底炉+电炉工艺以及HIsmelt熔融还原炼铁工艺,并对4种工艺技术进行了比较分析,认为HIsmelt熔融还原工艺因可以直接采用原矿、不需要造球、流程短、操作简单等优越性将会成为钒钛磁铁矿冶炼的最佳工艺技术。     

首钢国际工程公司设计国内首个HIsmelt熔融还原炼铁项目

<正>继承担山东墨龙HIsmelt熔融还原炼铁SRV炉本体设计任务后,首钢国际工程公司又于近日正式签订SRV炉本体编程调试和技术服务合同。作为HIsmelt熔融还原工艺国内唯一授权工程师,首钢国际工程公司掌握该工艺核心技术,具备独立开展工程设计的能力。HIsmelt技术是一种直接熔融还原炼铁工艺,将铁矿粉和非焦煤直接喷吹到液态铁水熔池,生产     

高铅渣直接还原炉的研发设计

概述了现有的粗铅冶炼工艺和高铅渣直接还原方法,介绍了电热焦炭直接还原炉、侧吹熔融还原炉、底吹电热熔融还原炉3种高铅渣直接还原炉的研发设计.     

对先进熔融还原工艺关键点的评价

经过15年的研究开发,有几种熔融还原工艺已到了中间设备试验阶段.对AISI(美国钢铁协会)、DIOS(铁矿直接熔融)和HIsmelt工艺的一些数据进行了对比.本文简要讨论了反应机理,评价了几个关键操作参数.AISI和HIsmelt工艺的主要区别在于装料方式的不同.HIsmelt对铁矿和煤使用深喷方法,而AISI和DIOS凭借重力给料;HIsmelt使用空气加氧气,而AISI和DIOS只使用氧气.这些区别会对还原、炉子粉尘产生和二次燃烧产生影响.这三种工艺的还原速率相当,但是对于HIsmelt,当喷吹的矿粉通过铁碳熔体时也产生一些还原.在HIsmelt中,当使用高挥发分煤时,由于其挥发分的有效燃烧,产生的粉尘量和粉尘中的碳含量都很低.这也是其达到较高二次燃烧率的原因之一.在这三种工艺中,硫和磷在渣铁之间都达到了平衡.而HIsmelt工艺因为其在较低温度下操作且温度分布更均匀,所以其达到了较高的硫磷分配比(即铁水中含量较低).     

熔融还原炼铁技术进展及在华东地区的展望

对目前世界熔融还原炼铁技术进展进行了分析，针对华东地区的特殊性提出建立熔融还原炉的设想。     

熔融还原法预还原炉煤气需要量的探讨

煤气在预还原炉内有三种职能，即还原剂作用、热载体作用和流化介质作用。本文推导出“煤气作还原剂时，计算煤（需要量的公式”和“煤气作热载体时，计算煤气需要量的公式”；计算和分析了铁矿石在竖炉内和在流化床内还原时上述三种职能的煤气需要量和相应的煤耗及氧耗；讨论了“煤气循环利用”对熔融还源法的意义。     

12对棒多晶硅还原炉传热的数值模拟研究

对添加内衬的新型多晶硅还原炉内的传热过程进行数值模拟,分析了12对棒还原炉中内衬热导率、辐射率对多晶硅还原炉能耗及内衬表面温度的影响。结果表明:西门子还原炉的能耗随着内衬热导率、内衬发射率的增大而增大;内衬热导率的增加可降低内衬表面温度,而内衬辐射率的增大会导致内衬表面温度的增大;随着硅棒半径增大,外环硅棒的能量耗散量一直升高,内环硅棒的能量耗散量先升高后降低,西门子还原炉的总能耗先增大后减小;并且外环硅棒的能量耗散量比内环上的硅棒能量耗散量大。     

HIsmelt熔融还原炼铁技术考察与分析

结合对HIsmelt示范工厂的实地考察,重点对HIsmelt示范工厂的工艺流程、设备状态和生产调试情况进行了阐述,认为HIsmelt工艺是钢铁冶金行业中各种成熟技术的新组合,和当前的耐火材料技术、喷吹技术、煤气热回收和净化技术以及其他的冶金技术的发展是相辅相成的,是有实用价值的新炼铁技术.