PF法竖炉煤基直接还原工艺试验成功

北京冶金设备研究院ＰＦ竖炉煤基直接还原工艺在山西朔州三元碳素公司进行的半工业试验，近日成功。ＰＦ法在工艺上参考意大利达涅利和瑞士某公司７０年代初联合开发的ＫＭ法。这种工艺的还原炉不同于炉内直接加热的高炉和回转窑，也不同于炉料在反应罐内固定不动、罐外加热的Ｈｏｇａｎａｓ法，而是既能保持罐内还原气氛，又能连续生产的移动床，可以说是一种内外混合加热的竖炉，或连续生产的反应罐。它比普通内热炉窑在气氛方面更适合直接还原铁生成。又比ＩＩｏｇａｎａｓ法生产率高、能耗低、便于实现机械自动化和大规模生产。在炉体结…     

氢基竖炉直接还原技术研究现状及展望

概述了国内外氢基竖炉直接还原工艺的发展现状,总结分析了在我国资源及能源条件下气基竖炉直接还原技术发展需要解决的关键问题,包含氢基竖炉专用氧化球团制备技术、氢基竖炉高效直接还原技术、绿色高效制氢技术。基于钢铁生产全流程考虑矿粉磨选工艺的投入,生产全铁品位高于65%,S、P含量低的纯铁精粉球团,可解决我国直接还原铁优质原料缺少的技术难题;或在氢基竖炉炉料中加入块矿、高炉用球团矿,是直接还原技术发展的方向;在高温还原气制备过程中,积碳导致堵塞设备、管道和阀门等风险,需密切关注;绿色高效制氢技术中,风电制氢技术(PEM)成本将会大幅下降,具有明显市场竞争优势。大幅度降低绿氢的制备成本,将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力,利用过剩的焦炉煤气、石化行业副产氢气资源和局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁,为实现气基竖炉向全氢还原过渡提供重要支撑。     

低碳炼铁技术研究现状及展望

简述了国内外高炉低碳冶炼的最新进展,结合我国国情以及发达国家钢铁工业发展经验,提出我国钢铁工业的发展方向之一应为焦炉煤气深度净化与重整-竖炉氢基还原-直接还原铁电炉冶炼的新工艺.相较传统铁前-转炉长流程工艺,焦炉煤气深度净化与重整-竖炉氢基还原-直接还原铁电炉冶炼流程可实现CO2减排56.7％.     

现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向

 对现有主要炼铁工艺的优缺点和研发的方向做了简要评述。讨论了中国炼铁工艺的差距和努力方向。在今后相当长时期内大型高炉流程仍将是主要产铁设备,高炉流程优化的目标是用足设计炉顶压力,进一步降低能耗,应通过开发以煤代焦的新技术,将大型高炉的入炉焦比降低到200 kg/t以下,节省焦炭等优质资源、改善环保。降低铁水成本,减少污染物排放量,实现炼焦厂、烧结厂的清洁生产,建设生态型钢铁企业。直接还原炼铁工艺的研发方向是加强研究粉煤加压气化生产合成煤气及利用炼钢炼焦剩余煤气,用于大中型直接还原竖炉或流化床生产优质直接还原铁。完善改进引进的COREX 3000工艺,开发使用粉矿、粉煤的技术设备,开展创新非高炉炼铁技术,形成有中国特色的熔融还原工艺。     

钢铁工艺流程概述及发展方向初探(上篇)

概述了高炉—转炉传统流程和近年来国内外非高炉—电炉短流程的科研、技术开发及工业生产应用状况,对比了两种钢铁流程在过程优化、能源环保、指标提升方面的差异。重点概述了Corex工艺和气基竖炉直接还原两种非高炉炼铁工艺,一定程度上为钢铁企业即将或正在实施钢铁新流程在方向选择、技术选择上提供了较为全面的借鉴。     

试论竖炉直接还原的发展及应取的方针

竖炉直接还原作为现代非高炉炼铁法的主流,一度有过迅速的发展,但近年来因受能源、废钢形势等诸多因素的影响而渐趋低潮.严峻的现实迫使竖炉还原寻求新的发展方向.一些与能源结构、经济形势相适应的竖炉还原新工艺正脱颖而出,展示了“柳暗花明又一村”的发展前景.在这种形势下怎样确立我国在发展竖炉还原方面的方针,是一个值得认真讨论的问题. 一、国外竖炉直接还原及其发     

气基竖炉直接还原炼铁流程重构优化

直接还原铁比较纯净、成分稳定,是电炉炼钢的优质原料。中国焦化行业产生大量焦炉煤气,适宜发展以焦炉煤气为还原气的竖炉直接还原炼铁流程,现有工艺主要有Midrex工艺和HYL-ZR工艺。为了解决Midrex工艺和HYL-ZR工艺所存在的问题,通过流程功能分析,提出气基竖炉直接还原重构优化流程,主要工序包括焦炉煤气压缩、TSA预处理、PSA脱碳、PSA提纯CH₄、富氢气加热、竖炉直接还原炼铁等。该流程不仅净化焦炉煤气,而且可分离CH₄,使还原气中H₂与CO的比例达到8,并省去CH₄重整环节,提高炉内直接还原效率。该流程前端与焦化工序连接,后端与电弧炉连接,不仅有利于钢铁联合企业资源优化配置,而且可以生产天然气,提高能源利用效率。     

非高炉炼铁现状及中国钢铁工艺发展方向

概述了我国炼铁工艺现状以及非高炉炼铁工艺最新进展,结合我国国情以及发达国家钢铁工业发展经验,提出我国钢铁工业的发展方向应为DRI(废钢)-电炉短流程。相比传统高炉-转炉流程,DRI-电炉短流程可实现节能50%、减少污染物排放量70%以上。同时,基于煤制气工艺的合理选择与评价,对天然气竖炉和煤制气-竖炉的技术经济性进行了对比分析,发现煤气成本(设备折旧15年)约为0.5元/m~3时,流化床法煤制气-气基竖炉即可与天然气成本2元/m~3的天然气竖炉竞争。在对我国非高炉炼铁现状的研究基础上,简要叙述了东北大学煤制气-气基竖炉中试工程相关进展。     

煤制气直接还原铁两段串联流程估算

为了降低直接还原铁能耗,根据试验数据研究了煤制气直接还原铁两段串联流程。串联流程中第一段竖炉用煤制气粗煤气余热和含碳球团冶炼直接还原铁,含碳球团以焦粉、半焦粉或无烟煤粉为还原剂,铁精矿、无机黏结剂混合后加压制作,电炉熔化直接还原、脱硫和生产水渣。串联流程中第二段竖炉以第一段净化后的炉顶煤气为第二段直接还原铁还原气,以氧化球团为原料。结果表明,煤制气直接还原铁两段串联流程估算能耗为394.8kg/t;与铁水比可比能耗为487.8kg/t,比高炉低41.2kg/t,生产过程中产生的污染物和温室气体排放低于高炉,接近天然气直接还原铁。     

气基竖炉直接还原球团技术的发展

论述了球团矿质量对气基竖炉直接还原生产和DRI质量的影响以及DRI质量对炼钢生产的影响.介绍了提高气基竖炉直接还原工艺用球团矿质量的技术,包括降低Si02含量、降低粘结趋势、提高还原性和提高大粒度(12.5～16.0 mm)球团比率等措施及其发展.指出若把低TFe、高脉石含量的高炉用球团矿直接用于气基直接还原竖炉,至少应该采用球团涂层技术;如果球团矿脉石含量较高,需要借助工业试验进行综合分析以确定其经济性.     

未来高炉炼铁工艺之管见

相对于直接还原和熔融还原工艺,高炉工艺生产规模大,且与转炉结合的高炉-转炉流程净能耗最低,成本最具竞争力,仍是最适应可预见未来的炼铁生产工艺。但未来高炉炼铁生产规模将受制于炼钢的废钢使用量,由此将导致我国未来高炉炼铁生产可能出现下降趋势。认为高炉炼铁工艺不断的流程改进和工序完善,加之持续的革新探索,包括高炉吃废钢、流程优化、操作控制改进、原燃料优化等,将使高炉炼铁工艺长久保持其强大的生命力和竞争力。     

煤基直接还原铁技术工艺分析

分析煤基直接还原铁工艺中隧道窑工艺和转底炉工艺的流程、特点,介绍自助研发的新型铁矿粉预热还原工艺。表明"煤制气—竖炉"工艺将是我国生产直接还原铁的优先选择途径。     

我国氢冶金发展现状及未来趋势

高炉富氢冶炼和富氢气基竖炉是我国氢冶金发展的两大主要方向。高炉富氢冶炼以喷吹焦炉煤气最为典型,与未喷吹焦炉煤气相比,喷吹50 m~3/t HM焦炉煤气,炉料还原速度加快,焦比降低14.43%,碳排放减少8.61%。年产1万t DRI煤制气-气基竖炉直接还原中试基地正在建设,该流程吨钢总能耗为263.67 kgce,吨钢CO_2排放量为829.89 kg,优于传统高炉-转炉流程。综合考虑目前制氢和储氢装备与技术尚待完善、氢气还原吸热降低炉温、氢气比重低、制氢成本高等,我国原燃料条件下更适宜发展富氢气基竖炉,大规模产业化经济制氢与储氢将推动全氢竖炉的进一步发展。     

现代炼铁技术进展

评述了国际上发展较快的几种主要非高炉炼铁工艺流程.COREX、FINEX和HISMELT等熔融还原流程可以避免炼焦工艺引发的环境污染.成熟的竖炉气基还原工艺是COREX流程工业化的重要保障,粉体流化床由于粘结等问题尚未完全解决和铁浴炉二次燃烧与炉衬侵蚀之间的固有矛盾注定了FINEX和HISMELT实现的难度远高于COREX流程.气基还原流程(MIDREX、HYL-Ⅲ、FINMET)目前都要使用天然气资源,很难在我国得到发展.转底炉可使用低强度的含碳球团,给煤基直接还原流程注入新的活力,但其能耗高、生产效率低、产品质量差将会制约它的发展.我国自主研发的炼铁新工艺,即低温快速还原工艺,目前仍处于研究开发阶段,它能够实现低温快速还原反应,是一种能耗低、污染少、资源利用率高的新型绿色冶金工艺流程,具有良好的发展前景.     

煤制气生产直接还原铁的联合工艺方案

 在分析比较了几种主要煤制气和直接还原工艺的基础上,结合中国的资源特点,提出了180万t/a规模壳牌煤气化与HYL/Energiron竖炉生产直接还原铁的联合工艺流程,并对联合工艺的主要参数进行了计算。结果表明：联合流程在能耗及环保指标上与传统高炉相比具有一定先进性。并对国内不同地区和原料条件下的生产技术经济指标进行了对比,为煤制气生产直接还原铁的工程化提供方案参考。     

冶金专利信息

电炉直接冶炼熔融高炉富锰渣的装置和工艺;高炉冷却壁的消失模铸造工艺;焦炭钝化剂及其制备方法;铁水预处理镁脱硫方法及使用的粉剂;管式炉-竖炉双联煤基熔融还原炼铁法     

非高炉炼铁工艺现状及未来适应性分析

在国家产业升级、节能减排的大背景下,钢铁节能减排、清洁生产、最大限度地减少烧结和焦化工序的SO_2、NO_X、CO_2和烟粉尘排放、构筑绿色产业体系,是我国钢铁企业转型升级的主要目标。非高炉炼铁工艺对炼铁工序的节能减排、实现生产过程环境友好、降低炼铁对主焦煤的依赖具有得天独厚的优势。本文通过分析非高炉炼铁主流工艺的现状,阐明了各个工艺在中国的未来适应性。随着铁矿精选技术、煤制气技术的成熟,及气基竖炉生产规模的大型化,煤制气-竖炉将成为我国主要的直接还原生产工艺。Corex工艺在特定的资源条件下,在成本、能耗和环境上的竞争力将可能超过高炉。     

气基竖炉直接还原炼铁技术的发展

在分析国内外直接还原铁市场的基础上,探讨了气基竖炉直接还原炼铁技术发展的市场空间。在中国钢铁行业结构调整过程中,气基竖炉技术由于具有节能环保和产品优质的优势,将会成为我国非高炉炼铁发展最重要的方向。从原料、产品、工艺特性、机械设备等方面对MIDREX和Energiron 2种气基竖炉工艺进行了综合比较,探讨了其各自的优缺点。随着技术进步以及全球经济、资源、能源条件的变化,气基竖炉技术正朝着设备大型化、气源多样化、矿源扩大化的方向发展。     

Corex定义的探讨

周传典同志以实事求是的科学态度,倡导讨论Corex是不是熔融还原的问题,很有意义,我愿首先响应。我认为应从Corex过程的实质和特点分析起。 Corex法可以认为是“先还原后熔化”的典型工艺,属非高炉炼铁范畴。它的第一步是竖炉(不同于一般竖炉)直接还原得金属化率在93％以上的海绵铁(这无疑可直接作为电     

COREX炼铁原理及主要工艺浅析

COREX工艺流程是奥钢联开发的一种两步法熔融还原工艺,是目前唯一一种实现了工业化生产的熔融还原工艺。同高炉流程相比COREX流程可以利用非焦煤直接生产铁水,同时可以使用天然块矿和球团矿进行生产,充分利用的资源丰富,对冶金工业的可持续发展具有重要意义。