新铁源工艺的开发

1前言 本公司根据Midrex法给国营的米塔尔制铁所（1978年开始生产）制作直接还原铁设备起，就开始了还原铁成套设备的业务。该方法使用改质天然气得到的CO和H2，还原竖炉内的氧化铁球团和块状铁矿石来生产还原铁（DRI）。现在世界直接还原铁量的64％是用该方法生产的（图1）。本公司在1983年收购了Midrex公司，强化了还原铁设备的销售力。之后进行了以煤替代天然气生产还原铁工艺的开发。现在本公司成套设备的销售和新还原铁工艺的开发在世界上属领先地位。     

直接还原炼铁工艺技术综述

直接还原是一种采用天然气、煤气、非焦煤粉作燃料和还原剂，使用球团矿、块矿、粉矿在固态下直接还原生产固体直接还原铁（DRI／HBI）的炼铁工艺技术。全面介绍了各种典型直接还原工艺的原理、特点与缺陷及工业化进展情况，分析了世界直接还原工艺技术发展的动因、现状与趋势。     

煤气化竖炉生产直接还原铁在节能减排与低碳上的优势

非炼焦粉煤高压纯氧气化,并用CO_2为粉煤输送载体生产冶金还原气,再用竖炉生产直接还原铁的生产流程,在中国还原气的制造成本己低于天然气转化,可能是我国将来大规模生产直接还原铁主体流程。当部份竖煤气脱碳分离,脱碳气竖炉回用,CO_2用于气化炉,直接还原铁计算能耗444.69 kgce/t_(DRI)。SO_2、灰尘、NO_x以及水体有机物污染极少。对150万t/a直接还原铁厂能有效回用CO_2达28.47万t/a。     

世界上第一座煤制气大型直接还原竖炉投产

世界上第一座以 COREX炼铁炉输出的煤气作还原剂的大型竖炉直接还原设备于 1 999年 6月 1 3日在南非萨丹那投入生产 ,用 4 0 %的精块矿和 6 0 ?RD球团 ,达到了每小时生产 DRI80 t,金属化率大于93%的能力 ,所生产的直接还原铁与 COREX铁水一起供该厂电炉炼钢使用。该 COREX生产的煤气94 %用于生产直接还原铁 ,其余用于钢厂内生产用热源。本项目的投产具有划时代的意义 ,使直接还原竖炉不再以完全依赖天然气 ,可以使用含 H2 低于 2 5%的煤制气生产海绵铁。世界上第一座煤制气大型直接还原竖炉投产@钱启文…     

走向商业化生产的直接还原炼铁新工艺

一、概述直接还原炼铁是一种不熔化即将铁矿石中氧化铁还原成金属的生产工艺。１８世纪末提出了直接还原法的设想，２０世纪６０年代开始得到发展，有多种工艺进行商业化生产，其中采用最普遍的是以天然气为还原剂的MIDREX及HYL法以及以煤为还原剂的回转窑法等。随着世界钢产量增长，电炉钢比扩大，对直接还原铁的需求也日益增多，除了数量上原因外，部分采用直接还原铁为原料，可以减少废钢中有害杂质对钢质量的负面影响。１９８０年全世界直接还原铁（DRI）产量为７１３万t，占世界生铁产量１．４％，２０００年世界DRI产量４６２０…     

直接还原铁在空气中氧化的特点

工业上，直接还原铁是铁矿石用天然气直接还原的产品。直接还原铁一般在300cI=以上的温度下于空气中氧化后自发燃烧。为了弄清氧化机理，一些研究人员使用了不同的铁样品和方法，以确定直接还原铁的氧化行为。他们将不同尺寸、不同温度的赤铁矿球团与H2／CO混合物等温还原，研究直接还原铁在大气下的氧化特点。     

直接还原铁在空气中氧化的特点

工业上，直接还原铁是铁矿石用天然气直接还原的产品。直接还原铁一般在300℃以上的温度下于空气中氧化后自发燃烧。为了弄清氧化机理，一些研究人员使用了不同的铁样品和方法，以确定直接还原铁的氧化行为。他们将不同尺寸、不同温度的赤铁矿球团与H2／CO混合物等温还原，研究直接还原铁在大气下的氧化特点。     

大型隧道窑直接还原工艺工业规模化实践

为提高直接还原铁煤基隧道窑还原工艺的工业规模化程度，达到单线产能1O万～2O万吨DRI的目的，采用大型煤气隧道窑作为主体设备，与自动装卸设备等工艺设备组成机械化自动化DRI成套生产线，已经成功投产，一举改变了传统煤基隧道窑在直接还原铁领域产能低、劳动强度大、环境污染大的落后地位，对今后进一步提高直接还原铁煤基隧道窑还原工艺的工业规模化进程，达到单线产能50万～100万吨DRI的目标奠定了发展基础。     

气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望

 阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状,分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点,对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效开采和加压煤制气工艺投资、运行成本的显著降低,将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力,同时利用钢铁企业过剩的煤气资源和中国局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁,是今后中国气基竖炉直接还原技术发展的重要方向。参照唐山地区的原料和能源价格,对年产量为80万t/a的直接还原铁装置的生产成本和技术经济可行性进行了分析,分析结果表明：原燃料价格波动对DRI成本影响显著,其中还原气成本约占DRI生产成本的10%~25%;若按DRI替代转炉废钢计算效益,要求天然气价格低于1.8元/m3。     

联合钢厂采用无碳排放的ENERGIRON直接还原方案减少温室气体的排放

在基于高炉冶炼的联合企业中,始终有一些过剩的焦炉煤气、转炉煤气和高炉炉顶煤气,通常这些煤气用于电厂发电。另一种替代方法是使用这些现有的能源气体生产直接还原铁(DRI),将其作为金属化炉料加入高炉,提高粗钢产量,以减少化石燃料单耗。优化利用主要的化石燃料可以显著降低吨钢CO2排放量。采用传统的BF-BOF流程,即使在优化工艺流程的基础上,吨钢CO2排放量也有1.7～1.8t左右。而用产自天然气、焦炉煤气和高炉炉顶煤气的DRI作为金属化炉料加入高炉或电炉,却可显著降低CO2排放量。     

会议报道

1996年5月29日～6月2日,中国金属学会炼铁学会非高炉炼铁委员会和冶金部直接还原中心在河南省登封市主持召开了全国直接还原技术交流会。到会代表189人。 自1992年全国回转窑直接还原技术交流会以来,我国直接还原技术发展迅速,直接还原铁(DRI)工业生产实现了零的突破,继喀佐和登封两套回转窑投产以后,又有几种直接还原铁生产工艺进入了半工业性试生产阶段,传统的隧道窑粉末冶金工艺也在开拓产     

全国直接还原铁电炉炼钢应用技术研讨会在南京召开

1996年11月21～23日,由中国金属学会、冶金部直接还原中心等组织的直接还原铁电炉炼钢应用技术研讨会在南京召开。来自科研院所、直接还原铁生产厂家和电炉炼钢厂等51个单位的代表共91人参加了大会XO 这次会议是在1996年5月全国直接还原技术交流会的基础上将直接还原铁(DRI)生产与使用结合起来的研讨会。在会上科研院所的代表就国外直接还原新技术新工艺、     

蓄热式煤基转底炉-电炉炼钢工艺

介绍了蓄热式煤基转底炉-电炉炼钢工艺特点和工艺流程。采用低热值煤气铁精矿、优质的还原煤,经转底炉还原后生产的直接还原铁(DRI),可以直接热装进入电炉,生产出合格的钢水。     

八钢发展煤制气直接还原工艺的可行性探讨

介绍了近年国内外直接还原铁生产概况,分析了不同直接还原工艺的状况,指出了发展煤制气直接还原铁(DRI)技术的可行性,并评述了其最新发展趋势,结合国内情况提出了一些建议。     

磁铁矿氧化球团富氢气基直接还原的特性研究

以DRI为原料的电炉炼钢短流程是冶炼优质钢和特种钢的重要工艺.为制备优质DRI,本文首先以某全铁品位高达71.68％的国产M矿为含铁原料制备了MR=0.09、MR=0.4球团,然后参考HYL法气基直接还原标准,将球团在富氢(H2/CO=2.6)条件下进行气基直接还原,系统研究了该球团矿的RI、RSI、还原后CCS和物相...     

电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术

中国电炉炼钢的铁源原料由废钢铁料、生铁块、热铁水、直接还原铁等组成。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。     

CO及CO-H_2气体还原铁氧化物反应表观活化能的评估

搜集并评估了用CO及COH2气体还原铁的各类氧化物的反应表观活化能。分析了反应动力学条件与机理和表观活化能的关系。得出:在气体内扩散、界面化学反应及固态铁离子扩散控速条件下,反应3CO(G) Fe2O3(S)→2Fe(S) 3CO2(G)的表观活化能分别为8.0～28.0kJmol,50.0～75.0kJmol及≥90.0kJmol,两个环节混合控速时的表观活化能则处于这两个环节分别控速时的表观活化能之间。界面化学反应控速时,用CO将Fe2O3还原为Fe3O4的表观活化能处于同一机理条件下将Fe2O3还原为Fe的表观活化能范围内;用COH2气体还原铁氧化物过程的表观活化能处于相应条件下,分别以CO,H2还原铁氧化物的表观活化能之间。     

直接还原的现状与发展

简述世界直接还原工艺的发展、现状及动向，并侧重介绍我国的有关情况。对近几年国内外直接还原铁（DRI）的生产和市场前景进行了分析。     

物性参数对氢冶金流程能耗及碳排放的影响

计算了在把H2和CO混合气体作为还原气的氢冶金过程中还原出1t直接还原铁的需气量、碳排放量及还原气可回收率,分析它们受还原气温度及H2体积分数的影响,同时分析了直接还原铁中铁质量分数对需气量的影响.计算结果表明:在H2和C0混合还原气氛下,当还原气温度为1300℃,H2体积分数为26％时,需气量最小,为826 m3/t...     

转底炉处理赤泥工艺技术

为了综合利用氧化铝冶炼产生的赤泥,探索在转底炉中直接还原赤泥、磨矿磁选获得高品位直接还原铁。通过实验室试验摸索了转底炉还原工艺参数,并在转底炉工业试验线进行了工业试验。实验室结果表明,赤泥还原后的直接还原铁(DRI)金属化率可达88.6%,磁选后的铁品位可达82.1%,磁选后的铁回收率可达88.9%。工业试验中,转底炉还原后,产品金属化率平均为69.2%,将还原后的DRI磁选获得高品位的DRI产品,磁选后DRI的铁品位为72.8%,磁选后铁回收率达到了85.2%,初步打通了在转底炉中还原赤泥、磁选的工艺路径。