直接還原煉鐵法的能耗與環(huán)境

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1、直接還原煉鐵法的能耗與環(huán)境【保護(hù)視力色】【打印】　【進(jìn)入論壇】　【評論】【字號大中小】　2007-02-1309-30　　近年，世界粗鋼產(chǎn)量隨著亞洲的經(jīng)濟(jì)成長而持續(xù)增加?，F(xiàn)代煉鐵法的主流是高爐法，但高爐法為了提高其效率而必須大型化，并且需要環(huán)境負(fù)荷大的燒結(jié)設(shè)備和煉焦?fàn)t。作為替代高爐法的煉鐵法，有MIDREX法所代表的氣基還原鐵冶煉法，但氣基還原鐵冶煉法需要大量的天然氣，所以地區(qū)選定受到限制。在上述背景下，對于今后的煉鐵法而言，如下的期待正在日益高漲：1)降低能耗與環(huán)境負(fù)荷；2)減少投資費(fèi)用與運(yùn)行成本；3)適應(yīng)寬泛的原料與能源。為了

2、回應(yīng)這樣的期待，神戶制鋼與Midrex技術(shù)公司共同開發(fā)了3種煤基直接還原煉鐵法———FASTMET、FASTMELT和ITmk3。這些方法可以用世界各地富存的鐵礦粉和煤炭生產(chǎn)高質(zhì)量的鐵源，例如DRI(直接還原鐵)、鐵水和粒鐵。它們的能耗與環(huán)境負(fù)荷與當(dāng)今普遍使用的大容量高爐法不相上下?！　∶夯€原冶煉法　　1煤基還原鐵冶煉法的定位　　作為煤基還原鐵冶煉法的FASTMET、FASTMELT、ITmk3是使用世界上較為大量存在的粉礦石和煤炭的方法。　　2工藝流程　　鐵礦石和作為還原劑的煤炭預(yù)先混合，并被成型為球團(tuán)或壓塊狀的團(tuán)塊化混合物。

3、這種團(tuán)塊化混合物供給RHF(轉(zhuǎn)底爐)，在RHF內(nèi)被還原。團(tuán)塊化混合物在RHF的爐床上鋪一層或兩層予以加熱。在FASTMET、FASTMELT法中，爐內(nèi)加熱到1250～1350℃，以直接還原鐵的形式排至爐外，而在ITmk3法中則加熱到1450℃，在爐內(nèi)還原、熔融而以粒珠的形式排至爐外。　　對FASTMET法來講，可以做成高溫還原鐵和經(jīng)冷卻做成低溫還原鐵，或者以HBI(熱壓團(tuán)塊鐵)的形式來利用制品還原鐵。FASTMELT法是將還原鐵熔煉爐組合到FASTMET法中的方法，把RHF排出的高溫的鐵裝入還原鐵熔煉爐，邊利用其顯熱邊冶煉生產(chǎn)生鐵

4、?！　Tmk3法則在RHF內(nèi)生產(chǎn)與爐渣分離的粒鐵，與爐渣一起排出的粒鐵，用磁選機(jī)等分選機(jī)選出粒鐵。　　3煤基還原鐵冶煉法　　首先對FASTMET法中RHF內(nèi)部的反應(yīng)行為加以說明，含有煤料的球團(tuán)和壓塊的團(tuán)塊化混合物被爐內(nèi)的輻射熱急激加熱，氧化鐵被碳還原而成為金屬鐵。團(tuán)塊化混合物發(fā)生的CO在RHF內(nèi)燃燒，被用作主要熱源。還輔助性地供給燃料，燃料是大約相應(yīng)于RHF內(nèi)需要的總熱量的15％～20％?？梢允褂靡簯B(tài)天然氣(LNG)、液化石油氣(LPG)、焦?fàn)t煤氣(COG)、重油等種類廣泛的燃料?！　×硗猓現(xiàn)ASTMET法中由團(tuán)塊化混合物產(chǎn)生的

5、CO可在RHF內(nèi)基本完全燃燒，所以碳的利用率高，能夠減少能耗和CO2發(fā)生量。RHF內(nèi)的還原過程時間很短，僅僅6～12min，設(shè)備的起動與停止、產(chǎn)量的調(diào)整都可比較簡單地進(jìn)行。　　FASTMELT法則是把由RHF生產(chǎn)的還原鐵照原樣裝入熔煉爐的方法。與熔融還原煉鐵法不同，它是將固體還原進(jìn)行到最大限度的還原鐵裝入熔煉爐，可把熔融下的工程負(fù)荷控制到最小限度?！　≡贗Tmk3法中，團(tuán)塊化混合物在RHF內(nèi)被加熱到1450℃。與FASTMET一樣，被還原的團(tuán)塊在RHF內(nèi)進(jìn)一步熔融與內(nèi)聚，渣與鐵分離。在將球團(tuán)裝入爐內(nèi)3min后，球團(tuán)處于還原過程，在

6、中心部還殘留有未還原部分；到5min后，一部分開始熔融；到6min后，大部分熔融；9min后，熔融了的鐵完全從渣中分離?！　≡虾椭破贰　”?和表2列出了確認(rèn)可以用于FASTMET、FASTMELT、ITmk3中的礦石與煤炭的品質(zhì)。???　　表1??FASTMET法和FASTMELT法可以使用的礦石與煤炭的品質(zhì)　　————————————————　　礦石???????TFe????????＞60％　　————————————————　　煤炭???????揮發(fā)分?????＜42％　　???????????固定碳?????＞50％　　

7、???????????灰分???????＜16％　　————————————————　　表2??ITmk3法可以使用的礦石和煤炭　　—————————————————　　礦石???????TFe????????＞65％　　—————————————————　　煤炭???????揮發(fā)分?????＜30％　　???????????固定碳?????＞55％　　???????????灰分???????＜15％　　—————————————————　　確認(rèn)了種類如此寬泛的礦石和煤炭都可以使用。這些煤基還原鐵冶煉法有以下特征：1)可以把普通煤

8、作為還原劑使用；2)不需要燒結(jié)和球團(tuán)設(shè)備，可以直接使用粉礦；3)可以把煉鐵粉塵和煉鋼粉塵作為原料，并把焦炭粉等作為還原劑使用?！　”?和表4列出了FASTMELT生鐵和ITmk3粒鐵的品質(zhì)。ITmk3生產(chǎn)的粒鐵幾乎不含渣分而含有適當(dāng)?shù)奶?，所以作為鐵