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1、第3期礦產(chǎn)綜合利用No．32014年6月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesJun．2014非高爐冶煉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望何桂珍，都興紅，曲赫威，張正，婁太平(東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110189)摘要：非高爐冶煉技術(shù)是鋼鐵工業(yè)發(fā)展的前沿技術(shù)之一。目前直接還原已成為世界煉鐵工業(yè)不可或缺的組成部分，熔融還原實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的環(huán)境優(yōu)越性也已經(jīng)得以公認(rèn)。本文綜述了近幾年國(guó)內(nèi)非高爐冶煉技術(shù)的現(xiàn)狀，尤其對(duì)該工藝在釩鈦磁鐵礦冶煉過(guò)程中的研發(fā)狀況進(jìn)行了分析，評(píng)價(jià)了非高爐冶煉技術(shù)在釩鈦磁鐵礦綜合利用中
2、的前景。關(guān)鍵詞：非高爐煉鐵；直接還原；熔融還原；釩鈦磁鐵礦doi：10．3969／j．issn．2014．1000-6532．03．001中圖分類號(hào)：TD989；TF55文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1000—6532(2014)03—0001—07我國(guó)的釩鈦磁鐵礦的加工利用，大多采用傳統(tǒng)燃料為能源和還原劑，在鐵礦石軟化溫度以下，不熔的燒結(jié)一高爐一轉(zhuǎn)爐流程，主要用于V和Fe的回收?；磳⒌V石中的氧化鐵還原獲得固態(tài)直接還原鐵隨著焦炭資源的日漸枯竭，高爐生產(chǎn)也面臨著危機(jī)，(DRI、HBI、HDRI)的生產(chǎn)工藝。按還原劑可分為氣因此非高爐冶煉技術(shù)的
3、發(fā)展已經(jīng)迫在眉睫。非高爐體還原劑法和固體還原劑法，按爐型可分為豎爐法、煉鐵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于擺脫了焦煤資源短缺對(duì)鋼鐵工固定床法、回轉(zhuǎn)窯法和流態(tài)化床法四種。熔融還原業(yè)發(fā)展的羈絆、適應(yīng)Et益提高的環(huán)境保護(hù)要求、降低是指非高爐煉鐵方法中采用焦煤冶煉液態(tài)熱鐵水的鋼鐵生產(chǎn)能耗、改善鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和提高質(zhì)量和品一種工藝過(guò)程，普遍采用兩步法：即將整個(gè)熔煉過(guò)程質(zhì)、解決了廢鋼短缺及質(zhì)量不斷惡化的問題并實(shí)現(xiàn)分為固態(tài)預(yù)還原和熔態(tài)終還原兩步，分別在兩個(gè)反了資源的綜合利用。按其產(chǎn)品形態(tài)，非高爐煉鐵可應(yīng)器內(nèi)完成。分為直接還原和熔融還原兩部分。其中直接還原的1．1直接還原
4、煉鐵工藝重要特點(diǎn)是還原過(guò)程相對(duì)容易控制，可用來(lái)有選擇近年來(lái)涌現(xiàn)出幾種具有代表性的直接還原工性地還原礦石中的某些元素，從而使另一些元素繼藝，如氣基豎爐、流化床裝置、煤基轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯、續(xù)保持氧化狀態(tài)。這一特點(diǎn)非常適用于鐵品位偏低隧道窯工藝，流化床工藝，可省去焦炭，直接利用粉且伴生、共生元素較多的多元共生礦，而釩鈦磁鐵礦礦，傳質(zhì)和傳熱的效率高，但是流化床在工業(yè)應(yīng)用方正是典型的多元共生礦，所以將直接還原法應(yīng)用于面仍然受到粘結(jié)失流問題的限制，繼續(xù)化生產(chǎn)尚無(wú)釩鈦磁鐵礦，不僅有利于鐵、釩和鈦的資源綜合回收法實(shí)現(xiàn)n]。回轉(zhuǎn)窯和隧道窯單爐處理能力小，還
5、利用，而且還可以選擇性地回收鉻、鈷、鎳、鈧等重要原時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)率低。相比來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)底爐直接還原技有價(jià)元素，具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用前景。術(shù)由于對(duì)原料適用性強(qiáng)、能耗低而備受青睞J。其中豎爐法具體包括MIDREX法和HYL—III法；流1非高爐冶煉技術(shù)研究的現(xiàn)狀化床法具體包括FIOR法、碳化鐵法和FNMET法；非高爐煉鐵分為直接還原煉鐵工藝和熔融還原轉(zhuǎn)底爐法具體包括FASTMET法、IMK3法。煉鐵工藝兩種。直接還原煉鐵使用煤、氣體或液態(tài)MIDREX法是目前最完善的直接還原工藝，是成熟收稿日期：2013—08—13；改回日期：2013—10—14基
6、金項(xiàng)目：國(guó)家重大基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2007CB613503)；攀枝花市科技攻關(guān)項(xiàng)目(2011CY-G-9)作者簡(jiǎn)介：何桂珍(1988一)，女，在讀碩士研究生，主要從事冶金資源綜合利用、無(wú)機(jī)非金屬材料研究。·2·礦產(chǎn)綜合利用的氣基工業(yè)生產(chǎn)方法，它主要應(yīng)用于生產(chǎn)石油和天統(tǒng)高爐相比具有一定先進(jìn)性，為煤制氣生產(chǎn)直接還然氣的國(guó)家。由于我國(guó)缺少天然氣和石油，爐料必原鐵的工程化提供了參考方案。須造塊，建設(shè)費(fèi)用很高，所以并不適合我國(guó)。(2)流化床法1．1．1氣基直接還原流化床法由于采用粉狀原料，鐵礦粉單體顆粒氣基還原冶煉工藝以氣體(天然氣)作為還原
7、在高溫還原氣流中進(jìn)行還原，粉塊不必造塊，還原速劑的直接還原冶煉工藝。其主要優(yōu)點(diǎn)是：操作容易、度快，在還原機(jī)理上是氣基法中最合理的工藝方法，能耗低、效率高，是DRI生產(chǎn)中最重要的方法。該因而在直接還原開發(fā)和發(fā)展的過(guò)程中備受關(guān)注。東工藝僅應(yīng)用在南美、中東等天然氣資源較為豐富的北大學(xué)儲(chǔ)滿生和方覺在2002年進(jìn)行了循環(huán)流化床國(guó)家和地區(qū)。按照工藝設(shè)備來(lái)分，主要有三種類型：鐵礦石直接還原過(guò)程動(dòng)力學(xué)分析1o]。2012年萊蕪豎爐法，流化床法和反應(yīng)罐法。鋼鐵集團(tuán)公司技術(shù)中心聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研(1)豎爐法究所進(jìn)行了鐵礦粉直接還原防止粘結(jié)的實(shí)驗(yàn)研豎爐
8、直接還原法是指在豎爐中煤氣與爐料逆向究。西安建筑科技大學(xué)也在2012年提出了模擬運(yùn)動(dòng)，爐料在下降的過(guò)程中逐步被上升的煤氣加熱流化床氣基直接還原赤鐵礦粉的實(shí)驗(yàn)研究¨。和還原，反應(yīng)傳質(zhì)和傳熱效率較高。豎爐法以(
