改进生产工艺提高炼铁效率

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改进生产工艺提高炼铁效率竖炉直接还原技术的早期改进1 在气基直接还原炼铁技术发展过程中，直接还原铁竖炉的生产率的持续性改善是一个关键。近30年竖炉内的一氧化碳和氢气利用…

改进生产工艺提高炼铁效率

竖炉直接还原技术的早期改进1

在气基直接还原炼铁技术发展过程中，直接还原铁竖炉的生产率的持续性改善是一个关键。近30年竖炉内的一氧化碳和氢气利用率的提高幅度达到25％以上，对竖炉生产率和单位能耗的改善贡献很大。依靠提高还原气体的温度、压力，以及对原料质量的控制、保证竖炉内煤气流的均匀分布、改善固一气接触等使一氧化碳和氢气的消耗量减少。

提高还原气体的温度对提高竖炉的生产率有明显效果。上世纪70年代竖炉的还原气体的温度为780℃，到90年代提高至850℃，竖炉的生产率也随之提高了约13％。到90年代后期，通过对原料球团施行喷涂包覆，还原气体的温度可提高到900℃，竖炉的生产率进一步提高了约11％。这些改善是在没有变更直接还原竖炉的内部机械结构下实现的。

HYL ZR零重整直接还原工艺2

上世纪90年代后期开始，重点逐步放到了借助吹氧进一步提高竖炉还原层温度的技术。这项技术是将高纯度的氧气(12立方米~20立方米／吨)吹入含有甲烷的高温还原气体中，使还原气体温度达到约1000℃。竖炉内的温度达900℃以上，进而使竖炉的生产率提高了约20％，并节能5％。再之后，又开发了加入氧气借助天然气的部分氧化生成更高温度的还原气体的技术。这种升温使用了特别设计的燃烧器，从而促使氧和天然气部分燃烧。这项技术进一步发展成为NG＼COG(天然气、焦炉煤气)竖炉的自重整技术－ZR，ZR在不增设重整炉的条件下提高了竖炉生产率、降低了投资。

世界直接还原铁产量的约80％都是由使用球团矿和块矿的天然气基竖炉工艺——米德雷克斯工艺(MIDREX)和希尔法(HYL)生产的。天然气裂解加热是其中投资高、能耗高的工序。ZR零重整直接还原工艺是通过天然气加少量氧气部分燃烧，使其达到升温到1085℃入炉的目的。HYL零重整直接还原工艺仅适合还原气体中含甲烷的焦炉煤气、鲁奇煤气和天然气。

经过改进，现在直接还原铁竖炉的利用系数已经达到162吨／平方米天。比大型高炉的最高产能70吨／平方米．天高出1．31倍。目前，直径5．5米的HYL竖炉的产能已经可以达到1．35Mt DRI／a(0．8MPa)。

直接还原竖炉的热DRI输送一装炉技术3

前面介绍的是竖炉冶炼装置的发展和技术进步，为了进一步提高生产率和降低单位能耗，现在还实施了将下游的炼钢过程也包含在内的技术改进方案。作为把竖炉生产的700℃以上的高温还原铁输送往下游炼钢设备的方法，墨西哥希尔萨公司(HYLSA)开发了借助气力输送的工艺(HYTEMMP)，米德雷克斯公司(MIDREX)开发了用带式输送机借助重力供给昧钢设备的技术(HOTLINK)。

通过装入100％的高温DRI，炼钢过程产生的直接效果如下：电弧炉吨钢电耗降低了120～140kWh；电．弧炉的电极消耗吨钢减少了0．5～0．6kg。不仅如此，实践证明，DRI热装可节能，可使电弧炉的产量增加，可使电气系统小型化，并有减少输送和贮存过程中的再氧化、粉化等间接效果。

必须注意的是，为了应付定期维修的时间安排与下游的炼钢设备的突发性停炉，有必要设计经由旁路，将运往炼钢设备(如电炉)的供料系统中贮存的高温DRI通过产物冷却器直接冷却成冷DRI的装置，或者用对辊制团机制成HBI再排出。

印度鲁奇—希尔萨直接还原铁工程进展4

印度京德勒钢铁和电力有限公司(JSPL)在奥里萨邦用鲁奇煤气化工艺与希尔法竖炉联合生产DRI，希尔萨公司与达涅利一起负责该项目的设计。JSPL的海绵铁项目设计产量为170吨DRI／年，计划2010年投产。印度JSPL的希尔法竖炉与鲁奇煤气化工艺连接时，合成气消耗为849立方米／吨DRI(相当于9．25GJ／吨DRI)，合成气温度为40℃，庄力为

2．75MPa，循环气量为1800立方米。

直接还原工艺处于不断成熟和向大型化发展的趋势，随着废钢越来越难以满足要求，对直接还原铁的需求势必逐年增加，对直接还原工艺节能环保的要求也越来越高，任何一个

直接还原工厂是否具有经济上长期生在能力，取决于能源供给是否有保障，能源及含铁原料的价格是否低廉，产品是否有稳定可靠的用户。

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