厦门兴业银行网店
厦门兴业银行网店 广州按摩女联系 新闻头条怎麼赚钱 金湖棋牌下载 玩骰子猜大小单双技巧 加微信好友赚钱的平台 时时彩全网计划 打字赚钱的软件是哪个 北京pk赛车规律公式 AG惊吓鬼屋游戏下载 百亿娱乐平台网址 内蒙古快3彩乐乐 金尊国际娱乐平台 日本av电影排行 足球竞猜比分直播 一本道影片无码

常用熔融還原煉鐵技術分析評估

發布時間:2010-02-25 10:15:02作者:aowo瀏覽次數:0 文字大小:【大】【中】【小】

常用熔融還原煉鐵技術分析評估

 

雖然國家對鋼鐵產能進行嚴格控制,但卻明確支持熔融還原煉鐵技術的開發研究。鋼鐵專家一致認為熔融還原技術作為煉鐵的重要方法必將成為鋼鐵工業發展的必然趨勢和發展目標。隨著鋼鐵工業的入門門檻提高,熔融還原技術將成為中小企業進入鋼鐵行業的重要渠道。

  習慣上人們用“有無預還原”將熔融還原分為“一步法”熔融還原和“二步法”熔融還原。“一步法”熔融還原只有熔態還原,礦石預還原率接近0,是真正意義上的熔融還原煉鐵法,如HIsmeltRomeltAusmelt等低預還原率工藝均屬于此;而“二步法”熔融還原,即預還原加終還原,如COREXFINEX工藝等,嚴格講“二步法”應該稱為還原熔融煉鐵法。

  COREX工藝最先應用于工業生產,HIsmelt工藝已建示范廠,FINEX3000設備也已達到設計生產指標,這些工藝均已取得一定成功,但卻不一定是最佳工藝。因此,通過對現有工藝、流程和設備的評價分析,取其優點,開發適合我國國情的熔融還原煉鐵新技術十分必要。

  1. HIsmelt工藝

  20055月,澳大利亞奎那那(Kwinana)采用HIsmelt熔融還原煉鐵技術建成年產鐵水80t的示范廠。由于工藝技術比較獨特,該工廠占地面積小,不包括原燃料儲存場地,HIsmelt工廠包括所有設備的占地約300m×200m。入廠原料是礦粉、熔劑和原煤,最后產品是鑄鐵塊和干渣。廠區內最高設備是礦粉循環預熱器,高度約60m,最核心設備是熔融還原爐主體,其他設備都是目前冶金行業成熟應用的裝置。

  HIsmelt熔融還原的特點:

  1. 原料來源廣泛,可全部使用粒度6mm以下的粉礦、粉煤,包括無法通過燒結廠回收的廢棄物,物料中的CCaOMgO也能得到利用,對燃料煤的要求不高,大幅減少資源消耗。

  2. 由于HIsmelt熔融還原爐有強氧化性爐渣,有較好地脫磷效果,適合于冶煉高磷礦,這是區別于高爐和其他非高爐煉鐵工藝的主要特點。

  3. 由于氧化性氣氛很強,產出的鐵水含磷低、碳低、硫高、硅錳含量為0,不適合直接供煉鋼流程使用。在經過爐外脫硫和添加錳鐵、硅鐵合金或與高爐鐵水兌配,達到煉鋼鐵水的要求。

  4. 操作靈活,反應過程的啟動、關閉簡便易行,從而使得煉鐵和煉鋼作業能有效銜接,而不必限產鐵水。

  5. 由于粉礦預還原度低,爐渣含FeO高,爐襯腐蝕快,一代爐齡僅1218個月。

  6. HIsmelt熔融還原為低壓操作,大量高溫含塵煤氣熱能難以回收利用,噸鐵能耗高,高溫低熱值尾氣成為該工藝的“雞肋”。

  HIsmelt是典型的“一步法”熔融還原工藝,直接利用粉礦、粉煤冶煉對鋼鐵業者有著較大的吸引力。但該工藝要想實現工業化生產,在熱煤氣利用、CO二次燃燒并將熱量有效傳遞給熔池,提高設備利用率及降低爐襯成本方面還有很長的路要走。

  2.  COREX工藝

  COREX工藝演化了高爐煉鐵技術,將高爐從概念的軟熔帶部分分為兩部分。一部分利用成熟的高爐長壽爐缸技術(包括焦炭床和碳磚結合冷卻壁技術)構造成了造氣煤炭流化床即熔融氣化爐;而另一部分借鑒了成熟的大型MIDREX氣基還原技術,構造成了預還原豎爐,使用塊煤和塊廠煉鐵,成功地實現了工業化生產。

  COREX的基本工藝流程為:塊礦、燒結礦、球團礦或這些原料的塊狀混合物,通過封閉漏斗系統裝入到預還原豎爐中,在原料下行的過程中,被逆向流動的還原氣體還原成金屬化率約80%90%的直接還原鐵(DRI)。螺旋卸料器將DRI從預還原豎爐中傳送到熔融氣化爐中,進行終還原和熔化。熔融氣化爐產生的煤氣由于含有煤粉、灰塵和鐵塵、COH2等,且溫度高于1100℃,不能直接進入預還原豎爐,必須在旋風除塵器中凈化,混入冷煤氣降溫,調整到最佳工作范圍800850℃后作為還原氣從下部送入豎式預還原爐。

  COREX演化了高爐煉鐵技術,取得了商業成功,但同時也繼承了高爐煉鐵的一些缺點:

  1. COREX是典型的爐床法煉鐵工藝,與高爐相比,COREX更多地依靠間接還原,間接還原度越高,工藝進行得越容易,難以擺脫料柱透氣性問題的困擾。

  2. 為保證豎式預還原爐料柱的透性必須使用塊礦、燒結礦、球團礦或這些原料的塊狀混合物,因此必須配有造塊設備。對入爐塊狀原料的理化性能有很高的要求,從而提高了原料成本。

  3. COREX的實踐證明,要依靠焦炭床來保護爐缸,穩定生產,就無法擺脫對焦炭的依賴(焦比>10%20%),尤其是大型化后,焦比會超過200kg/THM

  4. 從熔融氣化爐抽出的高溫煤氣經凈化后,從>1100℃降至800850℃,溫度損失了250℃左右,熱效率比不上高爐。

  5. 雖然使用了全氧冶煉,但按爐缸面積計算的生產率僅為高爐的0.70.9

  6. 豎爐預還原爐料的金屬化率波動大。

  7. 操作影響因素多,在爐體中部的高溫區使用了排料布料活動部件,使設備維修成本及熱損失增加,個別設備還不夠成熟,利用率不高。

  8. 在高爐冶煉條件下,采用富氧噴吹有一定的限度,傳統高爐更不能采用全氧冶煉。COREX工藝雖然采用全氧冶煉,但其生產率并不高,根本原因在于,雖然全氧熔煉速率很快,但受到上部豎爐鐵礦還原速率的限制,對于一定產能的COREX熔融還原工藝,要求下部熔融氣化爐的操作必須與上部的豎爐鐵礦還原情況相匹配,才能達到較好的技術經濟指標。

  3. FINEX工藝

  FINEX工藝是在COREX工藝基礎上開發的一種新的熔融還原工藝。FINEX工藝亦分為兩部分,用一種名為FINMET工藝的技術,采用多級流化床將鐵礦粉還原來代替COREX的豎式還原爐,然后利用COREX的熔融氣化爐進一步熔化、深度還原和渣鐵分離。

  韓國浦項年產150t鐵水的FINEX-3000裝置于200710月投產,已經達到日產4300t設計能力。1995年浦項為了研究FINEX引進了COREX-2000,將新技術流程打通,不斷優化。FINEX開發研究經過了17年,總共已投入10.6億美元,經歷過多次的挫折和失敗,才得以建成年產150tFINEX生產裝置。

  FINEX工藝特點為:FINEX工藝的原料由塊礦、球團礦改為粉礦(平均粒度在13mm,最大粒度<8mm),資源豐富、廉價的粉礦和一般煙煤,為該工藝的發展賦予新的發展活力;FINEX爐頂煤氣全部循環使用。浦項認為FINEX比高爐生產成本下降15%,總體投資是高爐流程的80%FINEX流程的SOxNOx、粉塵的排放量與高爐流程相比,只有6%4%21%,且沒有焦化含酚、氰等污水排放,是一種清潔生產工藝,鐵水質量與高爐、COREX爐相當。

  冶金界最關心的是該工藝的原料、能耗和生產成本。FINEX的優勢是用貯量豐富的普通煤種代替焦煤,但流態化反應器的還原效率不如豎爐,其金屬化率只有80%85%,增加了熔融氣化爐的還原負擔,使得每噸生鐵耗用的煤量要比高爐高得多。目前,先進的大型高爐燃料比約500kg/t,而FINEX850kg/t(也有報導是1050kg/t),還有500Nm3/t的氧氣消耗。如高爐工藝考慮焦化、燒結、球團等鐵前工序的的全流程能耗,則二者的差距明顯減少。加上FINEX從煤氣回收的能量遠高于高爐,有計算表明FINEX的工序能耗還略低于高爐工藝(含鐵前工序)。

  高爐生鐵成本中原料占60%左右,而FINEX只占45%左右。高爐成本中燃料和動力占30%左右,扣除煤氣回收約28%。而FINEX燃料和動力因使用大量氧氣約占55%,扣除煤氣回收仍占約41%,其中氧氣每噸鐵消耗約500m3,其費用為成本的20%,有專家估算,在國內情況下,FINEX與大型高爐相比(如13800m3高爐與2座年產150t鐵的FINEX),高爐比FINEX生鐵成本低12.5%

  4.綜合分析評價

  1. 從工藝角度看,COREX更多依靠間接還原工藝,保留著高爐煉鐵工藝的特點;FINEX則把COREX的預還原豎爐改變成多極流化床反應器,可以完全使用粉礦;這兩種熔融還原工藝可以說是對高爐的“改良”,只是FINEX的改良程度更大一些。而HIsmelt則完全擺脫了高爐煉鐵工藝概念,是煉鐵技術的一種“革命”,可有效解決困擾高爐工藝的料柱透氣性問題,是真正意義上的熔融還原技術。

  2. 在原燃料資源的取用上,COREX可以使用非焦煤,優于高爐,但還須使用塊礦和球團及部分焦炭。FINEX不僅可用非煉焦煤,而且擺脫了對塊狀原料的依靠,這一點優于高爐和COREX,只是還需要塊煤和粉煤造塊。Hismelt則原燃料全部粉狀化,且對原燃料性質無特殊要求,資源面最寬,便于就地取材,并且可使用高磷礦石。

  3. 在流程設備上,COREX需要球團與塊礦等造塊設備和部分焦炭;FINEX使用粉礦和粉煤造塊,可以不建燒結、球團、煉焦廠;HIsmelt完全免除了燒結、球團、煉焦廠投資,也不需要煤造塊。但三種工藝均需配套制氧設備和自備電廠。

  4. 在生產成本上,FINEXHismelt原料成本相對較低,COREXFINEX氧氣成本較高。燃料消耗前兩種高于Hismelt,因此生鐵成本COREX最高,Hismelt最低,但三種均高于高爐。

  5. 從一次性投資看,COREX要高一些,FINEX投資成本會較低,HIsmelt冶煉設備相對單一,三者之中投資最低。

  6. 現狀與前景。COREX工藝最成熟,已有數家投入生產,并取得很好的成績,完全實現了商業化。FINEX在工藝上優于COREX,但目前仍處在示范工廠試生產階段,再經過一段時間的調整完善,將具備商業化推廣價值,成為COREX的有力競爭者。Hismelt工藝示范工廠投產較晚,又是一種全新的工藝,估計需要一段時間改進、完善,但因其工藝優點多、投資和生產成本低,一旦成功,其競爭優勢比較大。

{template 'phpcms','index_footer