非高炉炼铁技术概述

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1、非高炉炼铁技术概述：随着焦煤资源日益减少，高炉炼铁技术发展受到限制，非高炉炼铁成为了日益关注的冶炼技术。文章阐述了非高炉炼铁技术的发展现状、分类，工艺流程及特点，同时展望了其未来的发展前景。　　关键词：非高炉炼铁直接还原熔融还原非焦煤　　一、引言　　目前，生铁主要于高炉冶炼产品，高炉炼铁技术成熟，具有工艺简单，产量高，生产效率大等优点。但其必须依赖焦煤，而且其流程长，污染大，设备复杂。因此，世界各国学者逐渐着手研究和改进非高炉炼铁技术。　　二、非高炉炼铁工艺　　非高炉炼铁是指以铁矿石为原料并使用高炉以外

2、的冶炼技术生产铁产品的方法。在当今焦煤资源缺乏，非焦煤资源丰富的情况下，非高炉炼铁以非焦煤为能源，不但环保，而且省去了烧结、球团等工序，缩短了流程。因此非高炉炼铁一直被认为是一种环保节能、投资小、生产成本低的生产工艺。非高炉炼铁可分为直接还原炼铁工艺和熔融还原炼铁工艺两种。　　1.直接还原炼铁工艺　　直接还原炼铁工艺是一种以天然气、煤气、非焦煤粉为能源和还原剂，在铁矿石软化温度下，将铁矿石中铁氧化物还原成铁的生产工艺。据统计直接还原冶炼工艺多达40余种，大部分已经实现了大规模工业化生产[1]。目前，直接

3、还原炼铁工艺主要有气基直接还原、煤基直接还原两大类。　　1.1气基直接还原　　气基直接还原是指用CO或H2等还原气体作还原剂还原铁矿石的炼铁方法。具有生产效率高、容积利用率高、热效率高、能耗低、操作容易等优点，是DRI（directlyreducediron）生产最主要的方法，约占DRI总产量的90%以上[2]。气基直接还原代表工艺有HYL反应罐法、Midrex-竖炉法、流化床法等[3]。　　HYL反应罐法是由墨西哥希尔萨（HojalataYLamina，HYLSA）公司于20世纪50年代初开发的，其工

4、业化标志着现代化直接还原的开始。HYL反应罐法具有作业稳定，设备可靠等优点，但其作业不连续，还原气利用差，能耗高及产品质量不均匀。随后HYLSA公司将反应罐组整合成了一座竖炉，实现了工艺的连续化，同时明显提高了生产热效率和生产率。经改进的HYL法即是HYL-III法。　　Midrex-竖炉法与HYL-III法相似，也是采用的是连续性竖炉作业方式，具有污染较小，能耗低等优点。Midrex-竖炉法是气基DRI生产技术的主导工艺，也是最大的直接还原流程，全球约70%的DRI产量是利用Midrex-竖炉生产工艺

5、。为提高对燃料的适应性，Midrex公司把Corex与Midrex工艺联合使用，开发了煤制气-竖炉法，年产量超过了180万吨，目前在印度有一座在正常运行。　　流化床法采用铁矿粉，省去了造块过程，加快了反应速率，降低了成本，提高了生产率。流化床流程法发展了近70年，曾开发过H-IRON，NU-IRON和HIB、NOVALFER及FIOR法[4]131-135，但由于无法解决工艺复杂，投资大，原料要求高，粉料易粘结，能耗高等问题均退出了历史舞台。目前全球还在生产的流化床流程只有FINMET法，共有4套FIN

6、MET装置在运行，总产能220万t/a，是继MIDREX、ENERGIRON和SL-RN法之后的第四大直接还原流程法。　　1.2煤基直接还原工艺　　煤基直接还原是指以煤为主要能源，在高温下将铁矿石还原成金属铁的工艺。由于80%的气基直接还原工艺必须依赖于天然气，因此在天然气资源有限，煤资源丰富的国家和地区，以煤作为还原剂发展还原铁技术已成为近期及将来发展的趋势。煤基直接还原代表工艺有回转窑法、转底炉法、隧道窑法等。　　回转窑法产铁量占全世界的煤基直接还原法总产量的95%以上。2010年，全球由煤基回转窑

7、法生产的DRI约为1812万吨，占DRI总产量的25.70%。回转窑法包括SL-RN法、CODIR法、DRC法、TDR法、ACCAR法[4]135-141，其中SL-RN法是生产能力和产量最大的煤基直接还原工艺，产量占总回转窑法的60%以上。回转窑技术成熟，以非焦煤为能源，并可以直接使用煤炭，非常适合非焦煤丰富，天然气缺乏的地区发展。不过还存在生产率低，能耗高等亟待解决的技术问题。　　与回转窑法相比，转底炉法规模就要小的多。但该法具有反应速度快、流程简单、投资低、原料适应性广的优点，特别在处理冶金废弃物

8、以及保护环境等方面显示出很大的优越性和潜力。最早的转底炉工艺是INMETCO和Fastmet工艺，主要用于含铁废弃物的冶炼，当时获得了很好的经济效益，但产出的铁含有脉石和灰分：随着焦煤资源日益减少，高炉炼铁技术发展受到限制，非高炉炼铁成为了日益关注的冶炼技术。文章阐述了非高炉炼铁技术的发展现状、分类，工艺流程及特点，同时展望了其未来的发展前景。　　关键词：非高炉炼铁直接还原熔融还原非焦煤　　一、引言　　目前，生铁主要于高炉冶炼产品，高炉炼铁