粒铁法炼铁技术进展及应用前景

《粒铁法炼铁技术进展及应用前景》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、冶金之家网站粒铁法炼铁技术进展及应用前景张伟，王再义，王相力(鞍钢股份有限公司)摘要：简述了国内外几种粒铁法炼铁技术的进展，包括日本神户制钢公司ITmk3技术、JFE公司HI—Qip技术以及国内相关技术概况，重点介绍了相关技术的特点和原理。通过与高炉炼铁工艺对比和分析，论述了粒铁技术在材料选择、反应时间、成本投资及节能环保等方面具有的优势，并结合我国资源情况对粒铁技术的应用前景进行了分析和展望。关键词：炼铁；粒铁；转底炉；含碳球团非高炉炼铁作为全世界钢铁行业的前沿技术，是未来技术发展的重要方向，冶金工作者通

2、过深入的研究和开发，形成了众多直接还原、熔融还原技术。迄今为止，已有数十种非高炉炼铁工艺实现了工业化生产。如普遍关注的Corex、Finex、Midrex、HYL／Energiron等。在发展规模上目前仍以直接还原工艺为主，2010年全球非高炉炼铁总量约7737万t，其中约7037万t都为直接还原铁(DRI／HBI)产量。众多直接还原技术中，气基竖炉法占据主导地位，仅Midrex和HYL／Energiron两种气基法生产的直接还原铁就占总量的74％左右，而煤基法因原料适应性强、操作灵活也受到很多国家的重视。

3、我国因天然气资源匮乏、煤炭资源丰富，更为关注煤基直接还原以及煤制气—竖炉法的发展，如煤基法中的转底炉、回转窑等工艺，其中转底炉法在处理钢厂含Fe、Zn粉尘方面效果明显，一度成为直接还原发展的热点。而基于转底炉法的ITmk3等粒铁生产技术，能使金属化球团还原时进一步熔化并渣铁分离，在短时间内生产出成分如生铁的高纯粒铁，此类技术突破了直接还原工艺范畴，能够根本改变DRI对原料品位苛求的状况，而且可以使用一般粉矿与非焦煤做原料，近年来倍受瞩目。1粒铁法炼铁技术概况1．1神户制钢公司ITmk3技术ITmk3(Iro

4、nmakingTechnologyMarkThree)技术由神户制钢开发，已经实现了工业化生产，又称作“第三代炼铁技术”。其基础研究始于1996年，2000年前后在加古川厂完成了3000t规模的中试，2001—2004年在美国完成2．5万t规模示范运行，2010年初首座50万t商业工厂投产。ITmk3工艺流程与设备配置与Fastmet／Fast—melt转底炉直接还原工艺非常相似，事实上也正是从其演变而来。神户制钢于20世纪80年代收购Midrex公司后，对后者开发的Fastmet技术进一步改进，最终发展为

5、粒铁生产工艺。ITmk3工艺与Fastmet／Fastmelt工艺的核心设备都是转底炉，都能使用粉矿与粉煤制成含碳球团作为原料。所不同的是，Fastmet工艺产品为DRI，产品中含有脉石，其质量依赖于原料品位，而煤灰分等杂质也进入产品，故不受炼钢欢迎，为此需要用埋弧炉熔化DRI使渣铁分离来获得炼钢铁水(即Fastmelt法)。而ITmk3工艺只需一步在转底炉就能实现渣铁熔分，获得粒铁产品。ITmk3工序整体可划分为四大部分：原料处理部分、还原熔分部分、渣铁分离部分、废气处理部分。原料一般是将矿粉和煤粉配料混

6、匀，使用造，压球机等设备制成含碳球团，团块。矿粉可以使用一般磁铁矿与赤铁矿，并可使用较低品位矿，甚至选矿厂的尾矿粉，但处理低品位矿会增加能耗，煤粉可以使用发电用普通煤或石油焦及其他的含碳原料，选择范围也很广泛。制好的含碳球团，团块在转底炉中随炉床旋转一周即完成全部反应过程，在1350～1450℃条件下含碳球团／团块发生还原、渗碳及熔融反应，渣铁熔化并各自聚集，整个过程只需十几分钟，熔化聚集起来的渣和铁冷却后经排料装置排出，获得粒径为5～25mm粒铁产品，粒铁与渣能干净的分离。反应过程中产生的高温烟气用热交换

7、器预热助燃空气后除尘排出。冶金之家网站ITmk3商业厂粒铁成分与高炉生铁相似。其粒铁碳含量比高炉生铁低1％以上，熔渣组成与高炉渣基本相同。粒铁产品纯度高，不含渣，具有适宜的碳含量，不存在再氧化、粉化等问题，便于运输和入炉，熔解性能良好，因而比废钢、DRI等具有更加优良的品质。1．2JFE钢铁公司Hi—QIP技术Hi—QIP(HighQualityIronPebbleProcess)技术由日本JFE钢铁公司开发。从1996年开始基础研究，2001年开始作为日本NEDO的资助项目进一步开发，2002—2004年

8、完成了15／t规模的中试。铁矿、煤、灰石等原料全部使用粉料，布料时先在炉床上铺设一层约30mm厚的含碳粉料，在该料层表面均匀压坑，杯状坑洞差不多棒球大小，其上再铺设铁矿粉、煤粉及其他原料的混料层，经1500℃加热混料层完成还原反应并熔融，熔化的铁与渣流入含碳粉料层的凹坑中，最后经冷却装置将粒铁与粒渣排出，产品为20～40mm的围棋子状粒铁，全部反应时间需10～20min。粒铁与渣的典型成分粒铁中P和Mn含量比高炉