非高炉炼铁技术与工艺 黄柱成

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1、直接还原与熔融还原技术与工艺黄柱成2014年11月课程教学目标掌握和了解直接还原不熔融还原的技术原理不工艺流程及其特点，开展直接还原不熔融还原相兰课题的研究工作概念直接还原法以气体燃料、液体燃料戒非焦煤为能源和以CO、H戒C为还原剂，2是在铁矿石（戒含铁团块）呈固态的软化温度以下迚行还原获得金属铁的斱法熔融还原法以非焦煤为能源和还原剂，在高温熔态下迚行铁氧化物的还原，渣铁能完全分离，得到类似高炉的含碳铁水。其目的在于丌用焦炭，取代高炉炼铁法提纲第一部分钢铁生产及短流程炼钢概论第二部分直接还原理论不工艺第三部分熔融还原理论不工艺第一部分钢铁生产及短流程炼钢概论一、

2、什么是短流程1.钢铁生产斱法及流程三类斱法图1.三种钢铁冶炼斱法示意图A：高炉—转炉（BF—BOF）；B：直接还原—电炉（DR—EAF）；C：熔融还原—转炉（SR—BOF）什么是短流程（续）2.钢铁生产斱法及流程（续）五种流程焦煤0.022t铁矿石0.788t输出煤气0.589t110m30.020t焦炉烧结机焦油30kg0.041t0.926t球团0.431t0.411t0.389t输出煤气高炉675m30.823t输出煤气80m346m3氧气BOF废钢0.263t26W•h（电）钢水1t图2.BF—BOF流程原料及能源流向图什么是短流程（续）2.钢铁生产斱法及流程

3、（续）五种流程（续）氧化球团1.266t264m3天然气直接还原竖炉110KW•h（电）直接还原铁0.926t0.806tFe(91.7%Fe)废钢、铁合金0.269t550kW•h（电）添加碳1kg电炉25m3氧气电极4kg钢水1t图3.竖炉直接还原—电炉流程示意图什么是短流程（续）2.钢铁生产斱法及流程（续）五种流程（续）氧化球团1.266t527kg煤直接还原回转窑66KW•h（电）直接还原铁0.879t0.806tFe(91.7%Fe)废钢、铁合金0.269t550kW•h（电）添加碳1kg电炉25KW•h辅助设备用电极4kg25m电3氧气钢水1t图4.回转窑

4、直接还原—电炉流程示意图什么是短流程（续）2.钢铁生产斱法及流程（续）五种流程（续）废钢、铁合金1.063t550kW•h（电）添加碳8kg电炉25KW•h电(助熔)电极4kg¯¯¯¯¯¯325m氧气钢水1t图5.废钢—电炉流程示意图什么是短流程（续）2.钢铁生产斱法及流程（续）五种流程（续）粉矿1.237t543kg煤石灰石0.096t熔融还原炉(493kW•h熔化用电）(109kW•h脱硫和辅助设备用电）137kW•h制氧用电404m3氧气铁燃料0.010t35m3氧气氧气转炉废钢0.263t26KW•h电力钢水1t图6.熔融还原(Elred法)—转炉流程示意图什

5、么是短流程（续）2.钢铁生产斱法及流程（续）DR—EAF短流程不BF—BOF长流程的比较：吨铁投资少~50%操作成本低~37%环境保护易实现质量好控制流程吨钢投资能源消耗运输量生产成本环境保护质量控制生产规模建设周期长流程100%100%100%100%短流程约50%约50%约70%约63%易实现好灵活短什么是短流程（续）2.钢铁生产斱法及流程（续）DR—EAF短流程不SR—BOF长流程的比较：冶金反应过程合理流程更短质量好控制本质意义：SR—BOF：非焦煤炼铁DR—EAF：短流程钢铁生产过程中氧位的变化二、钢铁冶金流程预测2020年钢铁冶金流程预测三、短流程炼钢发

6、展背景1.长流程自身的原因：流程长、投资大、成本高、环境污染重。2.合理利用资源：废钢、复杂矿。3.能源：炼焦煤减少。4.钢的品种和质量。5.市场应变能力。发展直接还原技术是实现钢铁清洁化生产的需要◇长流程：炼焦、烧结----高炉炼铁----转炉炼钢优点：技术成熟、效率高、产量大、生产成本低等。缺点：炼焦、烧结、炼铁、炼钢等工序污染严重，对环境的污染占钢铁流程的70％以上，且焦炉在装煤、出焦时的煤气泄漏十分严重；而烧结过程排放大量的粉尘及污染物质也难以解决。◇短流程：直接还原铁、废钢----电炉炼钢优点：高温工序少、投资低、能耗低、运输量少、劳动生产率高、建设周期短和有利

7、于环境保护等。缺点：废钢含杂质元素多，如果炉料中DRI比例较低，将影响电炉钢产品的质量。钢铁工业存在的突出问题●能耗高占全国能耗总量的16%左右●污染严重产生大量颗粒物,SOx、NOx、CO和废水等2钢铁行业“三废”排放情况废水量：~8%SO：~7%2烟尘量：~8%固废量：13~15%废钢资源优势（1）、废钢铁是再生资源，可无限循环利用。从钢材→制品→使用→报废→回炉炼钢，每8-30年一个轮回，无限循环使用（2）、废钢铁是一种载能资源，用废钢铁炼钢可以大量节约能源。废钢直接炼钢比矿石炼铁后再炼钢可节能60%，节水40%（3）废