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1、非高炉炼铁一非高炉炼铁简介1非高炉炼铁概念非高炉炼铁法除高炉炼铁以外的其它还原铁矿石的方法直接还原定义DirectReduction指铁矿石在低于熔化温度之下还原成海绵铁的生产过程熔融还原SmeltingReduction指非高炉炼铁方法中那些冶炼液态生铁的工艺过程2非高炉炼铁方法分类3高炉炼铁状况目前达到十分完善的程度:如高炉大型化精料高风温高压富氧喷煤4高炉固有缺点①煤气炉料逆流运动,要求高质量人造炉料(即烧结矿或球团矿,炼焦),而含CO%左右的低热值煤气是由优质焦炭产生。②由于加热空气和除尘,需要建设大量辅助设备。(因此,由烧结,炼焦,鼓风,高炉等组成的炼铁系统是一个复杂
2、,庞大的生产系统,需要巨额投资)工艺流程长,原料,燃料必须经过反复加热,冷却和加工,能耗和生产成本比较高。③高炉流程进行经济生产要求规模大,生产的灵活性较差。5直接还原发展的背景二十世纪60年代直接还原发展的原因①不用焦炭炼铁。②合格废钢,优质废钢供应不足③可得到高品位铁精矿④省去了炼焦设备,总的基建费用比高炉炼铁法低限制直接还原大量应用的障碍直接还原能源能源供应并未完全解决(最成熟的直接还原法使用天然气作为一次能源,天然供应有限且价格不低,应用煤炭技术的各种方法技术仍有待完善)直接还原电炉流程电耗较高(600~1000度/吨)(并不是任何地区都容易提供)高品位精矿粉难于普遍获
3、得开发直接还原技术应考虑因素资源条件较丰富的天然气充足的电能高品位的铁矿石海绵铁销路6直接还原与熔融还原的比较直接还原的发展在70年代能源危机后受到了阻碍,研究和开发不以天然气和石油为能源的熔融还原成了冶金工作者新的非高炉炼铁法课题。熔融还原方法是在高于渣铁熔点下进行的反应,其产品是含碳液态生铁。熔融还原优点是以煤炭为主要能源,对矿石品位要求不象直接还原那样严格。熔融还原主要问题是需要大量氧气或电能,能耗较高。7非高炉炼铁法使用的原料及能源含铁原料1.1要求较高的含铁品位。原因:(并非工艺本事),电炉炼钢要求,(电耗增加,生产率降低及炉衬寿命缩短)。要求铁矿石脉石含量<3%,最
4、高不超过5%CaO:希望的成分MgO:有利于提高矿石软化温度,改善还原性,提高强度Cu:有害元素,污染电炉钢质量,Cu全部进入进入海绵铁Zn:碱金属:对竖炉有害矿石中水分和烧损:越少越好,耗热1.2物理性质①.粒度:粒度大小和均匀性②.强度:低温强度高,经受运载装卸时的破坏力,产生最少粉沫③.热膨胀性:竖炉对热膨胀十分敏感膨胀率<20%1.3冶金性能---还原性,软化温度及热转鼓试验指数还原性决定直接还原法的生产率(原料选球团矿或块矿,烧结矿不行)软化温度决定:操作温度,操作温度至少低于软化温度100℃非高炉炼铁能源8非高炉炼铁产品性质及应用海绵铁（直接还原铁）DRI,Dire
5、ctReducedIron,SpongeIron粒铁半熔化状态下还原熔炼出的产品工艺:回转窑或特种电炉用途:高炉原料液铁（SmeltingReductionIron)熔融还原生产出的液态生铁9钢铁生产工艺新流程及其评价传统流程高炉+转炉新流程直接还原竖炉+电炉直接还原回转窑+电炉熔融还原+转炉二直接还原工艺及原理1气基直接还原法煤气同时起两个作用如何确定煤气量?对冶金还原煤气要求:氧化度低,CH4,H2S含量少,适量N2及一定温度如竖炉:氧化度1~2%,N2:10-40%，CH4:,2%,温度:900~1100℃煤气转化目的:把碳氢化合物转化为H2,CO燃料:气,液,固如天然气
6、,液化石油气,重油煤转化冶金还原煤气:工业未曾实施2气基直接还原法分类目前世界海绵铁产量达2300万吨,大部分用M氏法(Midrex)生产主要问题这种工艺必须用天然煤气制备还原剂,在天然气缺乏的地方无法采用;此外此种工艺设备复杂,投资巨大。3煤基直接还原法还原剂和燃料可分别使用不同燃料燃料:煤气,燃油,煤炭(烟煤)还原剂：煤对还原煤的要求反应性好,灰熔点高(回转窑>1150℃),灰分少(<25%),含S少(<0.8%)4煤基直接还原法5直接还原工艺介绍直接还原总产量60%；80万吨/年；原料：氧化球团或天然富矿要求：粒度6-25毫米脉石含量<3%;膨胀率<20%；强度>200K
7、g/球一次能源：天然气；煤气转换：CH4+H2O=CO+3H2；CH4+CO2=2CO+2H2煤气要求：氧化度<5%;入炉煤气温度750-900℃；还原带停留时间：6小时HYL反应罐法工艺流程煤基回转窑球团或富矿5-25毫米 原料：焦粒（煤粒）、块状铁矿、石灰石粒（或白云石）转底炉法转底炉的优缺点优点：设备简单，操作容易，反应速度快，生产率高。但是这一方法仍然需用煤气燃料（煤炭仅用作还原剂）。消耗指标为：铁精矿：1300kg，还原煤400kg,气体燃料0.65Gcal,电耗60KWh。此法最
