直接還原技術的新發(fā)展
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- 直接還原技術的新發(fā)展直接還原技術的新發(fā)展
史 占彪
( 東北大學 ， 沈陽 1 1 0 0 0 4 )
摘 要 直 接還原鐵 作為 電爐煉鋼 的高質(zhì)量 代用 品 ， 正在 迅速增 長 。但隨著 直 接還原 技術 的 發(fā)展和 原料 、 能 源條件
新變化 ， 當前 直接還原技術 向前 發(fā)展的 主導 趨勢 是擴 大能 源范 圍， 煤 作一 次能 源 ， 加快 煤 的氣化 技術 的發(fā)展 研究 ； 充
分利用粉礦和精礦 ， 充分發(fā)揮比表面大的優(yōu)勢， 發(fā)展新的流化床技術 ： 提高產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性， 減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)、 簡化工
藝 、 提 高能量利用率 ， 開創(chuàng)直接還原新 局面 。
1 前言
下一個 1 0年， 廢鋼供應量 ， 尤其是高質(zhì)量電爐廢
鋼的供應將是缺乏的。尤其是發(fā)展中國家 ， 可能發(fā)生
嚴重短缺 ， 這將導致直接還原鐵需求的增加。直接還
原鐵可作為電爐煉鋼的高質(zhì)量代用品， 已成為增長著
的、 有生命力及競爭能力的角色。
2 直接還原現(xiàn)狀
1 9 7 0年世界直接還原鐵 的產(chǎn)量為 7 9萬 t ； 2 0 0 0
年世界還原鐵產(chǎn)量到 4 3 2 0萬 t ， 預測 2 0 0 5年將增為
6 0 0 0萬 t ， 到 2 0 1 0年將增至 7 5 0 0萬 t ， 但對 還原鐵
的需求短缺也將從 2 0 0 2年 的 4 0 0萬 t增加 到 2 0 0 5
年的 2 0 0 0萬 t 。
從地區(qū)看， 直接還原的發(fā)展與資源條件密切相關 ：
一
是優(yōu)質(zhì)鐵礦 ； 二是廉價和豐富的能源。2 0世紀 8 0年
代前 ， 發(fā)達國家曾試圖發(fā)展直接還原， 但 由于原料和加
工費高 ， 限制了在這些國家的發(fā)展， 而南美地區(qū)有豐富
的天然氣和鐵礦源得到快速發(fā)展； 2 0世紀 9 0年代， 中
近東、 東南亞地區(qū)發(fā)展最快； 另一原因是直接還原裝置
單機產(chǎn)能較小、 生產(chǎn)靈活 ， 符合發(fā)展國家的經(jīng)濟實力和
對鋼鐵的快速增長 ； 另外 ， 發(fā)展 D R采用 短流程工藝 ，
經(jīng)濟效益顯著。近些年 ， 發(fā)達國家的短流程鋼廠激增 ，
也進一步促進了對直接還原鐵需求的增長。
從工藝看 ， 可分為氣基直接還原和煤基直接還原
兩類 ； 在發(fā)展過程 中， 無論產(chǎn)能還是產(chǎn) 量的增長都是
*本 文為 2 0 0 1年直接還原技術及 DR I 應用 研討 會上的報告
氣基直接還原法為主 ， 氣基還原鐵超過 9 0％， 占主導
地位 的是 Mi d r e x法 和 HY L法 ； 煤基 還原鐵產(chǎn) 量約
1 0％， 以 S L ／ RN回轉(zhuǎn)窯法為代表 。
在當前直接還原生產(chǎn)領域 ， 直接還原工藝主要是
4種。氣基豎 爐法 ： Mi d r e x法 、 HYL法或 HYLⅢ法 ；
氣基流化床法 ； F o i r 法 ； 煤基回轉(zhuǎn)窯法 。
各種 方法都在 不斷地得 到提高和改 進， 生 產(chǎn)過
程 ， 產(chǎn)品質(zhì)量。原燃料消耗 、 生產(chǎn)效率、 生產(chǎn)成本等都
有很大的進步 。
( 1 )氣基豎爐法是成熟的主導工藝。容易控制 、
產(chǎn)品質(zhì)量好 、 能耗低 、 環(huán)境污染輕 、 生產(chǎn)率高和生產(chǎn)成
本低。單機生產(chǎn)能力 已擴大到 1 2 0萬 t ／ a ( Mi d r e x ) 和
1 0 0萬 t ／ a ( HYL1 1 I ) ， 開發(fā)和采用熱壓塊 和電爐熱裝
技術 ； 增設 C 0 2脫除措 施和提高過程控 制技術將 進
一
步降低能耗 ， 提高產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。
但氣基豎爐法離不開天然氣 ， 發(fā)展會受到資源限
制 ； 要求高品位球 團和塊礦混合爐料 ， 下一世紀將面
臨原料塊礦 的短缺。
( 2 )氣基流化床( F I O R) 法直接使用鐵精礦和粉
礦 ， 省去球團造塊 ， 降低投資和成本 ， 也利于環(huán)保。但
也需要天然氣體能源 ， 生產(chǎn)能耗高于豎爐法 。
( 3 ) 煤基 回轉(zhuǎn)窯工藝 已成熟， 工藝簡單 、 生產(chǎn)費用
低、 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 。在缺乏天然氣卻有豐富非焦煤 的
國家得到了快速發(fā)展 。但單機產(chǎn)能偏小( 最大為 1 5 ～
2 2萬 t ／ a ) 、 能耗較高， 產(chǎn)品含碳不易調(diào)節(jié) ， 建設投 資較
大 。 ...
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