非高炉炼铁技术的发展方向和策略

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,非高炉炼铁技术的发展方向和策略,周渝生 钱晖 张友平,冯华堂,宝钢集团公司,20081012,一、,能源,市场最近的发展动态,二、竖炉直接还原,气源,的发展,三、煤气利用方向对,经济效益,的影响,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,五、印度鲁奇,HYLSA,法煤气化生,产直接还原工程,进展,六、一种竖炉直接还原的组合,方案,七、,熔融还原炼铁工艺,的发展,八、结论,一、,能源,市场最近的发展动态,上半年国内焦煤焦炭价格累计暴涨了一倍。当前是不用焦炭的直接还原炼铁技术发展的大好机遇,2008,上半年我国产焦炭,1.723,亿吨，同比增长,11.42,。,6,月末，山西、山东、河北,一级冶金焦出厂含税价超出,3000,元,/,吨,，刷新历史纪录。,6,月份，我国常规冶金焦出口离岸价为,600,680,美元,/,吨,（含关税,25,），环比上涨,30,90,美元,/,吨。,今年,上半年，国内,炼焦煤到厂含税价从年初的不足,1000,元,/,吨上涨到,6,月的,2000,元,/,吨，,焦炭价格累计涨幅则达,1400,1500,元,/,吨,，全部外购焦炭的钢铁企业吨钢成本增加了,620,660,元,/,吨。,一、,能源,市场最近的发展动态,鉴于国际石油天然气持续涨价的严峻,形势（,近十年油价已经上涨了,5,7,倍,），国家发改委网站上的资料说，,当前国内的天然,气价格仅为国际市场价的,29%,中国的天然气价格还需要提高两倍以上，才能按照市场规律与国际接轨，这是能源价格改革的方向,。,国内天然气持续涨价乃大势所趋，,国内优质非焦煤的价格十年仅上涨了一倍，为了保持竞争力，宝钢应抓紧开发利用亷价粉煤制气作替代能源发展生产，应将对外购天然气的需求或依赖性减至最低。,2005,年出台的,钢铁产业发展政策,把发展循环经济作为重要内容，明确规定,“,500,万吨以上规模的钢铁企业，要努力做到电力自供有余，实现外供,”,。,一、,能源,市场最近的发展动态,近十年油价已经涨了,5,7,倍，,高盛预测,2,年内将涨到,200,美元。,一、,能源,市场最近的发展动态,2007,年比,2006,年上涨了,19%(,2.0-2.50,元,/m,3,),。,2007,年,11,月,10,日,上海市的工业用天然气价格,已由,2.60,元,/m,3,上涨到,3,元,/m,3,，,比,2006,年又上涨了,16.38%,，比,2005,年上涨了,50%,。,2008,年,6,月,上海市的机动车用天然气价格,已由,2.60,元,/m,3,上涨到,4.6,元,/m,3,上海市的天然气的价格在逐渐提高，这是能源价格改革按照市场规律与国际接轨的结果,一、,能源,市场最近的发展动态,国际市场天然气价格的变化趋势,重废钢的价格决定,HBI,和,DRI,的市场价格,07,08,年间涨了一倍,直接还原厂的效益改善，投资回收期,缩短，有利于炼铁新工艺技术发展,2005,年出台的,钢铁产业发展政策,把发展循环经济作为重要内容，,2007,年,1,月,16,日中国国家发改委率先改革天然气价格形成机制（与国际市场价格挂钩）的改革。,因此浦钢罗泾厂区,用粉煤就地气化生产海绵铁增加产能解决全厂煤气平衡是正确方向,。这不仅是从企业经济利益考虑，而且是,从企业能源安全和战略能源储备方面考虑,。前车之鉴，上世纪九十年代，美国就有一批严重依赖天然气为主要能源的钢铁企业因天然气涨价超过,3,倍而破产。,一、,能源,市场最近的发展动态,日益昂贵的焦炭和天然气价格迫使人们开始考虑研究用本地容易获得、相对廉价的优质非焦煤代替焦炭来炼铁的新技术方案,!,（,1,）,2007,年世界直接还原铁的产量,2007,年世界直接还原铁产量达,6722,万吨，占总铁产量,7.4,。,受全球钢铁工业强劲发展的支撑，中东、印度、俄罗斯等一批新建直接还原铁厂陆续投产。分别为：俄罗斯,Lebedinskyll,设备，年产能,140,万吨；卡塔尔钢公司一套年产能,150,万吨；埃及苏伊士钢铁公司一台年产能,195,万吨,HYL,工艺设备；印度,Jindal,公司的年产能,190,万吨,HYL,工艺及鲁奇煤制气,JPSL,设备；,Abu Dhabi GHC-2,公司,2,座采用年产能,160,万吨,HYL,工艺设备。工艺设备。,印度已连续,5,年保持是世界第一的直接还原铁生产国,，产量为,1906,万吨，占世界总产量的四分之一，,委内瑞拉第二，,产量为,771,万吨，产量连续两年下降；,伊朗第三,，产量为,744,万吨。,按直接还原铁生产工艺分，,MIDREX,工艺的产量为,3972,万吨，占世界总产量的,59.1,；在印度、南非和中国等煤基,回转窑,工艺产量占世界产量的,22.2,，但煤基直接还原工艺大部分规模较小，能耗也较高。；,其次为,HYLSA,工艺，产量为,1130,万吨，占世界产量的,16.8,。,二、直接还原,技术,的新发展,二、煤基直接还原工艺评价,煤基直接还原工艺中产能最大的是转底炉工艺，干铁法（,Dryiron,）是美国,Maomee,研究工艺公司开发的，目的是处理钢铁厂含铁尘泥等废料和生产,DRI,。该工艺最大特点是使用干压块技术把氧化铁粉、煤粉的混合物制成团块。造成生球后不需要干燥和焙烧直接入炉。干铁法的另一个特点是所造成的球大小均匀，密度均匀。除了干铁法，转底炉工艺还有,FASTMET,法等，单炉产能最大可达,50,万,t/a,，转底炉工艺在处理钢厂含重金属粉尘方面有了广泛的应用。,DRyIron,Process,转底炉,Oxide and,Reductant,Storage,Mixer,Feeder,Discharge,Screw,Briquetter,DRI,Canisters,Afterburner,Combustion,Air,Rotary Hearth,Bed,Rotary,Hearth,Furnace,Baghouse,Heat,Exchanger,二、煤基直接还原工艺评价,隧道窑是欧洲开发的专门用于生产高附加值的粉末冶金铁粉的主要工艺手段，其产品用于汽车家电复杂机械零件的粉末冶金制品、美国普兰特惠特尼公司用隧道窑生产,IN-100,高温合金粉末制成的飞机发动机涡轮盘用于,F16,战斗机。,由于正规设计的,直接还原隧道窑长达,160,270,米，产能小（单窑最大年产,6,万吨）热损失大、能耗很高，劳动生产率低等技术经济等原因，国外早已不用它生产炼钢用,DRI,了,。瑞典,Hoganas,公司的固体碳还原铁粉工艺流程见附图。 目前国内外生产粉末冶金铁粉的原料要求用低杂质含量含铁达,70, 以上，隧道窑产出的海绵铁粉含碳氧高，非金属夹杂物多，还要用氢气进行精还原脱氧脱碳（由含,97%Fe,、,0.2%C,、,2%O,达到含,99.2%Fe,、,0.02%C,、,0.2%O,），提高其铁粉质量达到国标水平。,用低效率高能耗的隧道窑来处理钢厂废粉尘或普通铁精矿粉生产高炉原料或炼钢原料级,DRI,是极不经济的,。,二、煤基直接还原工艺评价,瑞典,Hoganas,公司的固体碳还原铁粉,隧道窑工艺流程,各种直接还原工艺比较表,直接还原工艺,名称,还原剂,反应器,类型,能耗,GJ/t DRI,单炉产能,万,t/a,总产能,万,t/a,MIDREX,天然气,竖炉,11,180,3792,HYL 3,天然气,竖炉,11,190,1170,FINMET,天然气,流化床,14,50,200,INMETCO,煤,天然气,转底炉,16,7,10,DRYIRON,煤,天然气,转底炉,15,14-50,100,FASTMET,煤,天然气,转底炉,15,14-50,80,DRC,回转窑,煤,回转窑,20,15,40,SL/RN,回转窑,煤,回转窑,18,15,100,隧道窑,煤,隧道窑,25-30,1-4,20,二、煤基直接还原工艺评价,废钢越来越难以满足要求，对直接还原工艺节能环保的要求也越来越高，所以加快工艺完善的步伐迫在眉睫。任何一个直接还原工厂是否具有经济上长期生存能力，取决于能源供给和市场是否有保障，价格是否低廉。工艺,是否,不断成熟和向大型化发展。,二、竖炉直接还原气源的发展,根据我国缺石油，天然气贫乏，非焦煤资源丰富、价廉的特点，中国钢铁企业采用粉煤就地气化生产海绵铁，增加产能解决全厂煤气平衡是正确方向。这不仅是从企业经济利益考虑，而且是从企业能源安全和战略能源储备方面考虑。前车之鉴，上世纪九十年代，美国就有一批严重依赖天然气为主要能源的钢铁企业因天然气涨价超过,3,倍而破产。 目前粉煤气化,-,竖炉生产海绵铁联合工艺需要较高的基础设施和设备投资费用，但是由于技术的进步和直接还原铁价格的上涨，盈亏平衡点规模已经降低到,50,万,t/a,以下。已经是一种技术经济上可行的、清洁生产的炼铁方案。,钢铁厂,生产直接还原铁应优先利用钢铁联合企业中回收利用的剩余煤气,：高炉煤气,(BFG),焦炉煤气,(COG),和转炉煤气,(BOFG),，然后考虑用非焦煤制气来补充直接还原炉所需煤气。,建设竖炉直接还原设备首先应考虑企业自身发展的需求,，除非有长期销售供货协议，一般不宜考虑外销；为了投入产出最大化，应优先考虑,充分利用本地区可大量稳定获得的性价比最高的原燃料,，应充分考虑,规模效益,对成本的影响。,二、竖炉直接还原气源的发展,三、煤气利用方向对经济效益的影响,1m,3,COREX,煤气用于不同的使用方向产出的经济效益是不同的。,以中等热值煤气,COREX,煤气为例，用于不同用途经济效益分析如下：,A),生产海绵铁。,生产,1t,海绵铁需净消耗,COREX,煤气约,1500,m,3,，总成本,1850,元,/ t,，海绵铁的市场价格与优质废钢相当,(4400,元,/t),，目前,用,COREX,煤气生产海绵铁代替废钢产生的的价值高于,1.70,元,/m,3,。,B),作气体燃料。,COREX,干煤气低位发热值约,8000kJ/m,3,左右，燃烧性能很好，可直接做加热炉燃料。上海市工业用天然气的价格,3.0,元,/m,3,，热值，用,COREX,煤气顶替天然气，考虑热值与加热炉效率诸因素，约需,4.5m,3,COREX,煤气顶替,1m,3,天然气，,COREX,煤气作气体燃料的经济价值约为,0.67,元,/m,3,。,C),用于,CCPP,发电。,煤气是燃气轮机发电的良好燃料，热电转化效率在,43-46%,范围，,1m,3,COREX,煤气约可转化成接近,1kWh,电力。下网电价,0.53,元,/kWh,，,COREX,煤气用于发电，,1kWh,电用煤气约,1m,3,，燃料费占发电成本的,70 - 75%,，,COREX,煤气发电的经济价值约,0.38,元,/m,3,。,D),可用于生产化工产品甲醇,，其投资很高、市场价格波动很大、跨行业经营，,有较大风险。,COREX,煤气用于生产海绵铁的价值为用作气体燃料的,2.54,倍，为用于,CCPP,发电的,4.47,倍。,COREX,煤气用于生产海绵铁取得的经济效益最好。,New DRI Technology Coal-Gasifier based Reduction will use coal instead of natural gas.,三、煤气利用方向对经济效益的影响,（,1,）气基竖炉直接还原炼铁法的能耗与生产率改善的技术进步,气基,直接还原炼铁装置不需要象高炉配套建设的大规模的烧结、炼焦设备投资，也,不需要焦炭、焦煤,，因此，在以出产天然气的发展中国家为中心，蓬勃发展起气基竖炉炼铁的铁源设施。近年，钢铁企业对于低灰分的洁净铁源的需求量正在日益增大，将直接还原铁作为废钢的优质替代品。由于,HBI,技术的开发，海上运输直接还原铁成为可能，开辟了世界范围的市场。由于最近的优质钢材需求量的增大，建设气基竖炉直原铁装置的需求也在日益高涨。,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,气基,直接还原炼铁法技术发展过程中，,直接还原铁竖炉的生产率的持续性改善,的贡献最大,。,近,30,年竖炉内的,CO,和,H,2,利用率的提高幅度达到,25,以上,，对,竖炉生产率,和,单耗,的改善贡献很大。依靠提高还原气体的温度、压力，对原料质量的控制、竖炉内煤气流的均匀分布、改善固气接触等使,CO,和,H,2,气的消耗量减少。,上世纪,70,年代竖炉的还原气的温度为,780,，,到,90,年代提高至,850,，竖炉的生产率约提高了,13,。,到,90,年代后期，通过对原料球团施行水泥喷涂包覆，,还原气的温度可提高到,930,，竖炉的生产率进一步提高了约,11, 。,这些改善是在没有变更直接还原竖炉的内部机械结构下实现的。,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,上世纪,90,年代后期开始，重点逐步放到了借助吹氧进一步提高竖炉还原层温度,的技术,。这,项技术,是,将高纯度的氧气,(12,20Nm3,t,DRI),吹入,含有甲烷的,高温还原气中,，使,还原气体温度,达到,约,1000,，进入竖炉的煤气温度达,900,以上，使竖炉的生产率约提高了,20,，节能,5,。,再向热煤气加入少量氧气，借助天然气的部分氧化生成更高温度的还原气体。这种升温使用了特别设计的燃烧器使氧和天然气部分燃烧。,这项技术进一步发展成为,NGCOG,竖炉,的自重整技术,-ZR,不必增设重整炉而提高,了,竖炉生产率,、降低了投资。,四,、竖炉直接还原,技术,的新发展,(2).HYL ZR,零重整直接还原工艺,ZR,精简了投资大、能耗高的天然气裂解加热工序,New DRI Technology -,Oxygen Injection,increases productivity by 20%,and,reduce energy consumption by 5%.,Oxygen Injection,Partial Combustion,四,、竖炉直接还原,技术,的新发展,New DRI Technology A Reformer-less Process uses the in-situ reforming of the produced DRI to reduce energy consumption.,炉内重整可节能,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,现在直接还原铁竖炉的利用系数已可达到,162t/m,2,d,比大型高炉的最高产能（,70t/m,2,d,）,高出,1.31,倍。,现有主要炼铁方法的生产率指标比较表,项目,HYL,竖炉,MIDREX,竖炉,大型高炉,小高炉,COREX,FINEX,HISMELT,工作压力,/MPa,0.8,0.3,0.25,0.1,0.4,0.4,0.08,最大产铁能力,/,万,t/a,190,170,400,80,150,150,60,最大利用系数,/t/m2d,162,112,70,63,60,60,50,生产率比较,2.3,1.6,1.0,0.9,0.9,0.9,0.7,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,大型高炉的生产率可达到6,7,70,t/m,2,d,3,5,7,6,8,9,10,4,0,50,100,150,200,250,40 t/md,50 t/md,60 t/md,70 t/md,80 t/md,Hearth Diameter m,Melting Rate t/h,C-1000,C-2000,C-3000,ISCOR 40 t/h,JINDAL115 t/h,POSCO100 t/h,SALDANHA80 t/h,KEHL 6 t/h,Specific Melting Rate t/md,BAOSTEEL 180 t/h,COREX,- Development,COREX 3000,的生产率可达到60,t/m,2,d,1.35MtDRI/a(0.8MPa),（,3,）直接还原竖炉的热,DRI,输送装炉技术的发展,前面介绍的是竖炉冶炼装置的发展和技术进步，正在实施的,将下游的炼钢过程也包含在内的提高生产率和降低单位能耗的为目标,的技术改进方案。作为把竖炉生产的,700,以上的高温还原铁输送往下游炼钢设备的方法，,HYL,开发了借助气力输送的,HYTEMMP,工艺，,MIDREX,开发了用带式输送机借助重力供给炼钢设备的,HOTLINK,技术。,通过装入,100%,的高温,DRI,，,炼钢直接有下列效果：,电弧炉,吨钢电耗降低,120,140kWh,；,电弧炉的,电极消耗减少,0.5,0.6kg,t,钢,；,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,New DRI Technology - Hot Discharge of DRI conserves electric melting energy.,DRI,热装可节能,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,DRI,热装可使电弧炉的产量增加，电气系统小型化，并且有减少输送和贮存过程中的再氧化、粉化等间接效果。,为了应付定期维修的时间安排与下游的炼钢设备的突发性停炉，需要设计经由旁路，将向炼钢设备,(,如电炉,),的供料系统中贮存的,DRI,通过产物冷却器将高温直接还原铁冷却成,冷,DRI,，,或者用,对辊制团机制成,HBI,再排出供储存或运输。,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,The computer model indicated the optimum amount of Lump Ore for each DR Unit.,DR-3,DR-2,四、竖炉直接还原,技术,的新发展,By Dr. Gregory Ludkovsky,Arcelor Mittal Steel,Meeting,the,Challenge of Increasing Steel Production,据文献报道及技术交流，印度,Jindal,公司在奥里萨邦用鲁奇煤气化工艺与,HYLSA 4M DR,竖炉联合生产,DRI,，,HYL,与,Daneli,一起负责该项目设计，,JPSL,的海绵铁项目项目,设计产量为,190,万,t,DRI/a,，,预计,2010,年投产。鲁奇煤制气法的煤气成分：,CO,：,24,，,H,2,：,39,，,CH,4,+CmHn,：,10,，,H,2,+CO/CO,2,+H,2,O,为,2.2,。计划,2010,年投产。,印度,JPSL,的,HYL,与鲁奇煤气化工艺连接时，,合成气消耗为,849m,3,/tDRI,（,相当于,9.25GJ/tDRI,），,合成气温度为,40,，,压力为,27.5kg/cm,2,，,循环气量为,1800 m,3,，进,HYL,还原炉的合成煤气,成分为,39% H,2,，,24,CO,，,10,CH,4,+CnHm,，,26,CO,2,，,0.3,H,2,O,，,0.2% N,2,，,H,2,+CO/CO,2,+H,2,O,2.4.,五、,印度鲁奇,HYLSA,法煤气化生产 直接还原工程进展,鲁奇炉是采用加压气化技术的一种炉型，气化强度高，但需使用块煤或型煤。目前南非、美国和中国共有近,200,多台工业装置,用于生产合成气的只有中国的,9,台。,鲁奇炉现已发展到,Mark,型，炉径为,5.0m,每台产气量可达,10,万,m,3,/h,，,已可满足,90,万,t/a,竖炉生产。,鲁奇炉由于出炉气带有大量水分和煤焦油、苯和酚等，冷凝和洗涤下来的污水处理系统比较复杂。生成气的组成,(,体积,),约为：氢,37,39,、一氧化碳,17,18,、二氧化碳,32,、甲烷,8,10,经加工处理可用作城市煤气及合成气。据报道，英国煤气公司和鲁奇公司共同开发的,BGL,炉，采用熔融排渣技术,降低了蒸汽用量，提高气化强度并可将生成气中的焦油、苯、酚和煤粉等喷回炉中气化,?,。,由于鲁奇炉设备国产化率高，其投资要比,SHELL,法低,40, ，,BGL,炉投资要比,SHELL,法低,20,。,五、,印度鲁奇,HYLSA,法煤气化生产 直接还原工程进展,宝钢研究院经过的科研提出过一个直接还原铁流程方案的建议：,一台干煤粉,2040,t/d,SHELL,煤气化装置,年操作时间气化按,7200,小时计生产能力按,16,万,Nm3/h(CO+H2),计，,竖炉年产能力可达,135,万吨,DRI,。 配套制氧机,;50000m3/h,。其中煤气化副产,4.2MPag,400,过热蒸汽。加热炉燃料气采用竖炉尾气。,六、一种竖炉直接还原的组合方案,六、一种竖炉直接还原的组合方案,七、熔融还原炼铁工艺的发展,COREX,熔融还原炼铁技术是钢铁工业的前沿技术之一，是发展中的新炼铁技术，是一种用块煤和块矿直接生产热铁水的新工艺。由于该法可少用焦炭、环境友好，污染物排放少因而受到世界各国的重视。该法工业化生产成功是熔融还原技术的一次突破性进步，成为炼铁生产工艺的新模式。,COREX,工艺的研究开发工作始于,1977,年，在,20,世纪,80,年代初期进行了充分的半工业试验，并于,1989,年在南非伊斯科公司普雷陀利亚厂首次实现工业化应用。目前世界上已经有五套,COREX,装置在生产运行。,七、熔融还原炼铁工艺的发展,熔融还原的产品是铁水、炉渣，开发熔融还原的目的是代替高炉生产铁水。,COREX,法可以用和高炉一样的块状含铁原料，目前南非、印度、韩国已有,4,套设计年产能力,70,万吨铁水的,COREX,熔融还原工业生产装置，现在生产正常，作业率可达,93,，吨铁耗氧约,550m3,，耗煤约,1100kg,，同时副产大量中热值煤气，其产品铁水的成份和温度都与高炉基本相同。,FINEX,法,HIsmelt,法可直接用粉矿作原料。,FINEX-3000,建成后刚刚达到设计能力。有希望实现工业规模生产的熔融还原技术有韩国的,FINEX,法，澳大利亚的,HIsmelt,法等。,七、熔融还原炼铁工艺的发展,COREX,法是一种受到青睐、容易获得官方批准的清洁炼铁技术，宝钢率先引进了两套,COREX,技术和设备，消化吸收后有利于国内外推广应用。熔融还原技术还在发展中，其他几种流程也将陆续工业化，虽然,COREX,工艺最先成功,但不一定是最佳的工艺。,COREX,利用了高炉炉缸和气基直接还原竖炉的成熟设计，把高炉截为两截，使用块煤和块矿炼铁，所以成功地实现了工业化生产。宝钢,COREX 3000,炉投产十个月，尽管能够连续稳定生产，月均产量仍然未达到原设计能力，或许其设计产能定得过高，实际的设计产能应该定为,120,万,t/a(144t/h),可能更合适。,铁水与炉渣,COREX,熔融还原炼铁工艺流程示意图,二、宝钢的差距和努力方向,块矿,/,球团,/,熔剂,热旋风,除尘器,炉顶煤气,洗涤塔,输出煤气,还原竖炉,热还原气,煤,冷煤气,粉尘,洗涤塔,氧气,熔融气化炉,序,项 目,单位,参数,C3000,指标,1,炉型,C2000,C3000,2,铁水产量,万t/a,105,150,水渣,万t/a,34,49.4,0.329t/t,3,煤气产量,m,3,/h,224880,321250,1799,m,3,/t,4,矿用量：块矿,万t/a,62.6,89.1,0.594t/t,0.149t/t,粉矿,万t/a,15.6,22.4,球团,万t/a,78.2,111.8,0.745t/t,0.9t/t,5,煤焦用量：煤,万t/a,94.5,135.0,小块焦,万t/a,10.5,15.0,0.1t/t,6,动力消耗,:,氧气,m,3,/t,555,555,555,氮气,m,3,/t,70,70,电,kWh/t,75,75,新水,m,3,/t,1.5,1.5,7,年工作日,350,350,8,定员,人,150,150,COREX,主要设计参数,、目前刚刚启动的国家,“,十一五,”,科技支撑计划重大项目,“,新一代可循环钢铁流程工艺技术,”,项目,，,基于氢冶金的熔融还原炼铁新工艺开发,课题,，,联合申报单位：宝钢集团有限公司， 钢铁研究总院， 上海大学。,本课题旨在,开发大量利用粉矿、粉煤的熔融还原技术，提升该技术的资源适应性和经济性,。,为开拓,氢冶金技术,迈出第一步，为今后构建冶金和化工联合循环流程提供探索性的研究成果,七、熔融还原炼铁工艺的发展,宝钢,COREX-3000,生产概况,截至,2008,年,6,月底，,7,个月来表示生产状况的主要技术指标大致如下：,（,1,）累计生产铁水：,591087,吨；,（,2,）平均作业率：,88%,；,（,3,）平均燃料比：,970 kg/t,铁，其中焦炭比例：,25,;,（,4,）铁水平均含,Si,: 0.55%,，平均含,S,：,0.06%;,（,5,）铁水平均温度：,1512;,（,6,）吨铁氧气单耗：,555 Nm3/t,铁。,七、熔融还原炼铁工艺的发展,COREX,法继承了高炉的一些缺点：,不能,100%,直接使用粉煤、粉矿，必须使用块状原料；,对入炉块状原料的理化性能有很高的要求，提高了原料成本，使铁水成本升高；,在炉体中部的高温区使用了很多活动部件，使设备维修成本及热损失增加，设备利用率降低；,要依赖稳定的焦炭床保护炉缸,因此目前在生产的,COREX,焦比均高于,130-250kg/thm,；,(5),使用全氧冶炼，但按炉缸面积计算的生产率仅为高炉的,0.7,0.9,；,竖炉预还原料的金属化率波动大；,设备的工厂压力波动大；,经常发生竖炉,DRI,排料螺旋堵塞；,终还原熔化气化炉内的料柱太轻，死铁层较浅，使保护炉缸内部出铁口端部的炮泥的泥包难以形成，给炉缸的长寿维护带来困难。,尽管如此，,COREX,法仍然是唯一大规模经济运行的熔融还原炼铁生产装置，仍然是熔融还原领域中的鹰。,七、熔融还原炼铁工艺的发展,FINEX,法,韩国浦项 与,VAI,合作研发的,150,万吨铁水,/a,的,FINEX,3000,装置,2007,年,4,月,10,日投产，已经运行了近,370,天，设计日产,4300,吨,/,日、最近刚达到了设计能力。,1995,年浦项为了研究,FINEX,引进了,COREX2000,，,POSCO,不惜化费巨资把新技术的流程打通，不断优化。,FINEX,研究开发经过了,17,年，总共已投入了,10.6,亿美元、历经多次的挫折和失败，得以建成年产,150,万吨的,FINEX,生产装置，可见他们的创新新流程的决心之大。,七、熔融还原炼铁工艺的发展,FINEX,工艺有以下特点：,FINEX,工艺采用资源丰富廉价的铁粉矿（平均粒度在,1,3mm,，最大粒度,8mm,）,采用粉煤压块技术，目前只需要,10,焦炭。,生产成本低，,FINEX,报道炉顶煤气全部循环使用平均煤耗约在,800kg/t,水平，,POSCO,认为,FINEX,可比高炉流程制造成本下降,15,。浦项宣称总体投资是高炉流程的,80,?,环保水平与,COREX,相当。铁水质量与高炉、,COREX,炉相当。,工艺可靠，设备利用率与,COREX,炉相当。,但对钢铁界最关注的焦点问题，如该法使用的宽粒度铁粉矿超大型多级流化床预还原工艺的特点，,650 DRI,热压块工艺的设备利用率，操作稳定性、燃料比的细节、数据等情况尚不清楚。,因此，被大型工程项目采用的技术经济可行性也还有待实践证明。浦项宣称到目前为止还没有考虑推广或向海外转让技术。,FINEX,近期操作数据,2008,年,6,月,5,月,4,月,3,月,2,月,单位,日产量,4110,4358,3895,3351,3799,t/d,小时熔炼率,171,182,162,140,158,t/h,累计铁水产量,1662251,1538943,1403842,1286998,1183111,kg/,thm,燃料比（湿基,+,粘结剂）,797,783,829,852,837,kg/,thm,燃料比（干基,-,粘结剂）,765,751,795,817,802,kg/,thm,燃料比（干基,-,粘结剂,-,糖蜜）,718,703,748,765,748,kg/,thm,煤比（干基）,748,728,790,796,770,kg/,thm,铁水中,Si,含量,0.8,0.84,1.02,0.87,0.68,%,铁水中,S,含量,24,25,28,34,29,%10,-3,铁水温度,1526,1530,1521,1524,1531,二元碱度,1.2,1.21,1.19,1.2,1.24,三元碱度,1.58,1.59,1.56,1.62,1.66,四元碱度,0.99,0.99,0.98,1.01,1.02,渣中氧化铝含量,17.95,17.6,17.41,17.25,18.14,气化炉氧耗,478,454,486,507,499,Nm,3,/thm,焦比,10,8,13,10,7,%,煤比,71,74,68,74,78,%,PCI,喷煤比,19,18,18,17,15,%,七、熔融还原炼铁工艺的发展,HIsmelt,法,直接利用粉矿粉煤的,HIsmelt,法对钢铁界经营者有很大的吸引力，但该工艺若要实现工业化生产，在热煤气利用、提高设备利用率及降低炉衬成本方面还有很长的路要走。我们应在拥有丰富廉价高磷铁矿资源的地区和企业强化对铁浴法熔融还原炼铁工艺及装置的研究开发工作，因地制宜研制出适合我国国情的低成本铁浴法熔融还原炼铁工艺。,HIsmelt,铁浴熔融还原的特点：,（,1,）可全部使用粒度为,-6mm,以下粉矿粉煤，便于推广应用。,（,2,）由于,HIsmelt,熔融还原炉有强氧化性炉渣，有较好的脱磷效果，非常适合于冶炼高磷矿，这是区别于高炉和其它非高炉炼铁工艺的主要特点,（,3,）由于氧化性气氛很强，所以它产出的铁水含磷低、碳低、硫高、硅锰含量为零。不适合直接供传统的炼钢流程使用。要经炉外脱硫和添加硅铁、锰铁合金或与高炉铁水兑配，使其达到炼钢铁水的成分要求。,（,4,）由于粉矿预还原度低，炉渣含（,FeO,）高，炉衬腐蚀快，一代炉龄仅,12-18,个月。,（,5,）由于,HIsmelt,熔融还原炉为低压操作，大量高温含尘煤气热能难以回收利用，吨铁能耗高。,据兰格钢铁,2008.9.11,报道，印度国家矿业开发公司,(NMDC),计划用,3,年时间，在印度,Chhattisgarh,邦,Bastar,地区的,Nagarnar,建造,HIsmelt,熔融还原炼铁厂，投产后年产能可达,300,万吨。祝愿,HIsmelt,熔融还原早日成为炼铁生产工艺。,高炉、,COREX,、,FINEX,等技术的生铁质量比较,技术,高炉,COREX,FINEX,HIsmelt,ROMELT,还原剂,矿石,焦炭,块矿,块煤,块矿,块煤,粉矿,粉煤,粉矿,粉煤,粉矿,出炉温度,(,C),1450-1550,1450-1550,1450-1550,1440-1530,1350-1500,C (%),Si (%),S (%),N (,ppm,),4.0-5.0,0.2-0.8,0.01-0.05,60,4.0-5.0,0.2-0.8,0.01-0.05,20,4.0-5.0,0.2-0.8,0.01-0.05,20,3.0-4.2,0.01,0.15-0.25,150,4.0-4.8,0.01,0.15-0.25,60,熔融还原炼铁技术还需要在消化吸收,COREX,技术中逐步优化、创新和发展，因此，我们应该根据我国的具体条件，借助国家“十一五”科技支撑计划项目的支持，开发具有我国特色的熔融还原新工艺。,八、结论,近期我国非高炉炼铁技术将进入一个快速发展时期。建议广大业主应选择环境友好，能耗低，排放少，适合本地区资源条件、特点的直接还原或熔融还原工艺。,目前适合于工业化生产采用的熔融还原工艺只有,COREX,一种，其工艺技术正在逐步完善之中。适合大规模直接还原铁生产的有利用焦炉煤气、粉煤制合成气或天然气的氧化球团竖炉联合工艺，适合中小规模直接还原铁生产的有转底炉法和回转窑法。,直接还原工艺处于不断成熟和向大型化发展的趋势。钢铁企业对直接还原铁的需求势必逐年增加，对直接还原工艺节能环保的要求也越来越高,直接还原工厂是否具有经济上长期生存能力，取决于能源供给是否有保障，能源及含铁原料的价格是否低廉，产品是否有稳定可靠的用户。我们应加快研发、完善非高炉炼铁工艺，提高其竞争力，使之适合于我国钢铁工业发展的需要。,谢 谢！,