直接还原铁生产概况及发展2004
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冶金管理2006年第8期直接还原铁是铁矿在固态条件下直接还原为铁,可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料,也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。
这种工艺不用焦炭炼铁,原料也是使用冷压球团不用烧结矿,所以是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺,也是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。
直接还原炼铁工艺有气基法和煤基法两种,按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。
目前,世界上90%以上的直接还原铁是用气基法生产出来的。
但是天然气资源有限、价高,使生产量增长不快。
用煤作还原剂在技术上也已过关,可以用块矿、球团矿或粉矿作铁原料(如竖炉、流化床、转底炉和回转窑等)。
但是,因为要求原燃料条件高(矿石含铁品位要大于66%,含SiO2+Al2O3杂质要小于3%,煤中灰分要低等),规模小,设备寿命低,生产成本高和某些技术问题等原因,致使直接还原铁生产在全世界没有得到迅速发展。
因此,高炉炼铁生产工艺在较长时间内仍将占有主导地位。
一、直接还原铁的质量要求直接还原铁是电炉冶炼优质钢种的好原料,所以要求的质量高(包括化学成分和物理性能),且希望其产品质量均匀、稳定。
1.化学成分。
直接还原铁的含铁量应>90%,金属化率要>90%。
含SiO2每升高1%,要多加2%的石灰,渣量增加30kg/t,电炉多耗电18.5kWh。
所以,要求直接还原铁所用原料含铁品位要高:赤铁矿应>66.5%,磁铁矿>67.5%,脉石(SiO2+Al2O3)量<3%~5%。
直接还原铁的金属化率每提高1%,可以节约能耗8~10度电/t。
直接还原铁含C<0.3%,P<0.03%,S<0.03%,Pb、Sn、As、Sb、Bi等有害元素是微量。
2.物理性能。
回转窑、竖炉、旋转床等工艺生产的直接还原铁是以球团矿为原料,要求粒度在5~30mm。
隧道窑工艺生产的还原铁大多数是瓦片状或棒状,长度为250~380mm,堆密度在1.7~2.0t/m3。
直接还原铁(海绵铁)生产工艺及发展方向习惯上,我们把铁矿石在高炉中先还原冶炼成含碳高的生铁,而后在炼钢炉内氧化,降低含碳量并精炼成钢,这项传统工艺,称作间接炼钢方法;在低于矿石熔化温度下,通过固态还原,把铁矿石炼制成铁的工艺,称作直接炼铁(钢)法或者直接还原法,用这种方法生产出的铁也就称作直接还原铁(即DRI)。
由于这种铁保留了失氧时形成的大量微气孔,在显微镜下观察形似海绵,所以直接还原铁也称之为海绵铁。
一、直接还原铁(海绵铁)的用途直接还原铁是精铁粉在炉内经低温还原形式的低碳多孔状物质,其化学成分稳定,杂质含量少(碳、硅含量低),主要用作电炉炼钢的原料,也可作为转炉炼钢的冷却剂,如果经二次还原还可供粉末冶金用。
一次还原铁粉(海绵铁)的主要用途有:①作为粉末冶金制品的原料,耗用量约占铁粉总耗用量的60~80%;②作为电焊条的原料,在药皮中加入10~70%铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高熔敷效率;③作为火焰切割的喷射剂,在切割钢制品时,向氧-乙炔焰中喷射铁粉,可改善切割性能,扩大切割钢种的范围,提高可切割厚度;④还可作为有机化学合成中的还原剂、复印机油墨载体等。
近年来由于钢铁产品朝小型轻量化、功能高级化、复合化方向发展,故钢材中非金属材料和有色金属使用比例增加,致使废钢质量不断下降。
废钢作为电炉钢原料,由于其来源不同,化学成分波动很大,而且很难掌握、控制,这给电炉炼钢作业带来了极大的困难。
如果用一定比例的直接还原铁(30~50%)作为稀释剂与废钢搭配不仅可增加钢材的均匀性,还可以改善和提高钢的物理性质,从而达到生产优质钢的目的。
因此,直接还原铁(海绵铁)不仅仅是优质废钢的替代物,还是生产优质钢材必不可少的高级原料(天津无缝钢管公司国外设计中就明确要求必须配50%的直接还原铁(海绵铁))。
根据国外报导,高功率电炉冶炼时,炉料搭配30~50%直接还原铁,生产率提高10~25%,作业率提高25~30%。
直接还原铁生产工艺的分析世界上直接还原铁生产技术已经成熟, 技术发展极为迅速, 根据Midrex 公司预测, 2010年全世界直接还原铁产量将超过7300万t。
于高炉流程存在着生产成本过高和环境污染的两大难题, 炼铁工艺由高炉流程逐步向直接还原铁短流程过渡已成为定局。
当今的钢铁企业对这一革命性技术工艺越早开发越能占据主动; 不敢承担风险, 迟疑不前, 必将处于被动和落后的局面。
因此, 直接还原铁的开发不是“有所为”和“有所不为”的问题, 而是生产工艺的选择问题。
1 世界直接还原铁生产技术现状1.1 生产工艺发展态势由于某些国家天然气资源丰富, 直接还原铁生产技术在南美洲、南非和东南亚诸国的发展极为迅速,而印度则后来居上; 特别是委内瑞拉、墨西哥等国, 生产历史已超过20余年, 生产规模不断扩大, 直接还原铁产量已占本国钢铁产量的绝对份额; 而奥钢联、韩国合作开发的直接还原与熔融还原技术与日俱进; 浦项钢铁公司的直接还原铁生产大有代替高炉炼铁之势。
对这样的发展态势, 作为世界钢铁生产大国的中国, 我们绝不可掉以轻心。
1.2 世界直接还原铁主要生产工艺??? 世界直接还原铁生产工艺大致可分为两大类: 一种是气基竖炉生产工艺; 一种是煤基回转窑生产工艺。
前者生产量约占总产量的92%, 而后者约占总产量的8%。
在这两种生产技术的基础上, 又发展了熔融还原生产技术。
近年来, 将直接还原与熔融还原技术加以组合, 形成了COREX-Midrex联合流程, 颇受人们的关注。
直接还原铁主要生产工艺见表1。
??? 应该指出, 世界上Midrex法和HYL法应用的比较普遍, 各项技术经济指标亦趋稳定, 生产工艺成熟可靠。
特别是墨西哥的HYL法, 生产技术不断创新, 由于开发了“自重整”技术, 使建设费用减少了26% , 电炉的耗电降低了5%~6%。
印度由于缺乏天然气, 但精煤的资源丰富, 因此多采用煤基回转窑的生产方法。
直接还原铁生产概况及发展
魏国;赵庆杰;董文献;王治卿
【期刊名称】《中国冶金》
【年(卷),期】2004()9
【摘要】介绍了近年国内外直接还原铁生产概况 ,分析了不同直接还原工艺的状
况 ,认为Midrex是最主要的直接还原铁生产工艺 ,资源条件决定了煤基回转窑法仍将是我国直接还原铁生产的主要方法,但应重视气基竖炉还原工艺的开发研究工作。
我国直接还原铁仍将有较大的市场需求。
生产规模过小、工艺设备落后是限制我国直接还原生产发展主要原因。
此外。
【总页数】5页(P16-20)
【关键词】生产概况;直接还原铁;中国;原料供应;生产发展;资源条件;生产规模;直接还原工艺;竖炉;煤基
【作者】魏国;赵庆杰;董文献;王治卿
【作者单位】东北大学材料与冶金学院
【正文语种】中文
【中图分类】TF55;TF551
【相关文献】
1.煤基直接还原铁生产技术的发展 [J], 袁文
2.我国的铁矿资源和煤气化技术能够满足竖炉直接还原铁生产发展的需要 [J], 周
渝生;洪益成;
3.我国的铁矿资源和煤气化技术能够满足竖炉直接还原铁生产发展的需要 [J], 周渝生;洪益成;
4.煤基竖炉生产直接还原铁是发展非高炉炼铁的优选方向 [J], 陈守明;
5.国外直接还原铁的发展概况 [J], 王素娟;顾德南
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直接还原铁回转窑铁磷还原法生产工艺一、直接还原铁是精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质,其化学成分稳定,杂质含量少,主要用作电炉炼钢的原料,也可作为转炉炼钢的冷却剂,如果经二次还原还可供粉末冶金用。
二、直接还原铁生产工艺概述1、什么是直接还原炼铁法?直接还原炼铁法是在低于矿石熔化温度下,通过固态还原,把铁矿石炼制成铁的工艺过程。
2、常用的直接还原炼铁法有哪些?在工业上应用较多的有铁磷还原法,铁精矿粉还原法等,即将轧钢氧化铁磷或精矿粉经还原铁压块机压制成块后,装入焙烧管进窑焙烧,生产出了优质还原铁。
直接还原铁经粗破(将直接还原铁锭破成块状)中破(将块状直接还原铁破碎成0~15mm的颗粒状)后,再经过磁选,去除SiO2、、CaS和游离碳等杂质。
用户可再次使用还原铁压块机压制直接还原铁颗粒,使直接还原铁颗粒成型并达到一定的堆比重g/cm3要求。
直接还原铁破碎颗粒直接影响压块物理特性(压缩性、成型性、堆比重g/cm3)对特钢生产起到至关重要的作用。
三、铁磷还原法概述1、什么是铁磷?铁鳞又称氧化铁皮、氧化皮。
在钢材加热和轧制过程中,由于表面受到氧化而形成氧化铁层,剥落下来的鱼鳞状物。
铁鳞可用作氧化剂和制铁粉的原料。
轧钢氧化铁磷是钢材在加热炉中加热后在轧制过程中,其表面氧化层自行脱落而产生的。
2、为什么用氧化铁磷?有什么注意事项?还原海绵铁可采用热轧沸腾钢氧化铁磷作原料,因为沸腾钢氧化铁磷中的TFe、C、S、P化学成分含量,能满足还原海绵铁生产的技术要求。
在还原海绵铁中最好不要以高碳钢或合金钢氧化铁磷为原料。
3、什么是铁磷还原法?有哪些类型?铁鳞还原法就是以铁鳞为原料的直接还原法生产工艺。
铁鳞还原法生产过程可分为粗还原与精还原。
在粗还原过程中,铁氧化物被还原,铁粉颗粒烧结与渗碳。
增高还原温度或延长保温时间皆有利于铁氧化物还原、铁粉颗粒烧结,但会生产部分渗碳。
鉴于在精还原过程中脱碳困难,在粗还原过程中,控制铁氧化物还原到未渗碳的程度是必要的。
煤基直接还原铁工艺在中国的市场前景摘要:当前世界范围内直接还原铁技术得到蓬勃发展,我国目前在直接还原铁技术的研究、成套技术、商业化生产等方面大大落后于世界水平,煤基直接还原铁技术是我国发展直接还原铁的首选工艺,所以本文就此展开探讨。
关键词:第三代煤基直接还原铁;转底炉技术;含碳球团还原熔分;1.我国直接还原铁发展趋势直接还原铁(Direct Reduced Iron)是铁矿在固态条件下直接还原为铁,可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料,也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。
这种工艺是不用焦碳炼铁,原料也是使用冷压球团不用烧结矿,所以是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺,也是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。
直接还原法的主要优点有:(1)流程短,直接还原铁加电炉炼钢;(2)不用焦炭,不受炼焦煤短缺的影响;(3)污染少,取消了焦炉、烧结等工序;(4)海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低,有利于电炉冶炼优质钢种。
直接还原炼铁工艺有气基法和煤基法两种,按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。
2009年,世界上70%以上的直接还原铁产量是用气基法生产出来的。
但是天然气资源有限、价高,使生产量增长不快。
而用煤作还原剂在技术上也已过关,可以用块矿,球团矿或粉矿作铁原料(如竖炉、流化床、转底炉和回转窑等)。
我国是个天然气匮乏,但煤炭储量丰富的国家,因此煤基直接还原铁技术是我国发展直接还原铁的首选工艺。
我国钢铁工业为了摆脱焦煤资源短缺对发展的羁绊,适应日益提高的环境保护要求,降低钢铁生产能耗,改善钢铁产品结构,提高质量和品质,寻求解决废钢短缺的途径,实现资源的综合利用,使得非高炉炼铁工艺越来越得到重视。
尽管迄今为止还没有任何一种非高炉炼铁工艺能够超越高炉的高功率、大容量的绝对优势,但作为传统工艺的有益补充,非传统工艺仍然占据了一席之地。
我国DRI的生产还处于起步阶段,产量依旧很低,一直不足百万吨,只占我国铁产量的约0.15%,而且主要是用非主流的回转窑法生产的,在直接还原炼铁领域里与世界的差距特别大。
直接还原的现状与发展1概述通常钢铁企业的炼铁系统由焦化、烧结、高炉工序组成,投资大、流程长、能耗高是其通病。
特别是要用焦炭,全世界炼焦煤仅占煤总储量的10%左右,随累年高消耗已告匮缺。
据联合国环保组织调查,传统的钢铁工业是严重的污染源,所排放的有害气体(CO2、CO、NO x、SO2)造成了使全球转暖、海洋扩大的温室效应。
进入21世纪,国际上更严格的排放标准将出台,焦化的污染势必威胁高炉的生存!近年来人们致力于开发用烟煤或天然气作还原剂,不用焦炭和庞大的高炉,将铁矿石在固态还原成海绵铁(Sponge Iron),这种炼铁方法称为直接还原,所得产品称为直接还原铁DRI(Direct Reduction Iron)。
2直接还原发展概况直接还原工业化试验起始于20世纪50年代,出现了不少工艺和方法,但成功的极少,处于徘徊状态,到60年代后天然气大量开采,1968年美国法成功,直接还原才得到迅速发展。
1970年全球的产量只有80万t,到1999年,全球产量达到了3860万t,30年增长近50倍(如图1所示),这在冶金史上实属罕见。
直接还原生产海绵铁发展的客观原因有:(1)世界多数国家严重缺乏焦煤,其中不少国家有优质丰富的铁矿以及天然气和烟煤资源,它们因地制宜地借助本国资源发展直接还原工厂,如委内瑞拉、印度尼西亚、墨西哥等国有丰富天然气及优质铁矿,主要发展气基竖炉,以1995年统计为准产量达2829万tp/a,占直接还原铁总产量的92%。
而南非印度新西兰有丰富的烟煤及优质铁矿石,直接还原以煤基回转窑法为主,虽然产量仅为246万tp/a,但从近年发展趋势看,大规模的煤基回转窑法生产的直接还原厂正在纷纷建立,印度Goldstar公司建立了生产能力为22万tp/a的直接还原厂,采用Corex法:南非Iscor公司建立了生产能力为723万tp/a的直接还原厂,采用SLPRN 法;新西兰厂建立了生产能力为90万tp/a的直接还原厂,采用SLPRN法。
中国隧道窑生产直接还原铁现状及其发展周连海摘要:回顾世界及中国隧道窑直接还原铁的历史,分析了中国隧道窑生产直接还原铁技术优势以及以后的发展方向。
关键词:隧道窑直接还原铁现状发展方向1前言直接还原铁(英文DRI)俗称海绵铁,是将铁矿用CO或H2直接还原成固态产品。
有气孔,密度不高。
直接还原铁是废钢的替代品,炼钢中配加直接还原铁是控制有害元素的主要手段,同时也是提高钢材质量,增加钢材品种,是粉末冶金的重要原料。
鉴于直接还原铁的重要性,就世界直接还原铁(海绵铁)的生产来说,发展速度很快,。
1980年,世界直接还原铁(海绵铁)产量仅728万吨,1998年增加到3709万吨,还原铁平均年增长10.42%,2001年产量4051万吨,2002年产4300万吨,2003年达4950万吨,2004年达到5460万吨,2005年达到6000万吨,2006年达到6500万吨,2007年达到7000万吨。
2008年上半年万吨。
其中,印度为1500万吨,增长率为16.6%,委内瑞拉为869万吨,增长率为11%,伊朗为687万吨,增长率6.8%,按照生产工艺划分,米德兰法占主要地位,约占总量的62%,希尔工艺约占总量的20%,其他工艺约占18%。
按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。
目前,世界上90%以上的直接还原铁是用气基法生产出来的。
但是天然气资源有限、价高,使生产量增长不快。
用煤作还原剂在技术上也已过关,可以用块矿、球团矿或粉矿作铁原料(如竖炉、流化床、转底炉和回转窑等)。
所以发展迅猛。
我国生产直接还原铁的产量不断增长,从1997年的7万吨,到2002年产量为30万吨,2003年产量为35万吨,2004年产量为40万吨,2005年也仅为43万吨左右,2006年产量为50万吨,2007年产量为60万吨。
我国直接还原铁生产能力为80万吨/年,世界冶金行业把我国的直接还原铁(海绵铁)产量定为零。
直接还原铁生产技术及现状铁生产技术的发展历史可以追溯到公元前2000年左右,最初的铁制品是通过在炭火中烧烤铁矿石来获得的。
这种烧烤技术被称为古老的冶金学,也被认为是人类历史上最早的冶金技术之一古代的铁生产技术在公元前1000年左右经历了重大的革新,这是由于铁矿石的高温还原反应被发现。
这种高温反应是通过将铁矿石与木炭或石炭混合,并在高温环境下加热来进行的。
这项技术的发现使得铁成为了当时最重要的金属之一,但其生产量仍然相对较小。
在一些古代文明中,如中国、印度等,铁的制造和使用逐渐扩大,为社会的农业、战争和工艺生产做出了重要贡献。
到了公元前300年左右,铁生产技术再次得到了改进。
在罗马时代,一种称为“减氧法”的技术被发明,这个技术将铁矿石与木炭放入特殊的炉子中,并且通过控制加热和供氧来获取较高纯度的铁。
这项技术极大地提高了铁的生产效率,使得罗马帝国在铁材料的生产和使用方面取得了巨大的进展。
这种技术的使用也标志着对铁生产的进一步工业化,奠定了现代铁产业的基础。
到了中世纪,铁生产技术进一步发展,很大程度上得益于对炼铁炉的改进。
这些改进包括提高炉子的结构、使用更多供氧装置以及改进燃烧气体的预热系统等。
这些改进使得炼铁过程更为高效,并且提高了产量和纯度。
到了18世纪,随着燃烧技术和冶金科学的进展,铁生产技术又迈上了一个新的台阶。
在这个时候,由于煤炭的大量使用,炼铁工艺发生了革命性的变化。
在这种现代炼铁法中,矿石和煤炭被放入高炉中,在高温环境下进行化学反应。
通过这个工艺,大量的铁矿石可以得到还原,得到高质量的生铁。
这种先进的炼铁法被广泛应用于欧洲的工业革命中,推动了工业化的进程。
随着时间的推移,各种现代技术和创新被应用于铁的生产过程中,这些技术包括用电解法提纯铁、高炉法等。
现代大规模铁生产以高炉和电炉为主,这些炉子能够生成高品质的铁,用于制造各种铁制品。
此外,利用再生铁和废钢再生技术也成为现代铁产业的重要组成部分,以提高资源利用效率和减少环境影响。
还原铁(海绵铁)行业现状及认知一、还原铁是什么?1.1还原铁的涵义直接还原铁又称海绵铁,是指铁矿石(铁精粉)或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质,该产品未经熔化,仍保持矿石外形,由于还原失氧形成大量气孔,在显微镜下观察团形似海绵而得名。
海绵铁的特点是含碳低(<1%),并保存了矿石中的脉石。
这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢,适于代替废钢作为电炉炼钢的原料,可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料,也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。
直接还原铁这种工艺不用焦碳炼铁,原料使用冷压球团不用烧结矿,所以是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺,也是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。
1.2直接还原铁的质量要求直接还原铁是电炉冶炼优质钢种的好原料,所以要求的质量要高(包括化学成份和物理性能),且希望其产品质量要均匀、稳定。
1.2.1化学成份直接还原铁的含铁量应大于90%,金属化率要>90%。
含SiO2每升高1%,要多加2%的石灰,渣量增加30Kg/t,电炉多耗电18.5kwh。
所以,要求直接还原铁所用原料含铁品位要高:赤铁矿应>66.5%,磁铁矿>67.5%,脉石(SiO2+Al2O3)量<3%~5%。
直接还原铁的金属化率每提高1%,可以节约能耗8~10度电/t。
直接还原铁含C<0.3%,P<0.03%,S<0.03%,Pb、Sn、As、Sb、Bi等有害元素是微量。
1.2.2物理性能回转窑、竖炉、旋转床等工艺生产的直接还原铁是以球团矿为原料,要求粒度在5~30mm。
隧道窑工艺生产的还原铁大多数是瓦片状或棒状,长度为250~380mm,堆密度在1.7~2.0t/m³。
生产过程中产生的3~5mm磁性粉料,必须进行压块,才能用于炼钢。
强度:取决于生产工艺方法、原料性能和还原温度。
改进原料性能和提高温度有利于提高产品强度。
产品强度一般>500N/cm²。
二、我国直接还原铁产业发展的现状2.1还原铁国内市场走向为了给炼钢提供优质炼钢原料,世界上一些资源发达的国家,利用铁矿石、氧化铁皮、尘泥,采用气基或煤基工艺生产直接还原铁,替代优质废钢,并广泛用于粉末冶金,汽车、家电、通讯等行业。
直接还原铁生产技术及现状【我来说两句】2010-8-4 9:59:55 中国选矿技术网浏览80 次收藏【摘要】:直接还原铁(DRI/HBI)是电炉冶炼纯净钢最佳的残留元素的稀释剂。
直接还原是钢铁工业技术发展的重要方向,气基竖炉和煤基回转窑是成熟的直接还原工业化生产技术。
中国直接还铁的生产仍处于起步时期,2008年产量约60万t,占世界总产量不足1.0%。
直接还原铁在中国有广阔的发展前景,以国内铁矿资源为原料的氧化球团-煤制气-竖炉是中国发展直接还原铁的主要方向。
一、直接还原铁生产技术及现状直接还原是铁氧化物在不熔化、不造渣,在固态下还原为金属铁的工艺。
直接还原产品统称为直接还原铁(Direct Reduction Iron,缩写为DRI),由于DRI的结构呈海绵状,也称为“海绵铁”,为了提高产品的抗氧化能力和体积密度,DRI热态下挤压成型产品称为热压块(HBI),DRI冷态下挤压成型产品称为DRI压块。
直接还原是已实现大规模工业化生产技术,已实现工业化生产的直接还原法有数10种。
2008年世界直接还原铁(DRI/HBI)的产量约6845万t,约为世界生铁产量9.30亿t的7.23%。
直接还原铁由于产品纯净、质量稳定、冶金特性优良,成为生产优质钢、纯净钢不可缺少的原料,是世界钢铁市场最紧俏的商品之一,直接还原是世界钢铁生产的一个不可缺少的组成部分。
世界直接还原的现状可归纳为以下几个方面。
(一)产量持续增加,气基竖炉占主导地位DRI的产量持续迅速增加,见表1。
气基竖炉Midrex法及HYL法是生产规模最大的工艺方法,回转窑是煤基直接还原主要方法。
气基工艺的产量约占世界总产量的75%。
煤基直接还原约占25%。
直接还原铁各工艺产量的分布见表2。
俄罗斯、印度、中东等地近年来都有大型气基竖炉直接还原生产厂的建设计划。
拉美、北非及亚洲天然气丰富地区是直接还原铁主要产地。
印度是世界直接还原铁产能和产量最大的国家,2008年产量达到2120万t。
直接还原铁回转窑铁磷还原法生产工艺一、直接还原铁是精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质,其化学成分稳定,杂质含量少,主要用作电炉炼钢的原料,也可作为转炉炼钢的冷却剂,如果经二次还原还可供粉末冶金用。
二、直接还原铁生产工艺概述1、什么是直接还原炼铁法?直接还原炼铁法是在低于矿石熔化温度下,通过固态还原,把铁矿石炼制成铁的工艺过程。
2、常用的直接还原炼铁法有哪些?在工业上应用较多的有铁磷还原法,铁精矿粉还原法等,即将轧钢氧化铁磷或精矿粉经还原铁压块机压制成块后,装入焙烧管进窑焙烧,生产出了优质还原铁。
直接还原铁经粗破(将直接还原铁锭破成块状)中破(将块状直接还原铁破碎成0~15mm的颗粒状)后,再经过磁选,去除SiO2、、CaS和游离碳等杂质。
用户可再次使用还原铁压块机压制直接还原铁颗粒,使直接还原铁颗粒成型并达到一定的堆比重g/cm3要求。
直接还原铁破碎颗粒直接影响压块物理特性(压缩性、成型性、堆比重g/cm3)对特钢生产起到至关重要的作用。
三、铁磷还原法概述1、什么是铁磷?铁鳞又称氧化铁皮、氧化皮。
在钢材加热和轧制过程中,由于表面受到氧化而形成氧化铁层,剥落下来的鱼鳞状物。
铁鳞可用作氧化剂和制铁粉的原料。
轧钢氧化铁磷是钢材在加热炉中加热后在轧制过程中,其表面氧化层自行脱落而产生的。
2、为什么用氧化铁磷?有什么注意事项?还原海绵铁可采用热轧沸腾钢氧化铁磷作原料,因为沸腾钢氧化铁磷中的TFe、C、S、P化学成分含量,能满足还原海绵铁生产的技术要求。
在还原海绵铁中最好不要以高碳钢或合金钢氧化铁磷为原料。
3、什么是铁磷还原法?有哪些类型?铁鳞还原法就是以铁鳞为原料的直接还原法生产工艺。
铁鳞还原法生产过程可分为粗还原与精还原。
在粗还原过程中,铁氧化物被还原,铁粉颗粒烧结与渗碳。
增高还原温度或延长保温时间皆有利于铁氧化物还原、铁粉颗粒烧结,但会生产部分渗碳。
鉴于在精还原过程中脱碳困难,在粗还原过程中,控制铁氧化物还原到未渗碳的程度是必要的。
直接还原铁的过去、现在和未来同钢铁生产技术的发展一样,随着时间的发展,直接还原铁(DRI)和热压块铁(HBI)在使用和价值方面也有了很大发展。
1957年,第一家成功投入商业运营的直接还原铁厂在墨西哥蒙特雷建成,并且成为希尔萨公司生产扁平材的冶金原料基地,从那时开始,全世界的直接还原铁在生产和质量方面也取得了显著的发展。
那时,气基还原工艺刚开始发展,但是现在它已经在直接还原市场上占据主导地位。
一、直接还原铁质量的发展同其它铁原料相比,直接还原铁的价值是怎样转变的,这是考察直接还原铁或其他任何冶金原料在电炉中使用发展情况的一种方法。
可以把直接还原铁、热压块铁、废钢和其它冶金原料看作是商品;通常价格是考虑在电炉中使用它们的主要因素。
基于此种观念,直接还原铁和热压块铁被看作是废钢的替代品,然而要通过对它们在钢铁生产工艺中使用的价值进行分析才能做出准确的评判。
在希尔萨公司使用直接还原铁之前,使用的全部是废钢,但不能保证这些废钢的供应和质量,这激发了希尔萨公司去寻找其他的冶金铁来源。
直接还原铁被看作是废钢的替代品,它是一个更可靠的金属来源,在合理价位下更稳定的质量是选择使用直接还原铁的主要原因,另外需指出的是当时墨西哥天然气价格远低于今天的价格。
当时直接还原铁是以低金属化率为特点的,其金属化率大约为86%~88%,由于当时电炉没有使用吹氧操作工艺,所以没有考虑碳的含量,直接还原铁中碳的含量大约为1.8%,只用来还原残余氧化铁。
直接还原铁的价值足够高于增加的能量消耗和生产损失。
直接还原铁附加带来的好处很快就被认识到。
例如给扁平材生产带来好处的低残留量。
最初直接还原铁像废钢一样向电炉分批给料。
尽管直接还原铁比废钢有较高的散装密度,这种工艺也没有使直接还原铁提高电炉的生率。
随着直接还原铁在电炉应用方面认识的不断深入,其更多的优点被发现。
随着在直接还原工艺中使用球团矿替代块矿变得越来越普遍,直接还原铁向电炉连续给料在不久之后就开始发展起来,并且在很短时间内就成了标准操作工艺。
技术组合,在现有生产条件下将烧结矿冷却余热的可用部分最大限度地加以回收利用,节约了大量能源,烧结工序能耗由改造前的4915kgce/t 降低到45kgce/t,固体燃料消耗降低了近5kg/t,同时提高了产品质量,降低了生产成本,获得了显著的经济效益和社会效益。
参考文献[1] 唐贤军等1烧结料蒸汽预热技术及应用[J ]1山东冶金,2008(3):16-171[2] 张军红等1宝钢热废气烧结的实验研究[J]1宝钢技术,1999(2):17-211[3] 凌子愚等1余热直接利用技术的开发与应用[J]1山东冶金,2006(4):20-211[4] 孙德民等1济钢热风烧结工艺技术改进[J]1山东冶金,2009(2):16-171[5] 宋秀臣1南钢新建烧结机工程节能降耗措施[J]1烧结球团,2003,28(5):20-221Jisteel Sintering Waste Heat Utilization TechnologyYin Xiongfeng et al 1Abstract Based on the combination of energy sav ing technolog ies of stage recovery in Ji steel,manifold reco ver y methods for compr ehensive utilizat ion sintering waste heat such as waste heat gener ation,waste heat boiler and hot air ignition,ho t air sintering and mix ture pr eheating were adopted simultaneously,and remar kable energ y saving effect was obtained 1Keywords sintering waste heat,stage recovery,technolo gy integration全球直接还原铁生产现状及发展趋势全球直接还原铁产量占铁产量的6%~7%,其余均为高炉生铁。
低品位铁矿石煤基直接还原铁摘要:文章介绍介绍了直接还原铁的两种生产方法,并联系国内实际着重介绍煤基直接还原法,联系我国铁矿石的供需现状,通过分析近年来直接还原铁发展状况,提出低品位铁矿石用褐煤半焦做还原剂生产直接还原铁的思路。
直接还原是指用气体或固体还原剂在低于铁矿石软化温度下,在反应装置内将铁矿石还原成金属铁的方法。
其产品称直接还原铁,这种铁保留了失氧前的外形,因失氧形成了大量微孔隙,显微镜下形似海绵结构,故又称海绵铁。
[4]直接还原铁(DRI)因质地纯净、成分稳定,是一种替代废钢、冶炼优质钢和特殊钢的理想原料。
很多用废钢不能生产的特种钢都能用海绵铁生产出来[3].一、直接还原铁的生产方法直接还原工艺根据还原剂不同可分为气基直接还原和煤基直接还原。
气基直接还原工艺以天然气为主要还原剂,包括竖炉、反应罐和流化床流程。
煤基直接还原以煤为主要能源,主要是使用回转窑为主体设备的流程[1]。
目前运行中的气基直接还原设备有三种。
第一种是竖炉,是成熟的主导工艺,以MIDREX 流程为代表,具有容易控制、产品质量好、能耗低、环境污染轻、生产率高等特点,竖炉流程占据了大部分直接还原生产能力[6]。
第二种是反应罐,使用反应罐的流程只有HYL法。
反应罐采用落后的固定床非连续生产模式,证处于被逐渐淘汰的过程中。
第三种是流化床,目前唯一的代表是FIOR法[1]。
煤基直接还原法工艺主要包括回转窑法、转底炉法、隧道窑法。
只有回转窑流程拥有可观的生产能力,具有代表性的回转窑流程是SL-RN法。
推动直接还原工艺技术发展的客观原因主要有以下几点;1)世界多数国家严重缺少焦煤,但其中不少国家拥有优质丰富的铁矿以及天然气和非焦煤资源,可以因地制宜地发展直接还原来解决生铁资源问题。
委内瑞拉、墨西哥、伊朗等国具有丰富的天然气及优质铁矿,主要发展竖炉气基直接还原工艺,而南非、印度、新西兰等国家具有丰富的烟煤及优质铁矿,则主要发展回转窑煤基直接还原工艺。
2004年世界直接还原铁产量增长10%
佚名
【期刊名称】《烧结球团》
【年(卷),期】2005(30)3
【摘要】米德雷克斯技术公司公布的最新统计数字表明,2004年全球直接还原铁产量(DRI)达到5460万t.比上一年的4950万t增加10%。
2004年世界直接还原铁产量增长的主要原因是现有设备的利用率增加,而不是像过去几年通过投产新产能实现产量增长。
【总页数】1页(P13-13)
【关键词】2004年;直接还原铁;产量;米德雷克斯技术公司
【正文语种】中文
【中图分类】F407.3
【相关文献】
1.1992年世界直接还原铁产量、1992年世界钢材出口量 [J],
2.1998年世界直接还原铁产量增长2.5达到3710万t [J], 王召元;孙立晏
3.2011年10月世界直接还原铁产量表 [J],
4.2012年10月世界直接还原铁产量表 [J],
5.1993年世界直接还原铁产量增长百分之十五 [J],
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直接还原铁生产概况及发展魏 国 赵庆杰 董文献 王治卿(东北大学材料与冶金学院,沈阳 110004)摘 要 介绍了近年国内外直接还原铁生产概况,分析了不同直接还原工艺的状况,认为Midrex是最主要的直接还原铁生产工艺,资源条件决定了煤基回转窑法仍将是我国直接还原铁生产的主要方法,但应重视气基竖炉还原工艺的开发研究工作。
我国直接还原铁仍将有较大的市场需求。
生产规模过小、工艺设备落后是限制我国直接还原生产发展主要原因。
此外,应建立稳定畅通的原料供应渠道。
关键词 直接还原 Midrex 煤基回转窑 气基竖炉PRESENT STATUS AN D DEVE LOPMENT TREN DS OFWOR LD DIRECT RED UCTION PR OCESSESWEI Guo ZHAO Qingjie DON G Wenxian WAN G Zhiqing(Northeastern University,School of Material and Metallurgy,Shenyang,110004)ABSTRACT The status of direct reduction processes at home and abroad was presented and ana2 lyzed1It is concluded that Midrex is still the dominant production process1The natural resources and economic condition of China determines that the coal-based rotary kiln direct reduction is the main trend1The process of gas-based shaft kiln has been paid close attention but more research work still need in this field1There is a great demand for DRI in China,but the development of DRI production is restricted by small scale production and out-off-date facility1The stable feed source is very important to DRI plant of China1KE Y WOR DS direct reduction,Midrex,coal-base rotary kiln,gas-based shaft kiln1 引言传统的炼铁—炼钢—轧钢流程存在流程长、投资大、污染大等问题,电炉-连铸-连轧短流程近年来得到了迅猛发展。
直接还原铁具有成分稳定、有害杂质低、粒度均匀等多种优点,是两种流程均可使用的优质钢铁原料[1]。
因此,直接还原生产技术逐渐受到钢铁界的重视。
2 世界直接还原铁生产概况211 产量1970年,世界DRI产量仅为79万t。
从上世纪80年代开始,全球直接还原铁生产能力飞速增加, 2000年达到4350万t[2]。
受世界经济衰退和废钢价格下降的影响,2001年全球直接还原铁产量出现了20年来的首次下降,产量仅为4050万t,下降了715%。
然而,在废钢以及生铁价格上升刺激下,2002年全球直接还原铁产量总计超过了4500万t,比2001年增加了12%[3]。
其中,委内瑞拉产量689万t,位居世界第一。
其后为印度659万t,伊朗528万t,墨西哥490万t,沙特329万t。
2004年9月 中国冶金 第9期(总第82期)据统计,2003年全球直接还原铁产量再创新记录,达到4780万t (图1)。
图1 世界直接还原铁产量(1970~2003年) 从各地产量来看,拉美、北非及亚洲地区仍是直接还原铁的主要产地(表1)。
其中,亚洲地区的产量在2002年突破千万t 大关,拉美地区的产量也恢复到2000年的水平。
212 工艺概况目前,全世界工业规模生产的直接还原法有十几种,共有百余家直接还原铁生产厂。
从2002年各工艺产量占直接还原铁总产量的比例来看,以天然气为能源的Midrex 、H Y L III 等几种生产工艺的生产能力和实际产量仍占主导地位,Midrex 法产量占总产量的6616%(表2)。
与2001年相比,Midrex 、H Y L III 法生产的直接还原铁比例略有增加,而H Y L I 及其他工艺所占比例略有下降。
2002年,世界直接还原铁生产设备利用率较2001年大幅增加,达到9712%。
表1 各地区直接还原铁产量万t地区1998年1999年2000年2001年2002年拉丁美洲(包括墨西哥)13871403159614131596中东、北非9281015120512081302亚洲、大洋洲7938379179911045独联体、东欧155188192251291非洲(撒哈拉以南)105117153156155西欧4540462154北美(美、加)2842602691265表2 各工艺直接还原铁产量比%工艺1998年1999年2000年2001年2002年Midrex 法66176713681266136616HY L III 17192016181617111814HY L I 511213312217113Finmet315310218415316其他煤基417416417814918其他气基210213216110012213 发展形势随着世界经济形势的普遍回暖,全球(特别是亚洲地区)钢产量持续增长,使得直接还原铁价格尽管已经较高,但依然供不应求。
表3为2003年上半年主要直接还原铁生产国的产量情况。
数据显示,多数国家的直接还原铁产量呈增长趋势,但受天然气涨价因素影响,气基法生产的直接还原铁产量受到影响,如直接还原铁大国委内瑞拉的总产量明显下降。
目前,直接还原铁的生产厂家正在迅速扩张,仅印度目前计划中的新增产能为400万t/a 。
Sail 正在考虑新建一座直接还原铁厂;Tisco 计划新增一座回转窑;Jindal 钢铁动力公司和Monnet Ispat 正在迅速扩张,大约有30个新的生产单元将投入使用。
印度年产量很快会超过750万t 。
综合直接还原铁厂的建设情况来看,2003年直接还原铁产量增加主要依靠现有设备生产能力的提高。
随着新建设备的投产,预计全世界DRI 产量将在近年出现较大幅度的增加。
从工艺角度看,转底炉法近年来开发研究有新进71第9期 魏 国等:直接还原铁生产概况及发展展[4]。
日本、欧洲、美国建成一批示范性工厂投入生产,该工艺以含碳球团为原料,进行高温快速还原,还原产品进一步熔炼获得铁水。
表3 2003年7月世界各国还原铁产量统计万t2002年6月2003年6月2003年5月当月增长率/%2002年1~7月2003年1~7月1~7月增长率/%加拿大0416********墨西哥491647154610-41326811318131817特立尼达和多巴哥211319101810-111381113816013阿根廷11111510141635158112105193014巴西316315314-11721182312613秘鲁0150150150114416216委内瑞拉651541103915-37144121124718-3919利比亚11189191418-1616761484161017南非151915101418-5178615108162516伊朗38151411513-63143011325511-1514卡塔尔615610518-71843164419311沙特3011311028193121961018218-617印度461957195413231532615396132114合计301132641925019-1211195311194113-0163 我国直接还原现状与发展311 生产概况1992年,我国直接还原铁生产实现了零的突破, 1994年我国第一台直接还原回转窑在辽宁喀左县建成投产。
1996年天津钢管公司直接还原厂建成投产。
1997年鲁中冶金矿山公司煤基冷固结球团回转窑直接还原装置建成投产。
此后密云一步法回转窑直接还原装置也投入生产[5]。
目前,我国直接还原铁企业(含建设中)数量累计已超过30个,生产能力约60万t/a(表4),但2002年我国直接还原铁产量仅为35万t,2003年约为42万t,远不能满足国内市场的需要。
表4 我国主要直接还原铁生产企业情况(不完全统计)企 业生产工艺生产能力/万t・a-1生产情况天津钢管还原铁厂DRC回转窑30100连续生产密云冶金矿山公司还原铁厂链箅机—回转窑6120连续生产鲁中冶金矿山公司还原铁厂冷固球团—回转窑5100改为块矿回转窑法,生产喀左海绵铁厂链箅机—回转窑2150已停产多年哈尔滨东方海绵铁厂钢反应罐—斜坡炉21502000年末停产吉林复森海绵铁公司钢反应罐—斜坡炉21502002年生产福建大田海绵铁公司SiC反应罐—隧道窑5100连续生产邢台益新海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑2100生产邢台海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑2100生产邯郸马头海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑1100已转产山西长治惠达海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑/倒焰窑2100生产山东莱芜粉末冶金厂粘土反应罐—隧道窑0170生产粉末冶金为主安徽桐柏海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑1100已停产安徽霍丘海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑2100已停产河北东瀛海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑1100不详抚钢建安公司海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑1100生产情况不详通化海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑1100生产情况不详阜新海绵铁厂粘土反应罐—隧道窑1100停产吉林桦甸海绵铁厂氧化球团—回转窑二步法2150已停建山西翼城明亮钢铁厂转底炉101002003年试生产81中国冶金 我国先后开发了多种DRI生产工艺,但目前已实施或实施过工业化生产的方法有:倒焰窑罐式法、隧道窑罐式法、冷固结球团回转窑法、回转窑一步法(链篦机—回转窑法)、斜坡炉法(XSH-A法),以及使用块矿的回转窑法等。
此外,还有许多工艺正在建厂或开发研究[6]。
如:自固结球团回转窑法(CRIMM法),回转窑两步法,转底炉法,改进转底炉法,连续炉法,自热式煤矿球团法,煤基流化床法,煤制气竖炉法,水煤浆制气竖炉法,含碳球团(压块法)等。
近年来,我国煤基回转窑直接还原技术已进入连续稳定、不断改进生产指标的阶段,某些指标(如煤耗、废气利用)已达到或超过了世界的先进水平,具备了参与国内直接还原产品市场的基本条件。