利用熔铁浴高温粗煤气冶炼DRI的能耗估算

为降低炼铁能耗,本文提出熔铁浴煤制气加热循环还原气生产直接还原铁(DRI)的新工艺,并对过程能耗进行了估算。新工艺流程:DRI炉顶气经除尘、CO变换H2、洗涤降温至25℃后脱S和CO2后,被转化成H2体积分数>90%的循环还原气;利用熔铁浴产生的1300~1700℃的高温粗煤气加热25℃循环还原气至850℃,使V(H)/V(C)(体积比)>1.3,并将还原气送入竖炉冶炼DRI。能耗估算结果表明:新工艺的能耗为329.4 kg标煤/tDRI;若利用转炉富余热量全流程加入30%DRI用于炼钢,与2018年的全国炼钢平均技术指标相比,其能耗降低225.84 kg标煤/t,能源成本降低459元/t;此外,30%DRI加入转炉炼钢比DRI直接加入电炉的能耗降低135.46 kg标煤/t,能源成本降低162元/t。由于利用了高温粗煤气的显热、压力,新工艺的能耗、排放和成本大幅降低。此外,该工艺可低成本回收纯净CO2,利用绿色H2(核能或可再生电力生产的H2)将CO2合成尿素或甲醇后,可以实现CO2零排放。

STUDY ON THE VARIATION MECHANISM OF CARBON CONTENT OF LIQUID IRON IN MELTING GASIFIER

This paper studied the changing principles of carbon content in direct reduction iron (DRI) and liquid iron in the COREX melting gasifier. Under the normal working conditions of experimental equipment, liquid nitrogen was poured into the melting gasifier from its tuyere to cool down quickly. And then seven cross sections were made to study the carburization reaction and its characteristics of the solid iron and the liquid iron, and also the reaction of carbon between the slag and the metal. According to the results, the influences of the thickness of the semi-coke layer and the temperature on the carbon content of liquid iron in the COREX melting gasifier were confirmed.

短流程钢铁冶金发展

本文叙述了短流程钢铁冶金发展现状,即直接还原铁(DRI)结合大吨位电炉炼钢工艺流程的发展现状。这种短流程能够有效降低环境污染,是实现钢铁工业低碳发展的重要方向。本文首先收集和整理了当前世界各国直接还原铁生产进口量、新直接还原厂的投资建设以及DRI生产工艺发展等信息,介绍目前国内外DRI生产现状,重点对应用较为广泛的MIDREX直接还原铁技术进行综述。通过对国内与国外在DRI生产和使用方面的差距比较,分析国内推进DRI过程的阻碍。其次,收集和整理当前国内外电炉冶炼的投资和生产工艺发展等信息,介绍国内外电炉炼钢现状,阐述电炉冶炼向超大吨位发展的趋势。结合我国DRI及电炉炼钢现状,提出促进我国钢铁工业低碳发展的“短流程钢铁冶金”建议。

氧化球团直接还原铁熔分试验研究

研究了氧化球团煤基氢冶金还原产出直接还原铁的熔分试验。试验结果表明:该直接还原铁在马弗炉、中频炉中均可实现熔分,渣铁分离良好,产出了含Fe率99.80%以上的低碳、低磷、低硫铁水,铁水主要指标达到工业纯铁标准,MFe的收得率约为80%,为酒钢煤基氢冶金绿色短流程制钢新工艺路线的优化和产业化研究提供了技术支持。

粘结剂对某高铁尾矿含碳球团强度的影响

CMC、糖浆、淀粉、膨润土、水玻璃、标准水泥等单一及复合粘结剂对某高铁尾矿压球球团强度的影响。结果表明,CMC、膨润土为粘结剂时生球效果较佳,落下次数大于4次,湿球抗压大于40 N,干球抗压大于180 N;糖浆作为粘结剂时能显著提高球团干球强度,其落下次数大于20次,抗压强度达到730 N;高温强度试验表明,球团强度在焙烧初期急速下降,焙烧后期随着烧结现象的发生和金属铁的生成,球团强度逐渐增强;球团孔隙率测定试验表明,在焙烧初期球团孔隙率迅速增大,在焙烧5 min时达到最大,超过50%;最终确定0.4%CMC和8%膨润土为该矿的最佳粘结剂配比组合,在此条件上压球,并将球团矿直接还原磁选,可得到全铁品位95.64%,回收率88.42%的直接还原铁。

镍渣资源化利用现状及发展趋势分析

镍渣含Fe 40%~45%,SiO_232%~36%,MgO 1%~11%,CaO 1%~3%(质量分数),并含少量的镍、铜、钴等有价金属,是重要的二次资源。介绍了典型镍渣成分及物相,总结了镍渣提取有价金属、作井下填充材料、生产微晶玻璃、制备建材等资源化利用工艺的技术要点,分析了现有工艺存在的问题,提出了镍渣直接还原提铁及协同制备胶凝材料的绿色利用思路,介绍了初步研究结果,探讨了进一步资源化的方向。

某氰化尾渣直接还原焙烧—磁选选铁试验

对铁品位高达48.05%的某氰化尾渣进行了直接还原焙烧—磁选试验研究。结果表明,在烟煤2用量为20%,还原温度为1 150℃,还原时间为40 min,还原产物磨矿细度为-0.074 mm占78%,1次弱磁选磁场强度为87.56 kA/m情况下获得了铁品位为94.11%、回收率为90.14%的还原铁粉。该工艺不仅高效地富集了铁,而且使硫等含量较高的有害成分富集到了尾矿中。

台车连续炉直接还原法

开发了一种在台车连续炉中实现铁矿直接还原的方法。台车连续炉的炉膛是直条形,炉底由若干个台车组成。含碳球团料层铺在台车上,通过炉膛时进行还原焙烧。为了得到高金属化率,在料层表面覆盖薄焦炭层保护。此方法已经成功地用于唐钢石人沟铁矿。生产线所用的炉子长70 m,宽2 8 m。炉底由26 个台车组成。用这种方法生产的海绵铁产品成分如下:金属化率大于92%,全铁约90%,硫小于0 08%。一座炉子的产量为5 t/h,总煤耗低于700 kg/t。和转底炉比较,台车连续炉的优点是:结构简单,供热点少,台车维修方便,主要缺点是台车运转速度不能太快,焙烧时间较长。

原矿粒度对鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧同步脱磷的影响研究

为探究不同粒度(-13 mm、-8 mm、-2 mm)的鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原焙焙烧同步脱磷效果,进行了直接还原焙烧-磁选试验研究,考察了焙烧时间、焙烧温度、还原剂用量以及脱磷剂用量对直接还原效果的影响。结果表明:直接还原焙烧较大粒度的高磷鲕状赤铁矿是可行的,随着粒度的增大,铁的品位并没有下降,但是回收率有所下降,而且达到最佳条件所需的温度提高、焙烧时间延长、还原剂用量减少、脱磷剂A的用量增加、脱磷剂B的用量变化不大。-13 mm粒度原矿直接还原焙烧-磁选在最佳条件下可得到铁品位93.39%,铁回收率83.58%,磷含量0.094%的直接还原铁。

气基直接还原工艺研究进展和发展思考

钢铁工业低碳发展对我国如期实现“碳达峰”和“碳中和”的目标至关重要。本文在介绍目前钢铁工业碳排放现状及直接还原工艺发展现状的基础上分析了气基直接还原工艺发展趋势,指出气基竖炉工艺是其大力发展的方向,并提出了实现该工艺设备大型化及促进原料来源多样化的建议,以期为行业碳减排提供解决方案。

还原剂组分对高磷鲕状赤铁矿直接还原效果的影响

分别以活性炭、焦炭、无烟煤1和褐煤为还原剂,并添加混合钠盐脱磷剂,通过直接还原焙烧—磨矿—弱磁选对鄂西高磷鲕状赤铁矿石进行提铁降磷试验,发现灰分、固定碳和挥发分3种组分含量的不同导致4种还原剂对所获直接还原铁指标(铁品位、铁回收率、磷含量)的影响也不相同,但由于还原剂中3种组分的影响相互交织在一起,因而较难分别归纳出各组分对直接还原铁指标的影响规律。为此,又引入另6种还原剂,采取将不同单一还原剂进行复配,使复配还原剂只有1种组分的含量发生改变的方法进行了进一步研究,结果表明:还原剂中挥发分的含量较高有利于提高直接还原铁的铁回收率,但对直接还原铁的铁品位和磷含量有不利影响;还原剂中固定碳的含量较高也有利于提高所获直接还原铁的铁回收率而对直接还原铁的铁品位影响不大,但对降磷不利;还原剂灰分含量过高对直接还原铁的铁品位、铁回收率和磷含量都有不利影响。以上研究成果为采用直接还原焙烧—弱磁选工艺对高磷鲕状赤铁矿石进行提铁降磷时合适还原剂的选择提供了有益的参考。

还原剂种类对高磷鲕状赤铁矿直接还原提铁降磷的影响

以褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭为还原剂,使用直接还原-磨矿-磁选的方法,对高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原提铁降磷过程进行了详细研究。结果表明:不同温度条件下,不同还原剂对还原铁的铁品位、铁回收率和磷品位影响趋势相同。在1 150℃时,焦炭对直接还原提铁降磷并没有明显优势,调节不同煤或者焦炭的用量都可以达到铁品位90%以上,磷品位0.1%以下,铁回收率80%以上的指标;另外煤的变质程度越高,所需煤用量越少。

复合粘结剂球团和氧化球团直接还原对比研究

对复合粘结剂球团和氧化球团微观结构、还原动力学参数、还原后强度进行了试验研究。研究结果表明：复合粘结剂球团中矿物颗粒细小,平均尺寸为59-104μm2,孔隙率高,达到54%-56%,而氧化球团中矿物颗粒粗大,平均尺寸为1 047μm2,孔隙率低,为30%;当还原温度大于900℃时,复合粘结剂球团可快速还原,而氧化球团需要大于1 000℃;800-1 000℃还原过程中,复合粘结球团化学反应速率常数k和扩散系数De明显大于氧化球团;还原后,复合粘结剂球团结构完整,强度远大于氧化球团。研究结果表明,在直接还原工艺中,复合粘结剂球团具有孔隙率高、还原速度快、强度高的优点。

用硫酸渣生产铁金属化团块的研究

本文叙述了硫酸渣的一种应用途径，即用硫酸渣加添加剂造球，然后进行球团矿的直接还原焙烧（焙烧温度为１１５０—１２００℃，焙烧时间为３ｈ），再将焙烧产物进行渣铁分离。用这一新工艺处理硫酸渣可得到含ＴＦｅ＝９０．４３％，铁金属化率达９４．５０％和铁回收率为９０．９４％的优质电炉炼钢用直接还原铁（ＤＲＩ）。

直接还原铁在电弧炉炼钢中的应用

对直接还原铁 (DRI)性能及其在电弧炉冶炼的特性作了较全面的论述。了解和掌握其特性是发挥其优越性的关键 ,是发展特殊钢和纯净钢的重要途径。

攀枝花硫酸渣直接还原试验研究

采用正交试验和单因素试验研究了配碳量、还原温度、还原时间对攀枝花硫酸渣直接还原的影响。结果表明,影响硫酸渣还原过程的主次因素依次为:配碳量>还原温度>还原时间;硫酸渣直接还原适宜的工艺参数为:配碳量1.3、还原温度1300℃、还原时间35 min,此条件下硫酸渣直接还原金属化率为97.16%。

南非Mittal直接还原铁项目回转窑工艺技术特点

我院承建了南非Mittal直接还原铁回转窑扩建EPC项目,回转窑做为整条生产线的核心装置,本人从二次供风、测温及喷煤等技术角度对回转窑的工艺进行了概述及分析,并结合试车生产实践,总结了设计与设备制造、安装等方面的经验,为以后类似的设计、施工提供了参考。

转底炉炼铁工艺发展现状

转底炉炼铁工艺是近30年发展起来的一种非高炉炼铁工艺,对于处理钢铁厂含铁、含锌废料很有优势。本文介绍了各种转底炉的工艺类型、发展及其应用现状。

某氰化尾渣强磁预选—直接还原焙烧—弱磁选提铁研究

河南灵宝某黄金冶炼厂焙烧氰化尾渣TFe品位为30.71%,针对此尾渣开展了强磁预选—直接还原焙烧—弱磁选联合提铁研究。经磁场强度为1 513 kA/m的湿式强磁预选,获得TFe品位44.96%、回收率78.27%的粗精矿。当粗精矿、烟煤和氧化钙的质量比为1∶0.2∶0.2、还原温度为1 200℃、还原时间为90min时,粗铁精矿经直接还原焙烧、二段磨矿、二段弱磁选处理,获得TFe品位为92.43%、回收率为93.21%的还原铁粉,相对于氰化尾渣的产率达24.24%。该工艺为焙烧氰化尾渣中极难选含铁资源的高效利用提供了新途径。

直接还原铁在冶金中的使用效果

介绍直接还原铁（包括ＤＲＩ、ＨＢＩ、Ｆｅ３Ｃ）在冶金中的使用情况，主要论述在电炉炼钢中及在高炉炼铁中的使用效果。同时指出了直接还原铁在各种冶金工艺中的使用是中国面向２１世纪的重大任务之一。