直接还原铁进高炉

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1、3.1海绵铁进高炉技术综述在高炉铁水需求高峰期间使用DRI，一个炼铁能力有限的工厂，在不显著增加焦炭日消耗量的情况下，可使铁水生产率猛增以至高达50％，这样对高炉和焦炉来说就可不另行投资，一个铁厂使用DRI至少可增加炼铁能力50％。用DIR代替增加50％产能所节省的焦炭价值就可远远大于炼铁广所用DRI的生产和运输费用。直接还原铁作为高炉的原料，可提高高炉产量和降低焦比。在高炉冶炼过程中，约60%的焦炭用于氧化铁的还原。使用直接还原铁来作为高炉原料，由于直接还原铁需要部分还原或者不需要还原,因此从理论上来说可以大幅度降低还原剂比和提高铁水产量

2、。在使用铁的氧化物料的高炉生产中，铁的氧化物炉料下降经过炉身与风口前燃烧碳所产生的上升的一氧化碳发生化学反应，该反应夺取了铁的氧化物中大部份的氧，对于烧结矿的反应,要考虑到Fe2O3→Fe3O4→FeO这3个阶段的反应过程,对直接还原铁的反应,只要考虑部分FeO→Fe的第3阶段的反应。通过综合平衡法研究，在利用系数2t/(m3.d)、焦比500kg/t的高炉操作中,在鼓风条件、废气温度和铁水成分相同的条件下,全部使用100%MFe的铁源进行操作时,如果使用综合平衡法进行计算,则高炉利用系数4.6t/(m3.d)、焦比195kg/t。也就是说

3、,在目前的高炉中,焦比的大约60%(300kg/t)用于氧化铁的还原。因此,使用还原铁来降低铁源的氧化能力(O/Fe),可提高铁水产量和降低还原剂比。早在七十年代，工业试验就巳表明直接近原铁用作高炉炉料，可以降低焦比和提高产量。1964年一1965年，美国矿业局、美国钢铁公司的试验高炉和安大赂的汉密尔加拿大钢铁公司的商业性生产规模高炉都进行丁试验，探求DIR对铁水生产率和高炉熊比的影响，1970年比利时列日的矮形高炉以及日本新日铁、苏联等也进行了相似试验。1964年美国矿业局在宾州Bruceton，用一座试验用小高炉进行的试验指出，用金属化

4、率90％左右的直接还原铁球团代替高炉炉料中部分氧化球团矿，可以使铁水生产率明显增加和焦比大为下降。如表3.1-1所示，当直接还原铁球团矿在护料中的比例提高到85％的，铁水产量几乎直线的增加了75%，炉料中直接还原铁球团用量在30％时，焦比则下降约23％。直接还原铁球团的用量较高时，炉料中直接还原球团用量对焦比下降作用减弱，炉料中直接还原铁用量占85%时，焦比仅下降47%。表3.1-1美国矿业局试验高炉炉料中直接还原铁的使用资料炉料基准试验1试验2试验3氧化球团，%100704015直接还原铁球团，%306085Feo/TFe*100%030

5、6078铁水产量，吨/时1.551.992.412.71焦比(干基)，公斤/吨铁水574441352306溶解损失碳量，公斤/吨铁水6130200美国钢铁公司引导利同不同类型的直接还原铁原料，而在同一座炉缸直径为1.2m，有效高度为6.1m的试验用小高炉里作过高炉冶炼试验。在这些试验中，以金属化率69％的压块，高铁压块(HIB)，炉料和相当金属化率98.5%的废钢进行了比较。结果表明，铁水产量增加，焦比下降。同矿业局试验所得结果十分相似。同时还表明，产量增加、焦比下降完全地取决于炉料中金属化铁的百分比，而与金属铁来自HIB块或废钢无关。由于

6、用废钢时渣量较小，含废钢的炉料其生产率略高于含HIB团块的炉料。美国钢铁公司试验高炉炉料中直接还原铁的使用资料炉料基准试验1试验2试验3试验4烧结块，%100607740HIB压块，%40100废钢，%2360Feo/TFe*100%032327070铁水产量，吨/时1.141.411.421.761.85焦比(干基)，公斤/吨铁水498403400300300溶解损失碳量，公斤/吨铁水8862612531作为高炉试验的继续研究，1964年加拿大钢铁公司(Stelco)在一座有效容积588m3工业性高炉炉料里,用直接还原铁球团进行一次大型试

7、验。表3指出试验分从风口喷天然气和不喷天气两组。每组实验的基准期都采用100%的氧化球团，试验期则使用氧化球团矿占70％，金属化率为90.5％的直接还原铁球团占30％的炉料。对不喷吹天然气的试验组，用直接近原铁球团时，铁水产量增加20％，焦比下降大约20％。对喷吹天然气这个组，用直接还原铁球团时，铁水产量大约增加17％，焦比下降7％左右。虽然在每种情况下，铁水日产量都增加得较多，但是焦炭日耗量并没有增加，实际上，在两种情况下焦炭消耗量却都下降了。本试验结果意义非常重大，它意味着即使是个别的工厂，其高炉和焦炉都按最大能力进行生产，当高炉炉料中

8、使用直接还原铁物料时，铁水产量仍能大大地提高。加拿大钢铁公司(Stelco)工业规模高炉炉料中直接还原铁使用资料炉料不喷吹天然气喷吹天然气基准试验1试验2试验3氧化球团，%100