直接还原的现状与发展

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1、2002年4月钢铁研究第2期(总第125期)April2002ResearchonIron&SteelNo.2(Sum125)直接还原的现状与发展张汉泉朱德庆(中南大学)摘要简述世界直接还原工艺的发展、现状及动向,并侧重介绍我国的有关情况。对近几年国内外直接还原铁(DRI)的生产和市场前景进行了分析。关键词电炉炼钢直接还原PRESENTSITUATIONANDDEVELOPMENTOFIRONOREDIRECTREDUCTIONZhangHanquanZhuDeqing(CentralSouthUniversity)SynopsisThispaperrevi

2、ewsthedevelopment,presentsituationandtendencyofdirectre2ductiontechnologyallovertheworld.EmphasisisparticularlylaidonChina’ssituationofDRItechnology.Inaddition,theproductionsituationandmarketprospectofDRIinrecentyearsareal2soanalyzed.Keywordselectricfurnacesteelmakingironoredirectr

3、eduction美国法成功,直接还原才得到迅速发展。1970年1概述全球的产量只有80万t,到1999年,全球产量达通常钢铁企业的炼铁系统由焦化、烧结、高炉到了3860万t,30年增长近50倍(如图1所示),工序组成,投资大、流程长、能耗高是其通病。特这在冶金史上实属罕见。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、NOx、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

4、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(SpongeIron),这种炼铁图1世界DRI近年产量方法称为直接还原,所得产品称为直接还原铁DRI(DirectReductionIron)。直接还原生产海绵铁发展的客观原因有:2直接还原发展概况(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,它直接还原工业化试验起始于20世纪50年们因地制宜地借助本国资源发展直接还原工厂,代,出现了不少工艺和方法,但成功的极少,处于如委内瑞拉、印度尼西亚、墨西哥等国有丰富天然徘徊状态,到60年代后天

5、然气大量开采,1968年气及优质铁矿,主要发展气基竖炉,以1995年统联系人:张汉泉,硕士研究生,长沙市(410083)中南大学矿物工程系·51·计为准产量达2829万tPa,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tPa,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tPa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tPa的直接还原厂,采用SLPRN法;新西兰厂建立了生产能力为90

6、万tPa的直接还原厂,采用SLPRN法。图2不同方法生产DRI分布图(1997年)(2)随着电炉短流程生产线的发展,电炉钢产3DRI法主要指标及技术经济的优越性量日益增长。1997年世界钢产量7.8亿t,氧气转炉钢占57%,电炉钢占30%,平炉钢占13%。近从直接还原的发展看,无论从产量还是生产年世界制钢生产中连铸比迅速增长,已占能力看,气体直接还原法均占主导地位,约90%;72.7%,钢铁联合企业优质废钢减少,发展中国煤基直接还原法占10%左右(如图2所示)。气家由于废钢量不足,势必发展直接还原,发达国家基直接还原法主要有:Midrex法、HYL法、Fio

7、r法;涂层钢用量日增,使拆除返回中有害杂质急增,必煤基直接还原法主要有:回转窑法(包括SLPRNI须采用掺入30%～50%的海绵铁来稀释。法、Krupp法、Corex法、DRC法、ACCAR法)、竖炉(3)近十年来钢铁工业受到高分子材料及硅法,都已进入技术成熟、稳步发展的阶段。还有正酸盐材料的挑战,世界钢产量有停滞不前的趋势,在开发的煤基Inmetco法、Fastmet法和Comet法,自1988年达到7.83亿t后,始终未有突破。但以气基Finmet法和碳化铁工艺等。质量性能及品种产品取胜的小型钢厂得到蓬勃发由表1可知,采用煤基和气基炼钢在经济上展。电炉钢

8、选择原料,自然优先选择直接还原铁,具有以下优越性:(