宝钢非高炉炼铁交流

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1、H2-C绿色高效铁矿熔态还原技术研究项目建议上海大学钢铁冶金重点实验室2005年10月目前高炉流程存在的问题（１）环境负担重高的废气排放2003年黑色冶金废气排放量达到了32302亿立方米SO2排放量为832359吨CO2占总排放的10%，在有钢铁企业的大城市里占到了35~40%焦化厂的有机废水污染问题烧结厂除了SO2，CO2排放外还有二恶英污染问题B.F.RouteFINEXB.F.RouteFINEXB.F.RouteFINEXSOxNOxDust8%4%21%20406080(%)Sinter

2、PlantCokeOvenB.F焦煤资源短缺和焦炉炉役到期目前高炉流程存在的问题（2）目前高炉流程存在的问题（3）在高炉中存在大量的焦炭熔融铁液必然为碳所饱和，焦炭和熔剂中的硫、磷、锰、硅等元素等亦部分或全部被还原而进入铁水。炼钢过程必需要用氧化剂来去除过高的碳和其他有害元素硅、磷、硫等。造成铁液还原顺序中的超平衡或称超位能的工艺环节。这就导致生产全过程的物耗和能耗的增减，处理工序增多，与系统外的环境进行无效交换增多。钢铁生产工序的不合理我国炼铁流程发展方向社会对钢铁企业的影响钢铁企业对策清洁冶炼（

3、开征污染税）节能、H2还原投资增加和劳动力成本提高设备大型化和提高生产效率资源问题直接使用粉矿和非焦粉煤冶炼炼铁工艺必须要满足：境友好、省能、高效、低成本新的炼铁工艺是什么？目前直接还原炼铁工艺的评述竖炉工艺、装备、技术成熟还原气体来源使用较高质量的球团或块矿—价格比较高流化床“工业化----高难度”最诱人之处是可以直接使用粉矿。但粉矿还原后表面有高的能态，颗粒之间容易团聚、烧结，从而造成失流。为了防止粘结不得不降低反应温度，降低了生产效率，气体循环量比较大。HYL-I是流化床，HYL-III变成了

4、竖炉值得深思即使开发流化床POSCO起步比我们早，能否获得自有知识产权很难说转低炉传热效率低，能耗高产量低，质量差，适合于钢铁企业固废处理回转窑规模小传热效率低，能耗高使用球团或块矿目前直接还原炼铁工艺，采用固相还原，还原温度低，导致还原速度低，生产效率难以和高炉比拟，不可能替代高炉只能作为电炉生产高等级钢的部分原料对直接还原的总体看法目前熔融还原炼铁工艺的评述（1）熔融还原的两种反应器Eketorp熔融还原的理论碳耗还原：Fe2O3+3C=2Fe+3CO供热：CO+1/2O2=CO2如果在工艺上能

5、够实现的话每吨铁的理论碳耗仅为：320kg/t然而迄今还没有实现该理想的目标传统的高炉工艺煤+焦~500kg/t化学能和物理热利用最好的炼铁工艺（炉顶煤气温度<200oC,CO2/CO~1:1）COREX熔融还原工艺煤+焦~1100kg/t原因是目前所有的熔融反应器中不能实现还原和供热同时进行FeO+CO=Fe+CO2(1400oC时CO2/CO<15:85)必须对煤气的物理热和化学能进行利用Romeltflowsheet一步法熔融还原存在的问题使用C直接还原需要吸收大量的热量1/2Fe2O3+3/

6、2C=Fe+3/2COH=246.940KJ/molFe虽然可以通过增加二燃率来供给热量，但是传热是一个限制性环节抗FeO侵蚀的耐火材料是一难题一步法至今还没有实现工业化产品是铁水，没有解决工艺过程中的碳位反复的问题COREX工艺流程COREX工艺输出的煤气质量煤气利用成为COREX工艺成败的关键SALDANHASTEELCOREX工艺存在的问题需要块矿和块煤，粉矿利用问题没解决煤气的综合利用问题，大型化受预还原炉的限制，能耗还是比较高，CO2排放量下将有限金属质量逊于高炉铁水LITempera

7、ture1500°CCarbon5.1%Si0.5%P0.16%S0.04%不同生产流程生产一吨钢液产生的CO2排放[3]生产流程CO2排放(kg/t)电力(kWh/t)CO2总排放*（kg/t）高炉+转炉（153kgPCI）高炉+转炉（250kgPCI）电炉（160kg铁水）Corex+电炉电炉（100%废钢）21112084396163968187184478632458219821706191934282*电力生产50%依靠化石燃料为能源。HotDRICompactionFluidizedBe

8、dOperationFineOreReactorsHCICoalBriquetteFineCoalMelter-GasifierCoalBriquettingProcessOptimization韩国POSCO发展了COREX直接用粉矿和粉煤冶炼的FINEX技术两步法熔融还原存在的问题在终还原中为了使产出的煤气有足够的还原势必须将二燃率控制在较低的水平，势必增加了能原消耗碳燃烧成CO的放热仅为燃烧成CO2的30%如果有填充床对煤的爆裂和热强度有较高的要求为了增加预还原