国外炼铁技术发展综述.pdf

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1、国外炼铁技术发展综述沙永志(钢铁研究总院)摘要：本文介绍了北美、欧洲、日本、乌克兰和俄罗斯、澳大利亚、韩国、以及印度的炼铁生产状况、操作指标、以及技术发展方向。高炉炼铁的高效低耗和高炉长寿是各国一直努力追求的目标，并已取得很好的结果。非高炉炼铁工艺仍在开发中。减少炼铁C02和污染物排放正成为新的工作重点和研究方向。关键词：炼铁，高炉，C02排放。1前言在钢铁工业中，炼铁生产的物料消耗和能源消耗最大，排放物种类和数量也最多。炼铁不仅是钢铁生产中最主要的成本构成工序，同时是与环境和社会联系最密切的生产环节。了解和掌握国外在炼铁各方面采取的技术措施和技术路线，对占全球产量近一

2、半的我国炼铁今后的发展有着重要的参考价值。本文通过对一些资料的阅读和一些炼铁厂的参观，对当今国外炼铁技术状况及发展进行粗略汇总和分析，以期为国内同行提供参考。2北美炼铁状况Ⅲ2．1高炉生产(1)容积及产量2005年，北美(加拿大，墨西哥，美国)的38座高炉共产铁4720万吨。在文献[1]所列出的37座高炉中，工作容积大于4000m3的l座(4163m3)，2000"-"4000m3的8座，1000"-'2000m3的27座，小于1000m3的1座(794m3)。总容积65965m3，平均1783m3／座。按国内全容积的算法，基本是全部大于1000m3的高炉，大部分在20

3、00m3左右。高炉日产量从1900Ud到8700Ud不等。利用系数最低1．4t／m3d，最高4．2t／m3d，平均：2．386t／m3d．(2)高炉喷吹所有高炉都进行高炉喷吹。与我国所不同的是，喷吹的燃料包括天然气，油，煤粉，焦炉煤气，焦油。其中：12座高炉只喷天然气，3座高炉只喷煤，10座高炉喷煤+天然气，7座高炉喷天然气+焦油，1座高炉喷天然气+焦粉，2座高炉只喷焦炉煤气。北美已形成混喷的理念，即高炉同时喷吹多种物料以期最大程度替换焦炭。(3)燃料比2005年，38座高炉的平均燃料比构成为：焦炭：378kg／tHM，小焦：25kg／tHM，煤比：56kg／tHM，油

4、：12kg／tHM，天然气：12kg／tHM，焦油：3kg／tHM，焦炉煤气：3kg／tHM。(4)炉料结构北美的高炉以球团为主要原料，平均约90％。有20座高炉采用全球团操作。球团以熔剂型为主，同时在许多场合也有一定比例的酸性球团平衡使用。在无烧结矿的全球团操作中，通常要加入5-～10％的由转炉渣、回收废钢、球团粉末、以及铁氧化物废料制成的压块。利用系数达4．2‰3的AKSteelMiddletown3号高炉则使用超过200kg／t的直接还原热压块铁和废钢。还有几个高炉也进行过使用热压块铁的实践，以满足短期的过量铁需求或弥补因其它高炉大修造成的铁量损失。(5)富氧喷煤

5、及混喷促使高氧气率操作。而高富氧率同时促进了高炉生产率的提高。2005年，统计的总氧流量超过12000m3／h。平均富氧率超过5％。北美氧气成本低，加之现场大型制氧装置的建设进一步降低成本，以及生产低纯度氧，多个氧气管路并联等，为高富氧提供了供应保障。(6)高炉设备在80年代和90年代的困难时期，北美没有新建和扩建高炉，而是主要进行延长现有高炉寿命，和／或有选择地对高炉进行升级和现代化改造。延长高炉寿命包括工艺和设备两方面的工作：改进生产工艺稳定性：主要是维持原料的一致性，以及布料控制和气流控制。延长炉衬寿命：对于炉身下部和炉腰，主要措施是远程修复或阶段维修。修复方法包

6、括喷补和压浆，以及安装冷却器。这些措施已使高炉寿命的限制环节转移到炉缸。对炉缸采取的措施包括：在炉缸侧壁广泛应用北美的小砖(UCAR)的设计；使用优质焦炭；选择性使用钛矿。高炉选择性升级改造及新高炉建设：包括广泛采用PW无钟炉顶或活动炉喉，耐材升级，冷却系统、出铁场改造、除尘、以及渣粒化等。一些关键高炉已实施了改扩建项目。(7)喷补造衬2000年前后开发了一种新的喷补造衬方法。该方法一般1天休风准备，50小时喷补(10tfh，即喷500吨)，然后l天清理和开炉。喷一次有效期超过2年。2000年至2006年，北美36座运行高炉中有19座采取了这种喷补造衬修复，只有4座采用

7、了传统的方法更换炉衬。2．2非高炉炼铁方法现状(1)北美非高炉炼铁的用途非高炉炼铁主要目的是为电炉补充铁料缺口。替代高炉的努力是次要的。对COREX工艺在北美应用的研究表明，投资高和规模有限是主要的障碍。另一个可选择的炼铁工艺是氧化铁废物处理。北美已建成数个转底炉直接还原铁厂，但目前都在闲置。唯一在运行的废弃氧化铁处理工艺是一些压块厂。但这些厂不是还原工艺，只是为高炉和转炉提供原料。(2)直接还原工艺竖炉气基直接还原工艺(MIDREX，HYL)占据主要地位。而粉矿气基工艺不再吸引任何关注。建设了两个碳化铁厂，但都关闭废弃了。今后北美的气基