陈旭东

辽宁鞍山宝得钢铁有限公司

熔融还原炼铁技术分析

陈旭东

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在最近几十年,为了尽可能的降低炼铁过程中对于炼焦煤的需求并且尽可能的降低有害气体排放进一步保护环境，很多国家的大型钢铁生产企业都已经着手进行了对于熔融还原炼铁技术的研发工作,并且已经研发出了很多种可以应用在熔融还原炼铁过程之中的技术。比如,Dios工艺、Corex工艺、H ismelt工艺等。在此之前,这三种工艺之中除了Corex工艺已经在三个发达国家得以应用且我国也准备引进此项技术之外,其他的相关工艺还并没有被广泛的使用。

熔融还原；炼铁技术；技术分析

1 开发Corex工艺的初衷和初步实践

在最初的时候,研究Corex这一生产工艺的初衷是为了那些不具备丰富炼焦煤资源储备,可是却拥有丰富铁矿资源以及非炼焦煤资源储备的一些国家来使用熔融还原炼铁工艺。因为在上述设计对原材料的要求并不高，也可以最大程度上的发挥原材料的优势,因此在20世纪80年代末期,南非伊斯科尔厂首次引进了一台年产量三十万吨的Corex1000型装置。可是,因为某些因素,这一套设备的表现并不算好，因此导致这一工厂出现经济亏损因此不得以停产。

在对这次的失败进行总结的时候,人们发现了两个最重要的因素:首先是Corex1000型设备的生产能力并不强,无法满足经济规模的需求;其次是这一设备的设计存在一些问题,且事故率相对而言比较高。除此之外还有一些其他的原因,比如在使用之前并没有对原材料进行充分透彻的实验以及分析。

2 Corex工艺的再推广和再实践

截止到二十世纪九十年代,为了使Corex工艺更为广泛的应用,出现了年产量为六十余万吨的Corex2000型装置设计。其中:

(1)南非和印度这两个国家使用Corex2000型装置最重要的因素是,因为这两个国家的炼焦煤资源相对而言较为稀少,可是却拥有十分丰富的铁矿石以及非炼焦煤资源储备,因此他们是最为需要大生产量Corex装置的国家,这样可以最大化的利用本国的资源分布特点,继续研发和使用除高炉炼铁之外的其他技术,借此来解决其炼焦煤资源稀缺的问题。所以,南非萨尔达纳厂和印度京德尔厂根据自身需求引进了数目不等的Corex2000型装置。

(2)而韩国在钢铁工业方面的情况和上述两个国家有很大的区别,韩国不具备任何一种丰富的资源,因此不管使用哪一种炼铁方式都要从国外进口几乎全部的原材料。韩国浦项引进Co⁃rex2000型装置最大的原因是,浦项有1座高炉到了一定的使用年限要进行修理,为了最大程度上的将高炉停产所带来的影响降到最低,因此浦项对Corex装置产生了较为浓厚的兴趣。早期浦项准备引进2台Corex2000型装置,可是在第一台设备的安装过程之中,由于实际费用和预算费用有较大的区别,因此没有引进第二台设备。

韩国、南非和印度引进的4套Corex2000型装置正式使用之后,经过了数年的使用，为Corex工艺提供了很多的宝贵经验,其中:

(1)因为在设计之初没有大量的实践经验,最新的大型Corex生产装置,确实存在着很多的问题。

(2)经过实践我们不难发现,不管是Corex工艺,亦或是高炉炼铁工艺,如果想要获得良好的产量,所使用的材料是十分重要的一个环节。在这之中,因为块状矿石的还原性与团状矿石相比起来相对较弱,因此若是Corex工艺所使用的矿石都是块状矿石,都会直接影响到铁的产量。所以,在对Corex工艺进行经济评价时,一定不能忽略矿石形状对Corex工艺所产生的影响。

(3)伴随着Corex生产装置产量上升,不管是预还原竖式炼铁炉,亦或是熔融气化炉,如果想要进一步提升工作效率以及设备的使用寿命,一定要将这两种设备的透气程度加以改良。在归纳分析Corex1000型装置问题时,并没有对非炼焦煤质量水准,尤其是所使用煤炭强度治疗标准有足够重视。若是Corex工艺可以不使用煤炭这种原材料,那么所使用的非炼焦块煤的强度性能就要尽可能的高，甚至无限趋近于炼焦煤的强度。其实,可以做到这一点的非炼焦煤资源十分稀少,若是这种煤炭的资源储备十分丰富,那么就完全可以使用在小型高炉炼铁当中,并且尽可能的降低煤炭的消耗量。所以,虽然南非和印度的非炼焦煤资源储备相对而言较为丰富,可是依旧无法完全达到Corex工艺所需要的标准,这就导致Corex2000型装置在使用过程当中要使用一定数量的炼焦煤。所以,在对Corex工艺进行综合评估的时候,依旧不能完全忽视这一问题会对Corex项目产生的影响以及这一问题可能会带来的一些其他的风险。

[1]李磊,胡建杭,王华等.铜渣熔融还原炼铁过程研究[J].过程工程学报,2011,11(1):65-71

[2]郈亚丽,王华,卿山等.钛铁矿和高磷铁矿混合矿氧气顶吹熔融还原炼铁的工艺条件[J].过程工程学报,2011,11(6):1024-1029

[3]范全荣.喷射冶金用于熔融还原炼铁的探索[C].//2014年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会论文集.2014:1228-1233

陈旭东（1972-），男，吉林省双阳市人，鞍山宝得钢铁有限公司厂长，工程师，本科，研究方向：熔融还原。