刘宝洋 贾 帅 席志飞 王 根

(河北省宣化钢铁集团有限责任公司炼铁厂，河北 张家口 075100)

1 基于低温快速预还原的熔融还原炼铁流程

FROLTS炼铁技术的新型熔融还原炼铁流程如下图所示:

图 基于快速预还原的熔融还原炼铁流程

从图中可见，整个炼铁的流程主要分为三个部分。第一部分是熔融气化炉，这个部分当中主要作用是熔化海绵铁以及制造还原煤气为预还原的过程提供其所需催化物。第二部分是预还原部分，这个部分能够使矿粉转变成高金属化率的铁粉。主要是由两级快速循环床以及以及矿粉预热床组成。第三部位为煤气处理，其作用对还原所需的煤气成分、煤气量以及温度进行控制调节。

2 新工艺的特点

2.1 高校的预还原反应器

(1)利用细矿粉为炼铁的原料能够有效实现快速低温还原的效果。相对于一般的炼铁工艺而言，能够直接跳跃了烧结工序以及原料造块的工序，为整个炼铁过程省时节能、降低排放。

(2)新工艺预还原煤气温度(700-750℃)相对于COREX、FINEX的煤气温度(800-850℃)大幅度地降低了(100℃的差距)，因此能够有效解决黏结等问题。除此之外，新工艺允许兑入更多返回气也有效地降低了熔融气化炉的产气量。

(3)相对于C-3000的竖炉，还原段高达12m，煤气成分也偏离平衡态的状况。新工艺的还原反应接近平衡态的还原，能够有效地减少了铁气体的使用量。

(4)通过预还原能够得到金属化超过85%的海绵铁，能够有效地降低熔融气化炉的用煤量。

(5)反应器采用双级循环床，能够提高还原气体的利用率，从而有效地提高生产效率。

2.2 采用三段式操作模式

三段式的操作模式指的是利用熔融气化炉、预还原反应以及煤气处理这三个步骤进行还原炼铁的模式。三段式操作模式通过煤气对CO2进行脱除，其操作性灵活有效减轻了熔融气化炉的负担，从而实现低能耗、低排放的最优效果。

2.3 熔融气化炉采用高金属化率海绵铁和一定限度的二次燃烧率

新工艺的FROLTS炼铁技术在终还原时采用一定限度的二次燃烧率。由于煤气氧化度与还原所需要的煤气温度有关，FROLTS其预还原所需的煤气温度相对较低，因此在炼铁流程中的煤气温度相比对与COREX以及FINEX的煤气氧化度(COREX为11%，FINEX为15%)，FROLTS的煤气氧化度可以控制在15% ～20%左右，从而节省了所需的燃料。

3 新工艺的预期效果

经过试验新工艺FROLTS炼铁技术预期效果如下:

(1)吨铁的燃料比可以控制在600kg左右。

在这个基础上再作出改进，逐步完善其工艺操作手法，预期效果可以将吨铁的燃料比控制在500kg左右，有效地节省了燃料的消耗

(2)省去了铁原料的造块

FROLTS炼铁技术在原料的应用上采用了我国的精矿粉，对于进口的精铁粉只需稍作破碎加工即可利用。精矿粉的利用省去了铁原料的造块以及焦结的工序，对减少能耗以及环境控制的方面上都得到较好的改善。

(3)相对与各类熔融还原指标，新工艺的FROLTS体现出其优势所在(如下表所示)

各类熔融还原的指标以及状态

4 低温快速还原的理论以及工艺体系

低温快速还原理论，实质是研究任何加快在低温条件下的铁矿粉在微观以及宏观的反应速度，其目的是为了能够实现在低温下低能耗、低排放的还原炼铁工艺。

在整个低温快速还原理论中包含了微观以及宏观的反应机理。微观的反应机理中包括了对细化晶粒、催化以及还原介质选择等各种能够促进还原反应的因素研究。而宏观的反应机理中则是从动量、热量以及质量等角度对影响还原反应宏观条件进行探究。FROLTS作为基于低温快速还原理论下的新技术，其冶炼效果十分出色，有效实现高效低耗低排的目的。