FROLTS煉鐵技術(shù)理論的進展研究

劉寶洋 賈 帥 席志飛 王 根

(河北省宣化鋼鐵集團有限責(zé)任公司煉鐵廠，河北 張家口 075100)

1 基于低溫快速預(yù)還原的熔融還原煉鐵流程

FROLTS煉鐵技術(shù)的新型熔融還原煉鐵流程如下圖所示:

圖 基于快速預(yù)還原的熔融還原煉鐵流程

從圖中可見，整個煉鐵的流程主要分為三個部分。第一部分是熔融氣化爐，這個部分當(dāng)中主要作用是熔化海綿鐵以及制造還原煤氣為預(yù)還原的過程提供其所需催化物。第二部分是預(yù)還原部分，這個部分能夠使礦粉轉(zhuǎn)變成高金屬化率的鐵粉。主要是由兩級快速循環(huán)床以及以及礦粉預(yù)熱床組成。第三部位為煤氣處理，其作用對還原所需的煤氣成分、煤氣量以及溫度進行控制調(diào)節(jié)。

2 新工藝的特點

2.1 高校的預(yù)還原反應(yīng)器

(1)利用細礦粉為煉鐵的原料能夠有效實現(xiàn)快速低溫還原的效果。相對于一般的煉鐵工藝而言，能夠直接跳躍了燒結(jié)工序以及原料造塊的工序，為整個煉鐵過程省時節(jié)能、降低排放。

(2)新工藝預(yù)還原煤氣溫度(700-750℃)相對于COREX、FINEX的煤氣溫度(800-850℃)大幅度地降低了(100℃的差距)，因此能夠有效解決黏結(jié)等問題。除此之外，新工藝允許兌入更多返回氣也有效地降低了熔融氣化爐的產(chǎn)氣量。

(3)相對于C-3000的豎爐，還原段高達12m，煤氣成分也偏離平衡態(tài)的狀況。新工藝的還原反應(yīng)接近平衡態(tài)的還原，能夠有效地減少了鐵氣體的使用量。

(4)通過預(yù)還原能夠得到金屬化超過85%的海綿鐵，能夠有效地降低熔融氣化爐的用煤量。

(5)反應(yīng)器采用雙級循環(huán)床，能夠提高還原氣體的利用率，從而有效地提高生產(chǎn)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氣化爐、預(yù)還原反應(yīng)以及煤氣處理這三個步驟進行還原煉鐵的模式。三段式操作模式通過煤氣對CO2進行脫除，其操作性靈活有效減輕了熔融氣化爐的負擔(dān)，從而實現(xiàn)低能耗、低排放的最優(yōu)效果。

2.3 熔融氣化爐采用高金屬化率海綿鐵和一定限度的二次燃燒率

新工藝的FROLTS煉鐵技術(shù)在終還原時采用一定限度的二次燃燒率。由于煤氣氧化度與還原所需要的煤氣溫度有關(guān)，F(xiàn)ROLTS其預(yù)還原所需的煤氣溫度相對較低，因此在煉鐵流程中的煤氣溫度相比對與COREX以及FINEX的煤氣氧化度(COREX為11%，F(xiàn)INEX為15%)，F(xiàn)ROLTS的煤氣氧化度可以控制在15% ～20%左右，從而節(jié)省了所需的燃料。

3 新工藝的預(yù)期效果

經(jīng)過試驗新工藝FROLTS煉鐵技術(shù)預(yù)期效果如下:

(1)噸鐵的燃料比可以控制在600kg左右。

在這個基礎(chǔ)上再作出改進，逐步完善其工藝操作手法，預(yù)期效果可以將噸鐵的燃料比控制在500kg左右，有效地節(jié)省了燃料的消耗

(2)省去了鐵原料的造塊

FROLTS煉鐵技術(shù)在原料的應(yīng)用上采用了我國的精礦粉，對于進口的精鐵粉只需稍作破碎加工即可利用。精礦粉的利用省去了鐵原料的造塊以及焦結(jié)的工序，對減少能耗以及環(huán)境控制的方面上都得到較好的改善。

(3)相對與各類熔融還原指標(biāo)，新工藝的FROLTS體現(xiàn)出其優(yōu)勢所在(如下表所示)

各類熔融還原的指標(biāo)以及狀態(tài)

4 低溫快速還原的理論以及工藝體系

低溫快速還原理論，實質(zhì)是研究任何加快在低溫條件下的鐵礦粉在微觀以及宏觀的反應(yīng)速度，其目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)在低溫下低能耗、低排放的還原煉鐵工藝。

在整個低溫快速還原理論中包含了微觀以及宏觀的反應(yīng)機理。微觀的反應(yīng)機理中包括了對細化晶粒、催化以及還原介質(zhì)選擇等各種能夠促進還原反應(yīng)的因素研究。而宏觀的反應(yīng)機理中則是從動量、熱量以及質(zhì)量等角度對影響還原反應(yīng)宏觀條件進行探究。FROLTS作為基于低溫快速還原理論下的新技術(shù)，其冶煉效果十分出色，有效實現(xiàn)高效低耗低排的目的。