熔融還原煉鐵技術(shù)分析

陳旭東

遼寧鞍山寶得鋼鐵有限公司

熔融還原煉鐵技術(shù)分析

陳旭東

遼寧鞍山寶得鋼鐵有限公司

在最近幾十年,為了盡可能的降低煉鐵過程中對于煉焦煤的需求并且盡可能的降低有害氣體排放進一步保護環(huán)境，很多國家的大型鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)都已經(jīng)著手進行了對于熔融還原煉鐵技術(shù)的研發(fā)工作,并且已經(jīng)研發(fā)出了很多種可以應(yīng)用在熔融還原煉鐵過程之中的技術(shù)。比如,Dios工藝、Corex工藝、H ismelt工藝等。在此之前,這三種工藝之中除了Corex工藝已經(jīng)在三個發(fā)達國家得以應(yīng)用且我國也準備引進此項技術(shù)之外,其他的相關(guān)工藝還并沒有被廣泛的使用。

熔融還原；煉鐵技術(shù)；技術(shù)分析

1 開發(fā)Corex工藝的初衷和初步實踐

在最初的時候,研究Corex這一生產(chǎn)工藝的初衷是為了那些不具備豐富煉焦煤資源儲備,可是卻擁有豐富鐵礦資源以及非煉焦煤資源儲備的一些國家來使用熔融還原煉鐵工藝。因為在上述設(shè)計對原材料的要求并不高，也可以最大程度上的發(fā)揮原材料的優(yōu)勢,因此在20世紀80年代末期,南非伊斯科爾廠首次引進了一臺年產(chǎn)量三十萬噸的Corex1000型裝置。可是,因為某些因素,這一套設(shè)備的表現(xiàn)并不算好，因此導致這一工廠出現(xiàn)經(jīng)濟虧損因此不得以停產(chǎn)。

在對這次的失敗進行總結(jié)的時候,人們發(fā)現(xiàn)了兩個最重要的因素:首先是Corex1000型設(shè)備的生產(chǎn)能力并不強,無法滿足經(jīng)濟規(guī)模的需求;其次是這一設(shè)備的設(shè)計存在一些問題,且事故率相對而言比較高。除此之外還有一些其他的原因,比如在使用之前并沒有對原材料進行充分透徹的實驗以及分析。

2 Corex工藝的再推廣和再實踐

截止到二十世紀九十年代,為了使Corex工藝更為廣泛的應(yīng)用,出現(xiàn)了年產(chǎn)量為六十余萬噸的Corex2000型裝置設(shè)計。其中:

(1)南非和印度這兩個國家使用Corex2000型裝置最重要的因素是,因為這兩個國家的煉焦煤資源相對而言較為稀少,可是卻擁有十分豐富的鐵礦石以及非煉焦煤資源儲備,因此他們是最為需要大生產(chǎn)量Corex裝置的國家,這樣可以最大化的利用本國的資源分布特點,繼續(xù)研發(fā)和使用除高爐煉鐵之外的其他技術(shù),借此來解決其煉焦煤資源稀缺的問題。所以,南非薩爾達納廠和印度京德爾廠根據(jù)自身需求引進了數(shù)目不等的Corex2000型裝置。

(2)而韓國在鋼鐵工業(yè)方面的情況和上述兩個國家有很大的區(qū)別,韓國不具備任何一種豐富的資源,因此不管使用哪一種煉鐵方式都要從國外進口幾乎全部的原材料。韓國浦項引進Co?rex2000型裝置最大的原因是,浦項有1座高爐到了一定的使用年限要進行修理,為了最大程度上的將高爐停產(chǎn)所帶來的影響降到最低,因此浦項對Corex裝置產(chǎn)生了較為濃厚的興趣。早期浦項準備引進2臺Corex2000型裝置,可是在第一臺設(shè)備的安裝過程之中,由于實際費用和預(yù)算費用有較大的區(qū)別,因此沒有引進第二臺設(shè)備。

韓國、南非和印度引進的4套Corex2000型裝置正式使用之后,經(jīng)過了數(shù)年的使用，為Corex工藝提供了很多的寶貴經(jīng)驗,其中:

(1)因為在設(shè)計之初沒有大量的實踐經(jīng)驗,最新的大型Corex生產(chǎn)裝置,確實存在著很多的問題。

(2)經(jīng)過實踐我們不難發(fā)現(xiàn),不管是Corex工藝,亦或是高爐煉鐵工藝,如果想要獲得良好的產(chǎn)量,所使用的材料是十分重要的一個環(huán)節(jié)。在這之中,因為塊狀礦石的還原性與團狀礦石相比起來相對較弱,因此若是Corex工藝所使用的礦石都是塊狀礦石,都會直接影響到鐵的產(chǎn)量。所以,在對Corex工藝進行經(jīng)濟評價時,一定不能忽略礦石形狀對Corex工藝所產(chǎn)生的影響。

(3)伴隨著Corex生產(chǎn)裝置產(chǎn)量上升,不管是預(yù)還原豎式煉鐵爐,亦或是熔融氣化爐,如果想要進一步提升工作效率以及設(shè)備的使用壽命,一定要將這兩種設(shè)備的透氣程度加以改良。在歸納分析Corex1000型裝置問題時,并沒有對非煉焦煤質(zhì)量水準,尤其是所使用煤炭強度治療標準有足夠重視。若是Corex工藝可以不使用煤炭這種原材料,那么所使用的非煉焦塊煤的強度性能就要盡可能的高，甚至無限趨近于煉焦煤的強度。其實,可以做到這一點的非煉焦煤資源十分稀少,若是這種煤炭的資源儲備十分豐富,那么就完全可以使用在小型高爐煉鐵當中,并且盡可能的降低煤炭的消耗量。所以,雖然南非和印度的非煉焦煤資源儲備相對而言較為豐富,可是依舊無法完全達到Corex工藝所需要的標準,這就導致Corex2000型裝置在使用過程當中要使用一定數(shù)量的煉焦煤。所以,在對Corex工藝進行綜合評估的時候,依舊不能完全忽視這一問題會對Corex項目產(chǎn)生的影響以及這一問題可能會帶來的一些其他的風險。

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陳旭東（1972-），男，吉林省雙陽市人，鞍山寶得鋼鐵有限公司廠長，工程師，本科，研究方向：熔融還原。