煤基熔融还原炼铁新工艺发展动态评述.pdf

维普资讯 2005年第 1期 世 界 钢 铁 煤基熔融还原炼铁新工艺发展动态评述 (中)周渝生 (宝钢研究院) 摘要 评述了近几年新出现的几种煤基熔融还原炼铁新工艺。目前在技术上成熟并已成功地获得工业应用 的煤基新炼铁法只有 COREX一种。FINEX法、REDSMELT法及 1Tmk3法的竞争力较强，经过改进完善后有良 好应用前景。其它煤基炼铁工艺 目前均处于示范工程或半工业试验开发阶段。 关键词 熔融还原 煤基炼铁工艺 工业应用 1 前言 量满足系统热平衡的需要。这样，可以达到理论 20世纪 90年代以来，可持续发展对环境提 最低碳耗 321kg／t铁，在这个系统 中碳是唯一的 出越来越高的要求，钢铁市场竞争愈演愈烈，各国 能源。 不断强化新工艺的研究，非高炉炼铁技术研发空 (1)一步法熔融还原 前活跃 ，新的煤基熔融还原炼铁法不断涌现，使钢 从50年代后期开始，欧美各国先期研究开发 铁企业有更多的选择余地。本文仅根据作者的调 的熔融还原法大多是一个反应器中一步完成全部 查研究及实践经验，对几种最近报道较多的煤基 熔炼过程，故被称为 “一步法”，例如 Dored法 、Re． 熔融还原炼铁新工艺发展动态作一简要的介绍和 tored法、CIP法、Eketorp--Vallak法等。这些方法 评述 。 最终都失败了，其失败主要原因如下： 熔融还原是指非高炉炼铁方法中那些冶炼液 · 如何将熔融还原过程中产生CO用氧燃烧， 态热铁水的工艺过程。其技术思想是希望发展一 并将燃烧产生的热量有效地传递给还原区，同时 种无需铁矿石造块又不使用昂贵冶金焦炭，既能 反应 (1)和(2)在同一反应器中空间上不能彼此分 生产高质量铁水又无环境污染的理想冶炼工艺。 开，难以避免还原区被氧化，传热和传质是难于分 因此 目前一般认为，只要不以焦炭为主要能源的 开的。 生产热铁水的非高炉炼铁方法均为熔融还原。熔 · 熔融还原产出的高 FeO渣对炉衬有严重的 融还原法的积极倡导者埃克托普教授在 6o年代 侵蚀作用，耐材成本高。 提出了熔融还原的理论，它是基于以下原理： · 熔融还原产出的高温煤气不能用于铁的还 原本身，热能利用率低 ，使产品的能耗成本很高。 FezO3+3C=2Fe+3C0 ………………… (1) (2)二步法熔融还原 (AHl7∞=455．6kJ／mo1) 为了解决一步法出现的炉衬侵蚀快、大量热 3C0+3／202=3C02 …………………… (2) 煤气的能量难以回收利用，能耗成本居高不下的 (AHl7∞=一840．2kJ／mo1) 难题，70年代以来国外研究开发的熔融还原大多 数是 “二步法”，所谓二步法就是将还原过程分解 Fez03+3C+3／202=2Fe+3C02 ……… (3) 为固体状态的预还原和熔融状态的终还原两个阶 (AH】7∞=一384．6kJ／mo1) 段，并分别在两个反应器中进行。 反应(2)放出的热量足以补偿反应 (1)所需要 二步法已成为 目前研发