PF法直接还原铁新工艺工业性试验成功

PF法直接还原铁新工艺工业性试验成功

[我的钢铁] 2007-04-27 00:00:00

近日，由北京冶金设备研究设计总院研究设计的单孔罐式还原炉在河北唐山工业性试验成功。

中冶集团北京冶金设备研究设计总院教授级高工陈守明等技术人员长期坚持竖炉直接还原铁工艺研究，结合国内情况创新，发明了PF法竖炉直接还原工艺，并拥有自主知识产权。1998年在北京科技大学做了固定罐的实验室试验，1999年在山西朔州三元碳素厂煅烧石油焦的罐式炉上进行了半工业性试验，验证了这种工艺的可靠性、主要工艺及设备参数。2006年与唐山企业合作，不断优化设计，建设一座单孔罐式还原炉进行工业性试验。2007年3月5日点火生产，一周内打通流程。受试验设备和检测条件所限，操作技术未达最佳状态，生产稳定时DRI金属化率90%左右，少量达到98.2%。如能进一步优化设计和施工、操作技术，各项技术经济指标可以达到或超过KM法指标。

PF法直接还原铁工艺流程如下：

PF法直接还原铁工艺主要特点：

容积利用系数高、设备作业率高，能耗低，大幅度降低工程投资和生产成本。

1、反应室与燃烧室分隔，气氛、温度像反应罐（隧道窑）法一样适宜生产DRI，产品金属化率高。但罐体高得多，预热段、还原段、冷却段分别采用不同材料和结构，能连续生产，比反应罐法生产率高，能耗低；而且罐体不像隧道窑中那样反复加热、冷却，寿命长。

2、能像回转窑和转底炉一样连续生产，但炉体不动而炉料自动下落，炉气逆流上升，设备简单可靠，有利于加热和直接还原反应进行，并可方便地控制炉料还原温度和时间，利用系数高、作业率高，能源和原料消耗低；

3、直接还原与反应罐法和回转窑法一样采用外配碳，还原剂和脱硫剂可适当过量，确保还原和脱硫效果，又不增加产品灰分，使得原燃料选用范围广、工艺设备简单、产品质量好，而投资少、成本低；

4、反应室、燃烧室间隔排列，机构紧凑，每组反应罐都是一座独立的还原设备，若干组并列、组成各种生产能力的还原炉。可根据市场和原燃料情况灵活设计和使用，生产规模可大可小，配套设备可洋可土，遇到停电或其他事故可随时停止和重新启动，适合中国和发展中国家国情；

5、适合作为煤基直接还原铁工艺主体设备，也易改造为气基法竖炉和其他工业炉窑。

试验证明，PF法是一种安全可靠的竖炉直接还原工艺，而且综合了当前几种直接还原铁工艺长处，在节能、环保和工程投资、生产成本等方面有明显改进。这种工艺的研究开发和转化，是我国在探索先进、适用的直接还原铁工艺方面的重大进展。

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直接还原铁（DRI），也称海绵铁，是冶炼优质钢必不可少的原料，也可作为高炉炼铁、转炉炼钢、铸造、铁合金、粉末冶金的优质炉料，有色冶金的置换剂、水处理的脱氧剂,供不应求。更重要的是，DRI可以用天然气、煤气和非炼焦煤等作能源，实现无焦炼铁，并且比高炉炼铁碳耗低、CO2排放少，有利于节省能源资源、保护环境，被誉为绿色冶金。

随着生产发展、社会进步，资源短缺、环境污染问题日益突出，发达国家钢铁企业都在改造传统生产工艺，逐步关闭能耗高、污染大的高炉、焦炉，发展优质高效的短流程电炉钢厂，世界DRI产量近二十年翻了三番。中国钢铁产量连续十几年高速增长，2006年已达4.2亿吨，生产能力达到6亿吨左右，但DRI生产能力只有几十万吨。目前国家制定政策、采取措施，限制传统钢铁生产工艺低水平重复建设，鼓励发展直接还原、熔融还原非焦炼铁工艺。

直接还原铁工艺按还原剂是气体或煤，分为气基法和煤基法，按还原炉窑，有竖炉法、回转窑法、隧道窑法、转底炉法等多种。目前全世界DRI年产量近6千万吨，90%左右是以天然气作能源、竖炉和反应罐做还原设备生产的。但根据我国资源、能源特点和这些年的经验教训，发展DRI产业，能源须以煤和煤气为主，重点是研究开发先进适用的还原炉窑。

竖炉煤基直接还原铁工艺简单可靠。意大利达涅利公司1968年开始研究开发KM法工艺，73年1月建起6500吨/年工业试验厂，4万吨/年工厂76年成功投产，81年83年先后在缅甸建设的两套2万吨/年工业装置，均顺利投产达标，二十多年来生产正常。1985年7月冶金部科技司与达涅利公司签订了科技合作协议，组织广东省钢铁研究所和北京钢铁研究总院又作了一系列研究、试验，1987年12月组织全国专家进行了鉴定，肯定这种工艺技术合理、成熟可靠，在各种煤基DRI工艺中属先进水平。