熔融还原炼铁技术
FINEX熔融还原炼铁技
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3 FINEX工艺的技术优势3.1 有利于
资源利用,减少资源的制约 FINEX可 100%的使用非焦煤,且对煤适用范围很广。 POSCO在试验中采用过的煤种固定碳 52.49%~72.26%,挥发分18.37%~ 38.32%,灰分7.32%~16.67%,试验证明对 煤种无严格的限制,因为它可以通过粉煤混 合压块的方法来调节其成分,目前采用约 30%的半软煤及70%动力煤混合使用。块 煤80mm以下可直接入炉,8mm以下经压块 后入炉
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块后入炉。浦项公司目前使用压制成型煤 60%~70%,喷煤粉15%~20%,其余为块 煤。非焦煤的使用既解决了匮缺的炼焦煤 资源供应问题,又降低了生铁的生产成本。 浦项公司在试验厂使用过的矿石成 分:TFe56.7%~67.7%,脉石2.93%~ 10.7%,Al2O30.71%~2.7%。试验表 明,FINEX工艺对铁矿石的成分和粒度组成 及品种无严格的限制。粉矿的直接使用,既 降低了原料加工成本,同时又拓宽了铁矿资 源供应渠道。
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比较方案一、二,FINEX能耗 比高炉低约40kg标准煤/t,即FINE 比高炉节约能耗约7%。
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4.3 吨铁成本的比较 浦项公司的资料指出,由于FINEX使用 较低价格的原燃料,使生铁的生产成本 比高炉减少17%。国内有资料分析,为 与高炉相比,COREX法低0.6%,FINEX 法低20%左右。经本案例研究分析,在 目前国内的条件下,3800m3大型高炉 与2×150万t/年能力的FINEX工艺比 吨铁工序成本约低12.5%。
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因为熔融气化炉中煤是在1000℃高温下进 行气化,所以不会产生二恶英。同时FINEX 工艺是一个紧凑密闭的流程,故烟尘的排放 量也更低。 据浦项公司发表的资 料,FINEX的SOx、NOx和粉尘的排放量分 别为高炉工艺流程的6%、4%和2l%,也没 有焦化含酚、氰污水的排放。因此,可以认 为FINEX是一种环境友好型的清洁生产工 艺。
熔融还原炼铁技术
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熔融还原炼铁技术摘要随着社会经济的发展,高炉炼铁资源短缺与环境负荷日益加重的局面已经充分显现,开发新技术逐步取代传统技术将迫在眉睫,这其中以熔融还原炼铁技术为主要开发对象。
国际钢铁界始终没有停止对熔融还原炼铁技术开发的脚步,本文对现有HIsmelt、COREX和FINEX熔融还原工艺及设备进行了分析研究和综合评价,指出了开发新熔融还原技术的原则,介绍了克服高炉炼铁及COREX、HIsmelt熔融还原法存在的缺点的LSM炼铁工艺。
我们应针对目前存在的问题,开发新的熔融还原炼铁技术。
关键词熔融还原;COREX;FINEX;HIsmelt;LSMSMELTING REDUCTION IRONMAKING TECHNOLOGYABSTRACT With the economic society developing, it fully shows that the resources shortage and environment of blast furnace ironmaking load have aggravated day by day. It is very urgent to exploit new technology to replace the traditional. The smelting reduction ironmaking technology is one of the main research fields. International Iron and Steel sector has not stopped for smelting reduction ironmaking technology development pace. The development for the smelting reduction ironmaking technology was never stopped in the world. This thesis just generates under this background.This paper analyzes and makes comprehensive evaluation of the existing HIsmelt, COREX and FINEX reduction process and equipment, points out that the principle of developing new smelting reduction technology, introduces LSM ironmaking process ,which overcomes existing shortcomings of blast furnace ironmaking and COREX, HIsmelt smelting reduction method.We should be aiming at the existing problems, develop new smelting reduction ironmaking technology.KEY WORDS smelting reduction,COREX,FINEX,HIsmelt,LSM1. 前言高炉炼铁方法从使用焦炭算起已有三百多年的历史,第二次世界大战后的50年来,钢铁冶金技术获得了重大发展。
转炉熔融还原炼铁工艺探讨
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转炉熔融还原炼铁工艺探讨1熔融还原炼铁工艺熔融还原炼铁工艺是金属炼铁中普遍采用的一种最新的技术。
它由有色金属原料,如铁矿石或其他物质经过高温氧气的熔融还原所形成的新的含铁原料经过熔融,坩埚顶出去不必要的元素,进而获得高纯度铁水。
然后,铁水经过抽滤,炼铁工艺结束。
2转炉熔融还原炼铁转炉熔融还原炼铁是一种更先进的铁矿石熔融还原工艺。
转炉工艺最大的优势是,由于体积小,特别是负荷大,坩埚内的物料能够更快速、更彻底地熔融,从而使炼铁速度更快,炼铁效率更高。
同时,由于转炉炼铁工艺将物料熔融,还原比较彻底,达到节约能源的目的。
3转炉熔融还原炼铁的优势转炉熔融还原炼铁工艺不仅能够更迅速、更彻底地熔融物料,而且,采用转炉炼铁能够减少氧化物、磁性原料的影响,从而显著提高炼铁品质。
同时,由于转炉炼铁的运转速度较快,可在较短的时间内完成炼铁工艺,从而可大大节约燃料。
而且,采用转炉炼铁还可以缩短原料的循环次数,减少二次污染。
4转炉熔融还原炼铁的不足转炉in熔融还原炼铁还存在一些缺陷。
首先,转炉运行需要较大的资金投入,这在短期内可能无法收回成本。
其次,因为转炉熔融还原炼铁速度较快,节约能源,但同时也需要更多的处理能力,从而增加系统功耗。
此外,转炉炼铁工艺存在一些复杂的技术要素,操作者需要掌握技术,以保证生产的安全可操作性。
5结论转炉熔融还原炼铁是金属炼铁工艺中一种重要的技术,具有快速熔融、减少耗燃、铁水品质好等优势。
但是,也存在一些不足,投入成本高,处理能力需要增加,技术也非常复杂。
因此,要想更高效地使用转炉熔融还原炼铁,需要精心选择原料,优化运行参数,加强技术的掌握,以确保工艺的有效运行。
熔融还原炼铁工艺
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熔融还原炼铁工艺熔融还原炼铁工艺是一种以熔融还原方式精炼铁矿石的工艺,一般可以用来生产低碳钢或不锈钢。
它在学术界有着悠久的历史,也是钢铁行业最重要的技术之一。
熔融还原法的基本原理是,在熔炉内生产出一定强度的热风,用于加热和燃烧铁矿石,从而在较低的温度,在有效的时间内把铁矿石的有机组分转换为铁的有机物,这种工艺主要有喷射、液体和气态三种,其中喷射法是最常用的。
熔融还原炼铁工艺主要从两个方面来实现铁矿石的还原,其一是利用热风的能量使碳素和铁矿石中的氧素发生化学反应,形成气态的碳氧化物,这些碳氧化物与铁矿石发生反应,形成铁的有机物;另外一个是利用强烈气流,将熔融铁矿石与凝结型煤焦粉混合在一起,两者发生反应,形成一定数量的反应熔融物,经过冷却固化后生成铁水。
熔融还原炼铁工艺是一种先进、安全、经济的炼铁工艺,它在生产高品质低碳钢或不锈钢中有着重要的地位,它不但能大大缩短炼铁的周期,提高铁矿石利用率,减少热能损失,而且还能在较低的温度下生产出更高品质的钢材。
融还原法的主要优点是操作简单,可以有效地节省能源,减少热能损失,改善炼铁的经济效益,并且能够提高铁矿石的利用率,以及高速度的熔炼。
熔融还原炼铁工艺在现代钢铁行业都有着重要的应用,并且正在取得重大进展。
首先,在凝结型煤焦制取过程中,采用新型煤焦矿和新型煤样,使炼铁反应集中,提高熔融还原炼铁的效率和抗风险能力;另外,实行现代化电控熔炉,可以有效控制炉内温度,提高熔炼效率;此外,引进新型还原剂也可以改善熔融还原炼铁的效果。
总的来说,熔融还原炼铁工艺是当前钢铁行业中最重要的技术之一,它不仅能够节省能源,改善经济效益,而且还能生产出更高品质的钢材。
然而,熔融还原炼铁过程中还有一些不足之处,如反应温度过高、燃料消耗过多等问题,这些问题需要通过合理的技术手段进行研究和改进,以保证钢铁行业的正常生产和运行。
熔融还原工艺
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熔融还原工艺熔融还原工艺是一种常用于金属冶炼和废物处理的技术。
它通过在高温下将金属或废物加热至熔点,然后添加还原剂,使有害物质被还原为无害物质,同时将目标金属分离出来。
这种工艺有助于资源的回收利用和环境的保护。
熔融还原工艺的基本原理是利用高温下物质的熔融性和还原性。
在高温下,金属或废物中的有害物质可以被还原为无害物质。
为了实现这个过程,通常需要添加还原剂。
还原剂是一种能够将有害物质还原为无害物质的物质,常用的还原剂有焦炭、燃料和还原气体等。
熔融还原工艺的应用非常广泛,主要包括金属冶炼和废物处理两个方面。
在金属冶炼中,熔融还原工艺可以用来分离出目标金属,并去除杂质。
例如,熔融还原工艺可以用于从废旧电子产品中提取有价金属,如金、银和铜等。
同时,这种工艺还可以用于冶炼废旧钢铁,将其还原为可再利用的原材料。
在废物处理方面,熔融还原工艺可以将废物中的有害物质转化为无害物质,并分离出有价值的物质。
例如,废电池中的有害重金属可以通过熔融还原工艺被还原为无害的物质,并可以回收利用。
另外,熔融还原工艺还可以用于处理含有有机物的废物,将有机物还原为无害的气体和灰渣。
熔融还原工艺的优点是可以高效地分离出目标金属,并处理废物中的有害物质。
与传统的冶炼和废物处理方法相比,熔融还原工艺具有以下优势:1. 高效性:熔融还原工艺可以在较短的时间内将金属分离出来,并将有害物质转化为无害物质,提高了资源的回收利用率和废物处理效率。
2. 环保性:熔融还原工艺能够有效地处理废物中的有害物质,减少对环境的污染。
3. 经济性:熔融还原工艺可以回收有价值的金属,并将废物转化为可再利用的原材料,节约了资源和能源。
然而,熔融还原工艺也存在一些挑战和限制。
首先,高温下的操作需要耗能,并且对设备的要求较高,增加了成本。
其次,熔融还原过程中产生的废气和废渣需要进行处理和处置,否则可能对环境造成污染。
此外,对于一些特殊的废物,熔融还原工艺可能无法完全将其转化为无害物质,仍然需要其他处理方法。
熔融还原炼铁技术
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熔融还原炼铁技术熔融还原炼铁技术是一种高效、环保的铁矿石冶炼方法,它在铁矿石中加入还原剂,通过高温熔融反应将铁矿石还原为金属铁。
本文将介绍熔融还原炼铁技术的原理、工艺流程以及其在钢铁工业中的应用。
熔融还原炼铁技术利用高温炉内的化学反应将铁矿石中的氧气去除,从而得到纯净的金属铁。
该技术的核心是还原剂的选择和矿石的熔化。
在炉内加入适量的还原剂,如焦炭或高炉煤气,它们在高温下与铁矿石中的氧气发生反应,生成一氧化碳和二氧化碳。
与此同时,矿石中的其他杂质也会与还原剂发生反应,并被还原为金属态或挥发出去。
通过这些反应,铁矿石中的金属铁被还原出来并熔化成液态。
熔融还原炼铁技术的工艺流程一般包括铁矿石的预处理、炉料的配制、炉内反应和产物处理等步骤。
首先,需要对铁矿石进行破碎、磨矿等预处理,以便提高矿石的反应性和熔化性。
然后,将矿石与还原剂、熔剂等按一定比例混合形成炉料。
炉料制备完成后,将其加入熔炼炉中,并控制炉内温度、气氛等条件,使反应正常进行。
炉内反应结束后,将炉渣和金属铁分离,并进行相应的处理和后续利用。
熔融还原炼铁技术在钢铁工业中具有广泛的应用。
首先,该技术可以利用低品位的铁矿石资源,提高资源利用率。
传统的炼铁方法需要高品位的铁矿石才能保证炉内反应的进行,而熔融还原炼铁技术可以利用低品位的铁矿石,降低原材料成本。
其次,该技术还可以减少环境污染。
传统炼铁方法中产生大量的烟尘、废气和废水,对环境造成严重污染,而熔融还原炼铁技术中炉内反应相对封闭,可以有效控制废气的排放和废水的处理,减少环境负荷。
此外,熔融还原炼铁技术还可以提高炼铁效率和产品质量,增强钢铁企业的竞争力。
熔融还原炼铁技术是一种高效、环保的铁矿石冶炼方法,通过将铁矿石中的氧气去除,得到纯净的金属铁。
该技术具有广泛的应用前景,可以提高资源利用率、减少环境污染,并提高产品质量。
随着新材料、新技术的不断发展,熔融还原炼铁技术将在钢铁工业中发挥更加重要的作用。
COREX熔融还原炼铁技术的探讨
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COREX熔融还原炼铁技术的探讨COREX熔融还原炼铁技术是一种代替常规高炉炼铁的新技术,由于其环保方面的优势,国内外的一些专家学者比较赞成采用该项技术炼铁。
广钢集团设计院根据本公司的实际情况,对COREX熔融还原炼铁技术进行了初步的研究,取得了一定的成果。
COREX技术简介COREX熔融还原炼铁技术是一种用煤和矿生产热铁水的新工艺,是世界上唯一已实现工业生产的熔融还原炼铁技术。
该工艺的研究始于20世纪70年代末,由奥钢联和西德杜塞道尔科富(Korf)工程公司联合开发,在德国的凯尔(Kehl)建造了1套200t/d的中间实验设备。
1981~1987年在此设备上又进行了6000h以上的10个炉役的实验,使COREX技术发展到工业成熟阶段。
COREX工艺的核心设备是由熔融气化炉和还原竖炉两个反应器组成的,类似将高炉拦腰截断分成上下两部分,上部进行直接还原,下部进行熔融还原,并通过加煤来提供热量和还原气。
将高压氧气吹入熔融气化炉,氧气与加入到熔融气化炉的煤燃烧,进行发热和熔化反应。
煤气化后产生优质的还原气体。
此还原性气体从熔融气化炉中出来后被循环工艺气体(经洗涤塔除尘后的净煤气)冷却到竖炉还原所要求的气体温度800-850°C,进入到还原竖炉前被热煤气旋风除尘器净化。
这些被分离出的细粒被再次加入到熔融气化炉,煤炭微粒被气化,细粒的铁立即被熔化。
干净的还原性气体进入到还原竖炉,将被加入的铁矿石还原为海绵铁。
海绵铁被一种为其专门设计的螺旋运输机从还原竖炉中取出,并倒入熔融气化炉中,发生最终还原和冶炼。
加入石灰石或白云石来调整渣的碱性,以确保渣的流动性和铁水脱硫。
COREX工艺的一个典型特征是产生“输出煤气”——还原工艺的副产品。
输出煤气是从还原竖炉上部排出的顶部气体和熔融气化炉内产生的不通过竖炉的过剩气体的混合物。
这两种气体在进行混合前均经过了气体湿法洗涤系统清洁。
输出的净煤气热值高,有多种用途,如加热、生产合成煤气、生产直接还原铁、吹入高炉或发电等。
熔融还原炼铁技术
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熔融还原炼铁技术
熔融还原炼铁技术是一种新型的炼铁技术,它采用了高温熔融还原的方法,将铁矿石还原成铁水,从而实现了高效、低耗、低污染的炼铁过程。
这种技术的出现,不仅提高了炼铁的效率和质量,还有助于减少环境污染和资源浪费。
熔融还原炼铁技术的原理是将铁矿石和还原剂一起放入高温熔炉中,通过还原剂的还原作用,将铁矿石中的氧化铁还原成铁水。
这种技术的优点在于,它能够在高温下将铁矿石中的氧化铁还原成铁水,从而避免了传统炼铁技术中需要大量燃料来加热铁矿石的问题。
此外,熔融还原炼铁技术还能够将炉渣中的铁还原成铁水,从而提高了炼铁的效率和质量。
熔融还原炼铁技术的应用范围非常广泛,它可以用于炼制各种类型的铁合金和钢铁产品。
此外,熔融还原炼铁技术还可以用于处理废钢和废铁,从而实现了资源的再利用和环境的保护。
总的来说,熔融还原炼铁技术是一种非常有前途的炼铁技术,它能够提高炼铁的效率和质量,同时还能够减少环境污染和资源浪费。
随着技术的不断发展和完善,相信熔融还原炼铁技术将会在未来的钢铁生产中发挥越来越重要的作用。
欧冶炉融还原炼铁工艺技术研究
![欧冶炉融还原炼铁工艺技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/2b65b3586fdb6f1aff00bed5b9f3f90f76c64df0.png)
欧冶炉融还原炼铁工艺技术研究
欧冶炉融还原炼铁工艺是古代中国冶金技术中的一种重要工艺,据信起源于公元前2世纪的东汉末年。
该工艺在铁矿石冶炼中采用高炉和风箱等设备,通过融化和还原过程将矿石中的铁氧化物转化为可用的铁质产物。
虽然欧冶炉融还原炼铁工艺在古代中国有着悠久的历史,但由于没有详细的文献记载和考古证据,对其具体的工艺技术在现代研究领域仍然存在争议和不明确之处。
目前对欧冶炉融还原炼铁工艺的研究主要依赖于文献记载的重建和考古遗址的发掘。
根据已有的研究和研究者的推测,欧冶炉融还原炼铁工艺可能包括以下主要步骤:
1.原料准备:选取合适的铁矿石作为原料,并进行粉碎和筛
分等预处理。
2.配料:将铁矿石与其他辅助物料(如焦炭、石灰石等)按
照一定比例进行混合配料。
3.加料:将配制好的料料逐层装入高炉中,并加入燃料(如
焦炭)。
4.炉体加热:使用风箱或其他方式向高炉中送风,加热炉体
至足够高温,以实现矿石的融化和铁的还原。
5.融化和还原:在高温下,铁矿石中的铁氧化物会被还原为
铁质,并与矿渣分离。
6.出铁:将炉蜕下的铁水(铁质)和矿渣分离,取出铁质进
行进一步的加工和冶炼。
然而,欧冶炉融还原炼铁工艺的具体细节和操作方式仍然需要更多的研究和考古发现来揭示。
当前的研究主要集中在文献、考古学和实验等方面,以解开欧冶炉融还原炼铁工艺在古代中国铁冶炼中的谜团。
熔融还原法竖炉炼铁工艺流程
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炼铁工艺中的高温熔融反应机理
![炼铁工艺中的高温熔融反应机理](https://img.taocdn.com/s3/m/8bfbcd8c9fc3d5bbfd0a79563c1ec5da51e2d619.png)
高炉炼铁产生的高温熔融反应,还可以用于生产其他金属材料,如铜、铝等。
高炉炼铁过程中产生的废气、废渣等废弃物,可以通过环保技术进行处理和再利用,减 少环境污染。
直接还原炼铁的实际应用
直接还原炼铁的优点
直接还原炼铁工艺简介
转炉:用于炼钢, 将铁水转化为钢 水
电炉:用于炼钢, 利用电能加热钢 水,进行精炼和 合金化处理
热风炉:用于提 供热风,为高炉 和转炉提供热量 和氧气
高温熔融反应的机理
高温熔融反应的化学反应机理
反应物:铁矿石、焦炭、 石灰石等
反应条件:高温、高压、 还原气氛
反应过程:氧化还原反 应、热力学反应、动力 学反应等
高温熔融反应在环保和 节能方面的潜力
高温熔融反应在提高炼 铁效率和质量方面的应 用前景
高温熔融反应在炼铁工 艺中的挑战和机遇
高温熔融反应技术的发展对炼铁工艺的影响和推动作用
高温熔融反应技术的发展将提 高炼铁效率,降低能耗和成本
高温熔融反应技术的发展将推 动炼铁工艺的改进和创新,提 高产品质量和性能
直接还原炼铁的应用领域 直接还原炼铁的发展趋势
熔融还原炼铁的实际应用
高炉炼铁:利用 高温熔融反应, 将铁矿石中的铁 还原出来
直接还原炼铁: 利用高温熔融反 应,将铁矿石中 的铁直接还原成 铁块
熔融还原炼铁: 利用高温熔融反 应,将铁矿石中 的铁还原成铁水
电炉炼铁:利用 高温熔融反应, 将废钢和铁矿石 中的铁还原出来
市场需求。
研究反应机理:通过 深入研究反应机理, 为改进反应工艺和设
备提供理论支持。
开发环保型反应工艺: 通过研究和开发环保型 反应工艺,减少环境污 染,实现可持续发展。
非焦熔融还原炼铁工艺
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非焦熔融还原炼铁工艺
非焦熔融还原炼铁工艺是一种新型的炼铁技术,它是在传统的炼铁工艺的基础上进行了改良和创新,可以有效地降低炼铁的能耗和环境污染,同时提高铁精粉的品质和产量。
非焦熔融还原炼铁工艺的核心技术是采用特殊的还原剂,将铁矿石在高温高压下进行还原反应,生成纯铁和还原气体。
这种还原剂是一种复合材料,由多种氧化物和碳质材料组成,具有很高的还原性和热稳定性,可以在高温下快速还原铁矿石,生成高品质的铁精粉。
非焦熔融还原炼铁工艺与传统的高炉炼铁工艺相比,具有以下优点:
1. 能耗低:非焦熔融还原炼铁工艺不需要使用高温高压的空气和煤气,节约了大量的能源和燃料成本。
2. 环保:非焦熔融还原炼铁工艺所产生的还原气体中的二氧化碳和一氧化碳可以被回收利用,减少了大气污染。
3. 产量高:非焦熔融还原炼铁工艺可以生产高品质的铁精粉,同时还可以生产其他有价值的副产品,提高了产量和经济效益。
4. 适应性强:非焦熔融还原炼铁工艺可以使用多种铁矿石和还原剂进行生产,适应性强。
非焦熔融还原炼铁工艺的应用范围非常广泛,可以用于生产各种类
型的铁精粉和铁合金,适用于钢铁、冶金、化工等多个领域。
近年来,我国的非焦熔融还原炼铁工艺已经逐步得到了推广和应用,取得了显著的经济效益和环境效益。
非焦熔融还原炼铁工艺是一种具有广泛应用前景的铁矿石还原技术,它具有能耗低、环保、产量高、适应性强等优点,是钢铁行业向绿色、低碳、高效方向发展的重要技术之一。
我们有理由相信,在未来的发展中,非焦熔融还原炼铁工艺将会得到更广泛的应用和推广。
铜渣熔融还原炼铁过程研究
![铜渣熔融还原炼铁过程研究](https://img.taocdn.com/s3/m/030f6a586ad97f192279168884868762caaebb1b.png)
铜渣熔融还原炼铁过程研究
铜渣熔融还原炼铁是一种重要的冶金技术,可以有效地回收废旧铜和铁资源。
该技术主要通过将铜渣与铁矿石混合后在高温下进行熔融还原反应,以获得高纯度的铁和铜。
本文将对该技术的研究进行介绍。
首先,铜渣熔融还原炼铁的基本原理是在高温下进行还原反应。
在该过程中,铜渣中的氧化铜和氧化铁与铁矿石中的还原剂(如焦炭、木炭等)反应,生成金属铜和铁。
反应的化学式如下:
2CuO + Fe2O3 + 3C → 2Cu + 2Fe + 3CO2
在该反应中,焦炭或木炭作为还原剂,将氧化铜和氧化铁还原为金属铜和铁。
同时,生成的CO2则会从反应体系中脱离。
其次,铜渣熔融还原炼铁的关键技术是选择合适的还原剂和控制反应条件。
在该过程中,选择适当的还原剂可以提高反应效率和产品质量。
同时,控制反应温度、时间、气氛等因素也是影响反应效果的关键因素。
最后,铜渣熔融还原炼铁技术具有广泛的应用前景。
该技术可以回收废旧铜和铁资源,减少资源浪费,同时也可以提高资源
利用率。
此外,该技术还可以产生高纯度的铁和铜产品,具有较高的经济价值。
综上所述,铜渣熔融还原炼铁是一种重要的冶金技术,具有广泛的应用前景。
在今后的工业生产中,该技术将会得到更广泛的应用和推广。
Hlsmelt熔融还原炼铁工艺
![Hlsmelt熔融还原炼铁工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/aa502f1810a6f524ccbf85be.png)
非高炉炼铁工艺—Hlsmelt熔融还原炼铁工艺由澳大利亚的力拓矿业集团开发的HIsmelt熔融还原炼铁工艺,采用了铁矿粉及钢厂废料和非炼焦煤直接熔融的还原技术生产高质量的铁产品,可直接用于炼钢或铸成生铁。
还可以循环使用热能,以达到降低成本和减少污染的目的。
从不断优化高炉炼铁和开发新型非高炉炼铁工艺考虑,可对炼铁生产实现节能减排和保护环境起到积极的作用。
HIsmelt熔融还原炼铁工艺作为适应钢铁工业发展的需要而开发的熔融还原炼铁的生产工艺,可为炼铁生产提供了一种新的选择。
钢铁生产工艺包括传统的高炉—氧气顶吹转炉的长流程和基于电弧炉的短流程。
近年来,受环保等方面因素的影响,短流程工艺受到越来越多的关注。
1996年以来,世界范围内有大量短流程优质扁平材生产厂投产。
这些短流程钢厂仅承担较低的折旧费用,还能利用废钢来削减生产成本。
因此,短流程钢厂的热轧生产成本要比钢铁联合企业的低。
推动这种趋势发展的主要原因有以下几个方面:高炉生产对原料的规格要求较严格,原料预加工(焦化、球团和烧结厂)使高炉生产成为环境污染的主要排放源,新建或改造高炉的投资额巨大,世界范围内的焦炉普遍呈老化状态,也需要大量投资。
正常情况下,为了获得规模经济效益,钢铁联合企业的建造规模都很大,因此,温室气体排放和环境污染的问题比较严重。
电炉炼钢厂的情况则有所不同,与钢铁联合企业相比,其竞争力相对较强。
对于电炉炼钢厂来说,优质、稳定的铁供应可明显提高电炉炼钢的生产率,降低生产成本。
因此,在炉料中搭配铁水就具有较高的利用价值。
在此条件下,开发具有能源利用率高、原料及炉料适应性强、投资成本低、操作灵活等特点的炼铁工艺,已成为钢铁联合企业关注的课题之一。
1 Hlsmelt工艺流程简介图1为HIsmelt熔融还原炼铁的工艺流程图。
图1 HIsmelt熔融还原炼铁的工艺流程图首先,HIsmelt工艺将金属熔池作为基本的反应媒介,炉料直接注入到金属中,熔炼过程主要通过熔解碳进行。
FINEX熔融还原炼铁技术简介
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FINEX熔融还原炼铁技术简介近代高炉炼铁工艺经过150多年的发展,在生产效率、工艺技术、装备大型化等方面日臻成熟,各项潜力得以较为充分的发挥,为人类文明和经济发展做出了巨大贡献。
但高炉生产依赖的焦煤资源供应不足,加之烧结及焦化工序污染严重,其可持续发展面临巨大挑战。
因此,基于不用焦炭的非高炉炼铁技术,成为近30多年来世界钢铁业着力研究和发展的前沿技术之一。
其中,熔融还原炼铁技术得到广泛关注,这项技术以非焦煤为能源,在高温熔态下还原铁氧化物得到铁水,主要包括COREX和FINEX两种工艺。
FINEX起源于COREX,但针对COREX 存在的问题进行了集成创新,形成特有的技术如流态化还原炉、煤压块、还原铁压块等,已成为目前世界上技术相对成熟、工业生产适应性较好的熔融还原炼铁工艺。
自1992年起,韩国浦项与奥钢联合作启动FINEX技术基础研究,历经20余年的研发,先后建成60万t/a的示范厂、150万t/a的工业化生产厂,2011年已开工建设200万t/a的FINEX工厂。
2013年,我国重庆钢铁集团与POSCO正式签署了建设年产300万吨规模“FINEX 一贯制铁所”合作协议,标志着该项技术首次引入国内。
一、FINEX工艺概述FINEX工艺是在COREX工艺基础上开发的一种新的熔融还原工艺。
其工艺主要由3个工序组成:流化床预还原装置、DRI粉压块装置和熔融气化炉装置。
第一步是流化床反应装置,可以把铁矿粉进行预还原,其所使用的还原性气体是由熔融气化炉的煤经燃烧和高温分解而产生的;第二步,经流化床预还原后进入压块工序,变成热压块铁。
非焦煤经过压块变成压块煤,加入到熔融气化炉中;第三步,压块煤在熔融气化炉中燃烧产生热量,把经流化床中还原过的热压块铁熔化成铁水和炉渣[1]。
其工艺流程图见图1所示。
图1FINEX工艺流程图二、FINEX工艺的优势[2]FINEX工艺具有几个方面的优势:1.可采用资源丰富、廉价的铁粉矿。
欧冶炉融还原炼铁工艺技术研究
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欧冶炉融还原炼铁工艺技术研究欧冶炉融还原炼铁工艺技术是指在欧冶炉中利用融还原反应进行炼铁的一种工艺。
下面我将从背景、原理、应用等方面详细介绍欧冶炉融还原炼铁工艺技术的研究现状。
1. 背景众所周知,钢铁工业是国民经济的支柱产业,铁矿石是钢铁生产的重要原料。
然而,传统的高炉炼铁工艺由于存在能源消耗较高、环境污染严重等问题,亟待寻找一种更加环保、能耗更低的炼铁工艺。
2. 原理欧冶炉融还原炼铁工艺的核心原理是利用还原反应将矿石中的氧化铁还原为金属铁,并通过液相熔融使还原的金属铁与矿渣分离。
其主要特点如下:低温还原:欧冶炉融还原炼铁工艺相较于传统高炉工艺更低温,能耗更低。
液相熔融:工艺中加入适量助熔剂,使得金属铁和矿渣可以通过熔融分离,利于提高产量和产品质量。
无需结焦:相较于传统高炉需要结焦的工艺,欧冶炉不需要结焦,节省了大量煤炭资源。
更好的适应性:欧冶炉融还原炼铁工艺可以利用各种类型的铁矿石,包括贫矿、赤铁矿等,更具灵活性。
通过这种融还原工艺,可以将铁矿石中的铁还原出来,分离出金属铁和矿渣。
3. 应用目前,欧冶炉融还原炼铁工艺技术已经在实际应用中取得了一些进展。
以下是几个典型的应用案例:温州钢铁公司:该公司使用欧冶炉融还原工艺建成的炼铁生产线,年处理能力达到100万吨,相较于传统高炉工艺减少能耗20%以上。
新兴钢铁集团:该集团在山东地区投资建设了欧冶炉融还原炼铁生产线,取得了明显的环保和节能效果。
某研究院:该研究院针对欧冶炉融还原炼铁工艺进行了一系列的实验研究,提出了一些改进措施,进一步提高了工艺的效率和稳定性。
这些应用案例表明欧冶炉融还原炼铁工艺技术在实际生产中具有一定的可行性和应用前景。
4. 研究现状目前,关于欧冶炉融还原炼铁工艺技术的研究正处于探索和发展的阶段。
在研究中,主要关注以下几个方面:工艺优化:通过调整还原温度、还原剂加入量等参数,优化工艺条件,提高炼铁效率和产品质量。
反应机理研究:通过实验和计算模拟,深入研究融还原反应的机理,为进一步改进工艺提供理论基础。
HIsmelt熔融还原技术ppt
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铁水质量稳定,磷含量很低,基本不含硅,因此可进行少渣炼钢,降低炼钢成本。
Stable hot metal quality, low P content, almost no silicon; so less slag is needed in the steel mill and thus
reducing steel mill cost
3.1 奎纳纳情况概览 Kwinana summary
从2005年11月开始了为期3年的达产运行:2006年底实现50%,2007年 实现80%,2008年实现85% three year ramp-up period beginning in November 2005: 50% by 2006, 80% by 2007, 85% by 2008
HIsmelt 工艺中的许多设备和设施,如热风炉、喷煤系统、发电等都是高 炉炼铁工艺常用的设施,因此工厂建设相对比较简单, HIsmelt shares many common equipment used in blast furnace, such as hot blast stoves, generator etc.
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1.2 HIsmelt工艺描述 HIsmelt Process Description
煤气室
烟道 上部燃烧区
渣口 水冷板 喷泉及渣层 残铁口
热风喷枪 水冷板 天然气喷枪(或煤枪) 固体喷枪 带内衬前置炉
铁水熔池 - 带内衬的炉底 带内衬的前 置炉通道
渣区冷 却器
SRV 熔融还原炉中发生的反应为:Reaction in the SRV:
HIsmelt炼铁工艺技术是利用非焦煤及铁矿粉采取喷射方式生产液态铁,是解决我国焦煤资源贫乏和环保问题的 先进炼铁技术。
熔融还原炼铁技术
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熔融还原炼铁技术熔融还原炼铁技术是一种高效、环保的铁矿石还原方法,其通过高温熔融和还原反应将铁矿石转化为可用的铁水。
这种技术在现代炼铁工业中得到了广泛应用,为解决资源短缺和环境污染问题提供了切实可行的解决方案。
熔融还原炼铁技术的核心是利用高温熔融反应将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁。
这一过程中常用的炉型是高炉和电炉。
高炉是一种传统的炼铁设备,通过煤炭的燃烧产生的高温将铁矿石和还原剂(如焦炭)放入炉内,在高温下进行熔融还原反应,最终得到铁水和炉渣。
电炉是一种较为新型的炼铁设备,通过电能加热将铁矿石和还原剂进行熔融还原。
在熔融还原炼铁技术中,铁矿石的选择十分重要。
常用的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿和黑钛矿等。
这些铁矿石中含有不同程度的氧化铁,需要通过还原反应将氧化铁转化为金属铁。
此外,还需要添加一定比例的还原剂,如焦炭或还原气体,以提供还原反应所需的还原剂。
熔融还原炼铁技术的优点之一是高效能耗低。
相较于传统的炼铁方法,熔融还原炼铁技术能够在较短时间内完成炼铁过程,提高了生产效率。
同时,由于熔融还原炼铁过程中产生的热能可以被回收利用,能耗也相对较低,减少了能源浪费。
熔融还原炼铁技术还具有较高的环保性。
在该技术中,炉渣可以被充分利用,作为建筑材料或填充材料使用,减少了废弃物的排放。
同时,由于熔融还原炼铁过程中不需要大量的燃煤,减少了燃煤对大气环境的污染。
然而,熔融还原炼铁技术也存在一些挑战和问题。
首先,熔融还原炼铁设备的建设和运行成本较高,需要投入大量的资金和技术支持。
其次,熔融还原炼铁技术对原材料的要求较高,需要铁矿石具有一定的还原性能和熔融性能。
同时,还需要处理炼铁过程中产生的废气和废水,以保证环境的安全和卫生。
总的来说,熔融还原炼铁技术是一种高效、环保的铁矿石还原方法,为现代炼铁工业提供了可行的解决方案。
通过熔融还原炼铁技术,可以提高生产效率,减少能耗,降低环境污染。
然而,该技术还需要进一步研究和改进,以应对挑战和问题,实现更加可持续的炼铁生产。
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熔融还原炼铁技术摘要随着社会经济的发展,高炉炼铁资源短缺与环境负荷日益加重的局面已经充分显现,开发新技术逐步取代传统技术将迫在眉睫,这其中以熔融还原炼铁技术为主要开发对象。
国际钢铁界始终没有停止对熔融还原炼铁技术开发的脚步,本文对现有HIsmelt、COREX和FINEX熔融还原工艺及设备进行了分析研究和综合评价,指出了开发新熔融还原技术的原则,介绍了克服高炉炼铁及COREX、HIsmelt熔融还原法存在的缺点的LSM炼铁工艺。
我们应针对目前存在的问题,开发新的熔融还原炼铁技术。
关键词熔融还原;COREX;FINEX;HIsmelt;LSMSMELTING REDUCTION IRONMAKING TECHNOLOGY ABSTRACT With the economic society developing, it fully shows that the resources shortage and environment of blast furnace ironmaking load have aggravated day by day. It is very urgent to exploit new technology to replace the traditional. The smelting reduction ironmaking technology is one of the main research fields. International Iron and Steel sector has not stopped for smelting reduction ironmaking technology development pace. The development for the smelting reduction ironmaking technology was never stopped in the world. This thesis just generates under this background.This paper analyzes and makes comprehensive evaluation of the existing HIsmelt, COREX and FINEX reduction process and equipment, points out that the principle of developing new smelting reduction technology, introduces LSM ironmaking process ,which overcomes existing shortcomings of blast furnace ironmaking and COREX, HIsmelt smelting reduction method.We should be aiming at the existing problems, develop new smelting reduction ironmaking technology.KEY WORDS smelting reduction,COREX,FINEX,HIsmelt,LSM1. 前言高炉炼铁方法从使用焦炭算起已有三百多年的历史,第二次世界大战后的50年来,钢铁冶金技术获得了重大发展。
如今大型高炉的容积已超过4000m3,而且机械化、自动化日臻完善。
自20世纪60 年代后期,炼焦煤特别是低硫焦煤日益短缺,加上环境要求不断提高、基建投资费用巨大,致使在发达国家年产百万吨以下而采用传统高炉流程的钢铁企业在经济上常处于困境。
特别是二十世纪90 年代以来,可持续发展对环境提出越来越高的要求,钢铁市场竞争愈演愈烈,各国不断强化新工艺的研究,非高炉炼铁技术研发空前活跃,新的煤基熔融还原炼铁法不断涌现,使钢铁企业有更多的选择余地。
近二十年来,在自然资源日趋紧张与环境负荷日益加重的形势下,国际钢铁界始终没有停止对熔融还原炼铁技术开发的脚步,经过反复探索和不断努力,先后出现了许多有代表性的技术路线。
目前,除20世纪80年代末奥钢联开发并实现工业化的COREX 熔融还原炼铁技术外,澳大利亚的HIsmelt 技术和韩国与奥钢联联合开发的FINEX 技术也已接近工业化水平,这些技术极有可能成为未来钢铁工业实现可持续发展的引领技术。
钢铁工业正在掀起一场以熔融还原炼铁[1]近终形连铸为主的缩短流程的工艺变革,如图1所示[2]。
熔融还原是以纯氧、原煤和原矿为原料炼铁的一种工艺,它拓宽了钢铁冶金用的煤种,省去炼焦甚至烧结和球团工序,使冶炼速度加快几倍,这降低了投资、节省了能源、改善了环境、增强了生产灵活性。
我国是当今世界钢铁大国,国内钢铁工业的迅速发展已经成为国民经济快速发展的重要支撑条件。
但是,客观分析国内钢铁工业发展现状,资源短缺与环境负荷日益加重的局面已经充分显现,开发新技术逐步取代传统技术将迫在眉睫;此外,国内钢铁企业普遍采用的先进技术大多来自国外公司,这种局面势必造成先进技术长期受制于人,自主开发的激情长期受到抑制,难以形成自主开发与产业化的良性互动和创新机制的建立,这是制约我国钢铁工业可持续发展更大的隐患。
因此,国家把开发熔融还原炼铁新技术明确列入国家中长期科学与技术发展规划纲要中,成为我国钢铁工业未来5~15年在相关重大技术开发方面的重要导向。
图1 钢铁生产的技术变革2. 熔融还原典型工艺到目前为止开发出的熔融还原法约有36 种之多,熔融还原工艺按其原理可分为一步法和二步法:一步法有Ausmelt 和Romelt;二步法包含预还原和终还原两段,其中预还原分为竖炉法COREX 和流化床法DIOS,终还原分为熔融气化炉FINEX 和铁浴反应炉HIsmelt。
熔融还原发展历程大致可分为3代[3]:第 1 代工艺。
从20 世纪20 年代开始,当时主要使用一个反应器(转炉或回转窑),称为一步法,原料使用的是精矿和煤粉。
当时所做的几种实验,虽然没有成功,但是暴露出的问题对以后的发展有一定的指导作用。
首先,二次燃烧率过高,渣中FeO含量高,对炉衬的侵蚀相当严重,没有找到合适的耐火材料,并且二次燃烧所放出的热量,很难传递到底部的铁浴熔池中,过程难于控制,但精矿向熔池传递由二次燃烧产生的部分热量,在今天也是有意义的。
第2代工艺。
有代表性的是瑞典20世纪70年代开发的用电做热源的熔融还原法,它克服了由二次燃烧空间到还原空间传递热量的困难。
一些方法是用终还原产生的废气进行二步法的矿石预还原。
已进行半工业试验的方法是Elred法、Inred法和等离子熔炼法,但用电还原铁矿石,多数情况下是不经济的,因而第2 代未能推广。
第3 代工艺。
特点是放弃电能,立足于煤和氧气的“无焦炭工艺”,而第2 代工艺原有的预还原和终还原二步法在大多数情况下仍然保留。
下面简要介绍几种典型的熔融还原工艺:2.1 COREX工艺COREX 技术的研究始于20 世纪70 年代末,由奥钢联和西德杜塞道尔科富(Korf)工程公司联合开发[4],它是一种用煤和球团矿(块矿)生产铁水的新炼铁工艺,COREX装置是由上部还原竖炉和下部熔融气化炉组成。
块煤通过密封罐和螺旋加料机加到熔化气化炉的上部,氧气自炉缸上部鼓入,燃烧焦产出高温煤气,并和上部硫化床小粒焦进行反应,再与煤干馏裂解气体汇合生成CO+H2(95%)+CO2(3%)的高温优质还原气体[5-6],还原气体出熔融气化炉后冷却到850℃进行除尘,再进入上部竖炉还原铁矿石、块矿(球团矿或烧结矿),铁矿石被加热后还原成金属化率为92%的海绵铁,在熔融气化炉内进一步还原、熔化、渗碳,熔剂石灰石、白云石随铁矿石一起加入竖炉,加热分解,并在熔融气化炉内进一步分解、造渣、脱磷、脱硫,铁水和炉渣的性质类似高炉,最后自出铁口一起排出。
排出还原竖炉的炉顶煤气经过清洗后与未进入还原竖炉的富余煤气混合成为干净的中等热值煤气加以利用,如图2是COREX 熔融还原炼铁工艺流程示意图。
经过多年的论证,我国宝钢率先引进了2套COREX 技术和设备,其中1台于2007 年11月投产。
从韩国浦项、我国宝钢COREX投产运行的情况看,尽管该工艺能连续稳定生产,但也暴露了一些问题。
COREX演化了高炉炼铁技术,取得了商业成功,但同时也继承了高炉炼铁的一些缺点:(1)从炼铁工艺上讲,COREX是典型的炉床法炼铁工艺,与高炉相比,COREX更多地依靠间接还原,间接还原度越高,工艺进行得越容易,因此无法摆脱料柱透气性问题的困扰。
(2)为保证竖式预还原炉料柱的透气性,必须使用块矿、烧结矿、球团矿或这些原料的块状混合物,因此必须配有造块设备。
而且对入炉块状原料的理化性能有很高的要求,从而提高了原料成本,使铁水成本升高。
(3)COREX的实践证明,要依靠焦炭床来保护炉缸,稳定生产,就无法摆脱对焦炭的依赖(焦比>10%~20%),尤其是大型化后(如宝钢C-3000),焦比会超过200 kg/t。
(4)从熔融气化炉抽出的高温煤气经净化后,从>1 100 ℃降到800~850℃,温度损失了250℃左右,而且这个损失是无法弥补的,因此热效率比不上高炉。
(5)虽然使用了全氧冶炼,但按炉缸面积计算得出的生产率仅为高炉的0.7~0.9[7]。
(6)竖炉预还原炉料的金属化率波动大。
(7)操作影响因素多,在炉体中部的高温区使用了很多排料布料活动部件,使设备维修成本及热损失增加,个别设备还不够成熟,设备利用率降低,工厂设备压力加大。
(8)在高炉冶炼条件下,采用富氧喷吹有一定的限度,传统高炉更不能采用全氧冶炼。
COREX工艺虽然采用全氧冶炼,但其生产率并不高,根本原因在于,虽然全氧熔炼速率很快,但受到上部竖炉铁矿还原速率的限制,对于一定产能的COREX熔融还原工艺,要求下部熔融气化炉的操作必须与上部的竖炉铁矿还原情况相匹配,才能达到较好的综合技术经济指标[8]。
尽管COREX工艺还原存在着一些不足,甚至有些冶金专家称其为“半截子”革命,卢维高教授更说它是个“怪胎”[9],但毕竟COREX法是目前世界上唯一大规模经济运行的熔融还原炼铁生产装置,因此是容易受到冶金界青睐的清洁炼铁技术。
图2 COREX熔融还原炼铁工艺流程示意图2.2 FINEX法FINEX[10]是由浦项与澳钢联(V AI)在COREX 基础上开发的、直接使用矿粉(<8mm)和煤粉炼出铁水的工艺。
在FINEX 工艺中,铁矿粉在三级或者四级流化床反应装置中预热和还原,如图3 所示。