我国非高炉炼铁的现状及前景.
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总结世界直接还原铁的发展历史、我国五十多年直 接还原铁技术开发的经验和教训,鉴于直接还原竖炉具 有能耗低,CO2、硫化物排放少,单机生产能力大,在产 品热出料、热装电炉时可大幅度降低炼钢能耗等特点, 煤制气——竖炉将是我国发展直接还原铁生产的主导工 艺。
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2.4 我国具备发展DRI生产的资源、技术条件
我国天然气资源短缺,但非结焦煤煤炭资源丰富,煤制 气是我国推荐的清洁利用煤炭能源的方法,是我国化工行业 成熟的常规技术,有长期工业化生产的经验;利用成熟的煤 制气技术制备还原气,在资源、技术、经济上均是可行、可 靠的。
我国铁矿资源中~50%磁铁矿通过精选(TFe>69.5%, SiO2<2.0%)—氧化球团可以生产满足竖炉要求的直接还原 铁专用球团,生产成本远低于进口价格。利用我国的铁矿资 源为直接还原铁提供原料,通过小型工业化生产证明技术上 可行,经济合理。
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1.3 我国熔融还原技术发展现状
我国自主熔融还原技术开发研究活跃
针对我国资源条件的新熔融还原工艺开发研究十分活跃,如 针对难选矿、复合矿,以非结焦为能源,直接生产铁水的方法; 以含碳球团/块为原料,竖炉或电炉为终还原反应器生产铁水的方 法等。
熔融还原(COREX)在我国实现了工业化生产
宝钢引进COREX熔融还原技术,并顺利投产、成功运行, 尽管仍未实现完全不用焦碳生产,产能、能耗、作业率、铁水成 本等预期目标,但实践积累了大量经验,揭示了存在的问题,探 索了解决方案,为我国非高炉炼铁的发展奠定了基础,为我国熔 融还原实现工业化生产开创了新的局面。 。
3.竖炉可进行热出料,及直接还原铁热装电炉冶炼。
650~700℃直接还原铁热出料,及热DRI直接装入电炉炼钢, 电炉可节约电耗60~80kwh/t钢,有利于我国扩大电炉钢生产, 降低钢铁生产的总能耗。同时,可简化竖炉出料系统,减少DRI 的再氧化,降低竖炉投资。
4.竖炉可大型化,最大可达180万吨/年座。
主要内容
我国非高炉炼铁技术现状 我国发展非高炉炼铁的展望 结语
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1. 我国非高炉炼铁技术现状
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1.1 我国直接还原技术发展现状
直接还原“发展热”持续强劲,但成效甚微
我国直接还原“发展热”持续强劲,但至今产量未突破60万吨/年, 且生产能耗高、污染严重、多数产品质量难以满足炼钢的要求。生产 厂全是隧道窑罐式法或回转窑法,至今没有竖炉DRI厂。
1.煤制气—竖炉直接还原的能耗低。 工序能耗为455~485kg标准煤/吨DRI,低于其他直接还原 工艺,低于高炉炼铁工序能耗10~17%(2009年上半年全国重 点钢铁企业炼铁系统总能耗为534.97标准煤/吨铁水)。
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煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注
2.比高炉炼铁可减少CO2排放15~20%,硫化物排放~70%。 煤制气—竖炉法还原尾气经脱除水、CO2、硫化物后循环利用, 还原尾气中的CO2脱除后可用于制气中煤的输送及供其他工业使 用,硫化物以单质硫形态产品回收,因而可减少CO2、硫化物的 排放。
转底炉发展迅速
含碳球团快速还原工艺(转底炉)对原料的适应性强,是含铁粉尘 处理和复合矿综合利用有效方法。但产品难以满足炼钢的要求,不是 炼钢用DRI生产的主导方法。该工艺投资高,运行成本高,传热效率 低,热利用率低,生产稳定性差,用该工艺替代高炉提高企业产能的 经济可行性、经济性还有待实践结果的验证。
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2.2 熔融还原在我国存有一定的生存和发展空间
有自主产权、适应我国资源条件的熔融还原作为高炉炼 铁的补充在我国存有一定的生存和发展空间。
需要组织国内技术力量, 组织跨学科、跨行业的联合开发 和技术攻关,开发有自主产权、适应我国资源条件的熔融 还原技术。
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2.3 煤制气—竖炉是我国发展DRI生产的主导方向
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1.1 我国直接还原技术发展现状
隧道窑直接还原铁生产异常发展
技术含量低,单机产能小,投资小,但能耗高,污染严重,产品 质量差(主要表现为TFe低,SiO2含量高)的隧道窑法在我国得到异 常迅速的发展。从国民经济发展节能减排、保护环Leabharlann Baidu的原则出发, 隧道窑不是我国生产炼钢用直接还原铁的发展方向,应予限制。
转底炉难以成为我国直接还原铁发展的主体方法。
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1.1 我国直接还原技术发展现状
煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注
我国的天然气资源短缺,缺乏可以直接用于直接还原的高品 位块矿和球团,我国至今没有直接还原竖炉工业化生产装置。
近年来,煤制气—竖炉直接还原在我国倍受关注,通过对煤 制气、竖炉直接还原的调查、研究,获得以下信息:
熔融还原将成为我国钢铁企业改善能源结构,调节 铁水产能的手段
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2. 我国非高炉炼铁发展的展望
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2.1 直接还原铁在我国有广阔的发展前景
我国生铁产量占世界60%,焦煤短缺压力日益增大; 电炉钢产量仅占10%,降低钢铁生产总能耗压力大; 减少CO2及硫化物排放,实现低碳经济的压力大; 改善产品结构,提高产品质量,减少钢铁产品实物消耗量任务 繁重。 发展直接还原铁生产是解决我国钢铁工业发展面临这些困扰、 压力的有效途径之一。我国钢铁工业发展的迫切需要直接还原铁, 我国DRI的市场需求巨大,废钢协会估计年需求量超过2000万吨。 直接还原在我国有广阔的发展前景。
我国回转窑直接还原生产指标世界领先,但发展受阻
天津钢管在引进DRC技术基础上,进行了大量改造并取得了重大 进步,最好年份产量超过设计产量20%,在使用TFe 68%球团时,产 品TFe>94.0%、金属化率>93.0%、S、P<0.015%、SiO2~1.0%。自 行开发的链箅机-回转窑法(一步法)实现了工业化,煤耗(褐煤)仅 900~950kg/t DRI,单机产能达15万吨/年 DRI。回转窑法因对原燃料 的要求苛刻,单位产能投资高,运行费用高,生产运行的稳定难度大, 生产规模难以扩大,难以成为我国DRI发展的主体工艺。
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煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注
因而,煤制气-竖炉直接还原将成为我国DRI生产的主要途径。 具不完全统计,有二十多个单位在筹划、规划、设计建设50~ 160万吨/年的煤制气-竖炉直接还原铁生产线,这些生产线建成 将彻底改变我国直接还原铁生产的面貌,为我国钢铁工业的发展 开辟新的局面。 但由于各种原因,至今还没有一个进入实质性的运作 。
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2.4 我国具备发展DRI生产的资源、技术条件
我国天然气资源短缺,但非结焦煤煤炭资源丰富,煤制 气是我国推荐的清洁利用煤炭能源的方法,是我国化工行业 成熟的常规技术,有长期工业化生产的经验;利用成熟的煤 制气技术制备还原气,在资源、技术、经济上均是可行、可 靠的。
我国铁矿资源中~50%磁铁矿通过精选(TFe>69.5%, SiO2<2.0%)—氧化球团可以生产满足竖炉要求的直接还原 铁专用球团,生产成本远低于进口价格。利用我国的铁矿资 源为直接还原铁提供原料,通过小型工业化生产证明技术上 可行,经济合理。
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1.3 我国熔融还原技术发展现状
我国自主熔融还原技术开发研究活跃
针对我国资源条件的新熔融还原工艺开发研究十分活跃,如 针对难选矿、复合矿,以非结焦为能源,直接生产铁水的方法; 以含碳球团/块为原料,竖炉或电炉为终还原反应器生产铁水的方 法等。
熔融还原(COREX)在我国实现了工业化生产
宝钢引进COREX熔融还原技术,并顺利投产、成功运行, 尽管仍未实现完全不用焦碳生产,产能、能耗、作业率、铁水成 本等预期目标,但实践积累了大量经验,揭示了存在的问题,探 索了解决方案,为我国非高炉炼铁的发展奠定了基础,为我国熔 融还原实现工业化生产开创了新的局面。 。
3.竖炉可进行热出料,及直接还原铁热装电炉冶炼。
650~700℃直接还原铁热出料,及热DRI直接装入电炉炼钢, 电炉可节约电耗60~80kwh/t钢,有利于我国扩大电炉钢生产, 降低钢铁生产的总能耗。同时,可简化竖炉出料系统,减少DRI 的再氧化,降低竖炉投资。
4.竖炉可大型化,最大可达180万吨/年座。
主要内容
我国非高炉炼铁技术现状 我国发展非高炉炼铁的展望 结语
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1. 我国非高炉炼铁技术现状
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1.1 我国直接还原技术发展现状
直接还原“发展热”持续强劲,但成效甚微
我国直接还原“发展热”持续强劲,但至今产量未突破60万吨/年, 且生产能耗高、污染严重、多数产品质量难以满足炼钢的要求。生产 厂全是隧道窑罐式法或回转窑法,至今没有竖炉DRI厂。
1.煤制气—竖炉直接还原的能耗低。 工序能耗为455~485kg标准煤/吨DRI,低于其他直接还原 工艺,低于高炉炼铁工序能耗10~17%(2009年上半年全国重 点钢铁企业炼铁系统总能耗为534.97标准煤/吨铁水)。
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煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注
2.比高炉炼铁可减少CO2排放15~20%,硫化物排放~70%。 煤制气—竖炉法还原尾气经脱除水、CO2、硫化物后循环利用, 还原尾气中的CO2脱除后可用于制气中煤的输送及供其他工业使 用,硫化物以单质硫形态产品回收,因而可减少CO2、硫化物的 排放。
转底炉发展迅速
含碳球团快速还原工艺(转底炉)对原料的适应性强,是含铁粉尘 处理和复合矿综合利用有效方法。但产品难以满足炼钢的要求,不是 炼钢用DRI生产的主导方法。该工艺投资高,运行成本高,传热效率 低,热利用率低,生产稳定性差,用该工艺替代高炉提高企业产能的 经济可行性、经济性还有待实践结果的验证。
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2.2 熔融还原在我国存有一定的生存和发展空间
有自主产权、适应我国资源条件的熔融还原作为高炉炼 铁的补充在我国存有一定的生存和发展空间。
需要组织国内技术力量, 组织跨学科、跨行业的联合开发 和技术攻关,开发有自主产权、适应我国资源条件的熔融 还原技术。
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2.3 煤制气—竖炉是我国发展DRI生产的主导方向
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1.1 我国直接还原技术发展现状
隧道窑直接还原铁生产异常发展
技术含量低,单机产能小,投资小,但能耗高,污染严重,产品 质量差(主要表现为TFe低,SiO2含量高)的隧道窑法在我国得到异 常迅速的发展。从国民经济发展节能减排、保护环Leabharlann Baidu的原则出发, 隧道窑不是我国生产炼钢用直接还原铁的发展方向,应予限制。
转底炉难以成为我国直接还原铁发展的主体方法。
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1.1 我国直接还原技术发展现状
煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注
我国的天然气资源短缺,缺乏可以直接用于直接还原的高品 位块矿和球团,我国至今没有直接还原竖炉工业化生产装置。
近年来,煤制气—竖炉直接还原在我国倍受关注,通过对煤 制气、竖炉直接还原的调查、研究,获得以下信息:
熔融还原将成为我国钢铁企业改善能源结构,调节 铁水产能的手段
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2.1 直接还原铁在我国有广阔的发展前景
我国生铁产量占世界60%,焦煤短缺压力日益增大; 电炉钢产量仅占10%,降低钢铁生产总能耗压力大; 减少CO2及硫化物排放,实现低碳经济的压力大; 改善产品结构,提高产品质量,减少钢铁产品实物消耗量任务 繁重。 发展直接还原铁生产是解决我国钢铁工业发展面临这些困扰、 压力的有效途径之一。我国钢铁工业发展的迫切需要直接还原铁, 我国DRI的市场需求巨大,废钢协会估计年需求量超过2000万吨。 直接还原在我国有广阔的发展前景。
我国回转窑直接还原生产指标世界领先,但发展受阻
天津钢管在引进DRC技术基础上,进行了大量改造并取得了重大 进步,最好年份产量超过设计产量20%,在使用TFe 68%球团时,产 品TFe>94.0%、金属化率>93.0%、S、P<0.015%、SiO2~1.0%。自 行开发的链箅机-回转窑法(一步法)实现了工业化,煤耗(褐煤)仅 900~950kg/t DRI,单机产能达15万吨/年 DRI。回转窑法因对原燃料 的要求苛刻,单位产能投资高,运行费用高,生产运行的稳定难度大, 生产规模难以扩大,难以成为我国DRI发展的主体工艺。
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煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注
因而,煤制气-竖炉直接还原将成为我国DRI生产的主要途径。 具不完全统计,有二十多个单位在筹划、规划、设计建设50~ 160万吨/年的煤制气-竖炉直接还原铁生产线,这些生产线建成 将彻底改变我国直接还原铁生产的面貌,为我国钢铁工业的发展 开辟新的局面。 但由于各种原因,至今还没有一个进入实质性的运作 。