直接还原炼铁PPT课件
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➢ HYL-ZR是在原HYL工艺系列上发展起来的一种新型气基自 重整直接还原工艺,HYL-ZR技术可在其工艺和设备无任何改 动情况下使用焦炉煤气、Corex熔融还原炉产生的煤气或者 合成气 ,而其他技术大都需要对其基本配置进行重大改动 。目前开始在我国和印度等地区应用。
➢在竖炉内通过对还原气进行控制而产生合乎要求的还原气 体 ,其还原气体经过不完全燃烧 ,以及在还原反应器内经 过金属铁的催化作用在现场重整而生成 ,从而对铁矿石进 行还原;而传统HYL-Ⅲ 工艺是在添加蒸汽条件下使天然气 在催化重整装置中裂解。
➢ HYL-III是墨西哥某公司开发成分的连续式移动床罐式法， 这一工艺的前身是该公司早期 开发的间歇式固定床罐式法 （HYL-I、HYL-II）。以水蒸气为裂化气（这是与MIDERX的 最大区别），以天然气为原料通过催化反应制取。还原气 转化炉以天然气和部分炉顶煤气味燃料。
➢ 主要设备由两部分 ①制气部分（转化炉）：炉内有许多不锈钢管，管内涂有 催化剂 ②还原部分
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2.3 HYL-ZR法工艺
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HYL-ZR直接还原工艺关键问题
➢ 适宜制煤气工艺的选择 现有制煤气工艺在各方面方面存在较大差距，必须针对我 国煤资源条件和竖炉直接还原生产实践，合理选择适宜的 煤制气工艺。
➢ 优化气基竖炉用氧化球团的生产 气基竖炉直接还原对铁矿石原料和氧化球团的技术要求较 为苛刻，如HYL公司生产中要求氧化球团FeO小于1%、SiO2小 于3%，还原粉化率LTD+6.3大于80%、LTD-3.2小于10%等。
炉内压力： 250KPa左右 天然气能耗：
10.2~11t/GJ 炉料在整个炉内停 留时间：10h左右
还原区温度： 850℃左右
金属化率：＞92%
H 2 C O 1
C4 H 1/22 O催 化 剂 CO 2H 2
C4 H C2 O 催 化 剂 2CO 2H 2.
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2.2 HYL-III（Energiron）法工艺
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2.2 HYL-III（Energiron）法工艺
C4 H H 2 O 催 化 3剂 2H CO
炉内压力：600KPa 天然气能耗：
10~11.3t/GJ 炉料在整个炉内停留
时间：大于10h 还原区温度：
900~960℃ 金属化率：＞91%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H 2 C＞ O 2
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2.3 HYL-ZR法工艺
含量低，利于炼优质钢
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一 直接还原炼铁简介
3、缺点 ① 对原料要求高，要优质高品位矿 ② 需要廉价和丰富的能源 4、发展的原因 ①有些地区严重缺乏焦煤,不能发展高炉——转炉工艺, 但
他们有丰富的天然气和普通烟煤,有价廉质优的铁矿石。 ②科学技术进步，对钢材质量和品种提出了更高的要求。 ③废钢-电炉-连铸连轧钢铁生产短流程的兴起。 5、发展的主要障碍 ①废钢供给现状；②能源供给现状
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2.4 Fastmet转底炉法工艺
直接还原炼铁
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一 直接还原炼铁简介
1 、定义 直接还原炼铁(Direct Reduction Iron)是一种采用
天然气、煤气、非焦煤粉作燃料和还原剂, 使用球团矿、 块矿、粉矿在在软化温度以下直接还原生产固体直接还原 铁( DRI /HBI) 的炼铁工艺技术。
2 、优点 ① 使用非焦煤，取消了炼焦和烧结等高能耗高污染工序 ② DRI/HBI 中P、S和和有色杂质（Cu、Ni、Cr、Mo、Sn等）
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一 直接还原炼铁简介
6、我国直接还原铁生产概况
我国直接还原炼铁主要以煤基为主，单机产能相对 较小，发展极为缓慢。我国直接还原的产量，从未超过60 万吨，根本满足不了国内直接还原铁的生产需求（1500万 吨以上）。
我国贫铁矿石占97%，天然富矿极少，非焦煤占65% 且天然气非常缺乏，故我国适合发展煤基直接还原法。近 年来，人们在HYL-III的基础上提出了天然气“零重整” 的HYL-ZR工艺。该工艺可以使用焦炉煤气、煤制合成气为 还原剂，为像我国这样缺乏天然气的国家发展气基直接还 原开辟了新途径。
➢反应条件与高炉上部间接还原区相似，是一个不出现融化 现象的还原冶炼过程。炉料（球团和天然块矿等）与煤气相 向运动，下降的炉料逐渐被被煤气加热还原。
➢该法的竖炉为圆筒形，分为上下两部分。上部分为预热、 还原带，下部分为冷却带。还原得到的DRI经冷却到50℃后 排出，防止氧化。
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2.1 Midrex（米德兰）法工艺
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目前投入工业应用的直接还原工艺主要有Midrex工艺、HYLIII工艺、Finmet工艺、SL/RN工艺等。2012年全球DRI产量达 到7402万吨，Midrex工艺和HYL-III工艺生产的DRIDRI所占比 例达到76.3%。
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2.1 Midrex（米德兰）法工艺
➢ Midrex 法具有工艺成熟、操作简单、生产率高、热耗低、 产品质量高等优点, 因此在直接还原工艺中占统治地位。
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一 直接还原炼铁简介
7、世界直接还原铁生产概况 2012年，全球直接还原铁产量达到7402万吨，其中
印度位居第一，2005万吨。伊朗第二，1158万吨。
全球主要直接还原铁生产大国/MT
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一 直接还原炼铁简介
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二 直接还原炼铁的方法
➢ 目前世界上有十几种直接还原法实现了工业生产，包MIDREX、 HYL、转底炉、回转窑等。根据还原设备的形状和所用的还原介 质进行分类的直接还原工艺如下表（2007年的数据）所示。
➢ 合理的竖炉工艺还原条件 合理的温度和气氛等还原工艺条件是保证竖炉连续稳定生 产的主要因素，因此必须选择合理。
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2.4 Fastmet转底炉法工艺
➢ Fastmet法是采用环形回转炉（转底炉）生产直接还 原铁的一种方法。该方法用煤粉和铁矿粉作原料 ,制成 的冷固结含炭球团矿在炉中不依靠焦炭和天然气而实现 高温还原。 ➢特点： ①用转底炉运载炉料 ,并在高温敞焰下加热实现快原。 ②选用原料广泛，对炉料强度要求不高，且用煤做还原 剂 ③还原过程时间很短 ,仅仅6～12min ,设备的起动与 停止、产量的调整都可比较简单地进行。
➢在竖炉内通过对还原气进行控制而产生合乎要求的还原气 体 ,其还原气体经过不完全燃烧 ,以及在还原反应器内经 过金属铁的催化作用在现场重整而生成 ,从而对铁矿石进 行还原;而传统HYL-Ⅲ 工艺是在添加蒸汽条件下使天然气 在催化重整装置中裂解。
➢ HYL-III是墨西哥某公司开发成分的连续式移动床罐式法， 这一工艺的前身是该公司早期 开发的间歇式固定床罐式法 （HYL-I、HYL-II）。以水蒸气为裂化气（这是与MIDERX的 最大区别），以天然气为原料通过催化反应制取。还原气 转化炉以天然气和部分炉顶煤气味燃料。
➢ 主要设备由两部分 ①制气部分（转化炉）：炉内有许多不锈钢管，管内涂有 催化剂 ②还原部分
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2.3 HYL-ZR法工艺
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HYL-ZR直接还原工艺关键问题
➢ 适宜制煤气工艺的选择 现有制煤气工艺在各方面方面存在较大差距，必须针对我 国煤资源条件和竖炉直接还原生产实践，合理选择适宜的 煤制气工艺。
➢ 优化气基竖炉用氧化球团的生产 气基竖炉直接还原对铁矿石原料和氧化球团的技术要求较 为苛刻，如HYL公司生产中要求氧化球团FeO小于1%、SiO2小 于3%，还原粉化率LTD+6.3大于80%、LTD-3.2小于10%等。
炉内压力： 250KPa左右 天然气能耗：
10.2~11t/GJ 炉料在整个炉内停 留时间：10h左右
还原区温度： 850℃左右
金属化率：＞92%
H 2 C O 1
C4 H 1/22 O催 化 剂 CO 2H 2
C4 H C2 O 催 化 剂 2CO 2H 2.
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2.2 HYL-III（Energiron）法工艺
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2.2 HYL-III（Energiron）法工艺
C4 H H 2 O 催 化 3剂 2H CO
炉内压力：600KPa 天然气能耗：
10~11.3t/GJ 炉料在整个炉内停留
时间：大于10h 还原区温度：
900~960℃ 金属化率：＞91%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H 2 C＞ O 2
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2.3 HYL-ZR法工艺
含量低，利于炼优质钢
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一 直接还原炼铁简介
3、缺点 ① 对原料要求高，要优质高品位矿 ② 需要廉价和丰富的能源 4、发展的原因 ①有些地区严重缺乏焦煤,不能发展高炉——转炉工艺, 但
他们有丰富的天然气和普通烟煤,有价廉质优的铁矿石。 ②科学技术进步，对钢材质量和品种提出了更高的要求。 ③废钢-电炉-连铸连轧钢铁生产短流程的兴起。 5、发展的主要障碍 ①废钢供给现状；②能源供给现状
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2.4 Fastmet转底炉法工艺
直接还原炼铁
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一 直接还原炼铁简介
1 、定义 直接还原炼铁(Direct Reduction Iron)是一种采用
天然气、煤气、非焦煤粉作燃料和还原剂, 使用球团矿、 块矿、粉矿在在软化温度以下直接还原生产固体直接还原 铁( DRI /HBI) 的炼铁工艺技术。
2 、优点 ① 使用非焦煤，取消了炼焦和烧结等高能耗高污染工序 ② DRI/HBI 中P、S和和有色杂质（Cu、Ni、Cr、Mo、Sn等）
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一 直接还原炼铁简介
6、我国直接还原铁生产概况
我国直接还原炼铁主要以煤基为主，单机产能相对 较小，发展极为缓慢。我国直接还原的产量，从未超过60 万吨，根本满足不了国内直接还原铁的生产需求（1500万 吨以上）。
我国贫铁矿石占97%，天然富矿极少，非焦煤占65% 且天然气非常缺乏，故我国适合发展煤基直接还原法。近 年来，人们在HYL-III的基础上提出了天然气“零重整” 的HYL-ZR工艺。该工艺可以使用焦炉煤气、煤制合成气为 还原剂，为像我国这样缺乏天然气的国家发展气基直接还 原开辟了新途径。
➢反应条件与高炉上部间接还原区相似，是一个不出现融化 现象的还原冶炼过程。炉料（球团和天然块矿等）与煤气相 向运动，下降的炉料逐渐被被煤气加热还原。
➢该法的竖炉为圆筒形，分为上下两部分。上部分为预热、 还原带，下部分为冷却带。还原得到的DRI经冷却到50℃后 排出，防止氧化。
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2.1 Midrex（米德兰）法工艺
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目前投入工业应用的直接还原工艺主要有Midrex工艺、HYLIII工艺、Finmet工艺、SL/RN工艺等。2012年全球DRI产量达 到7402万吨，Midrex工艺和HYL-III工艺生产的DRIDRI所占比 例达到76.3%。
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2.1 Midrex（米德兰）法工艺
➢ Midrex 法具有工艺成熟、操作简单、生产率高、热耗低、 产品质量高等优点, 因此在直接还原工艺中占统治地位。
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一 直接还原炼铁简介
7、世界直接还原铁生产概况 2012年，全球直接还原铁产量达到7402万吨，其中
印度位居第一，2005万吨。伊朗第二，1158万吨。
全球主要直接还原铁生产大国/MT
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一 直接还原炼铁简介
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二 直接还原炼铁的方法
➢ 目前世界上有十几种直接还原法实现了工业生产，包MIDREX、 HYL、转底炉、回转窑等。根据还原设备的形状和所用的还原介 质进行分类的直接还原工艺如下表（2007年的数据）所示。
➢ 合理的竖炉工艺还原条件 合理的温度和气氛等还原工艺条件是保证竖炉连续稳定生 产的主要因素，因此必须选择合理。
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2.4 Fastmet转底炉法工艺
➢ Fastmet法是采用环形回转炉（转底炉）生产直接还 原铁的一种方法。该方法用煤粉和铁矿粉作原料 ,制成 的冷固结含炭球团矿在炉中不依靠焦炭和天然气而实现 高温还原。 ➢特点： ①用转底炉运载炉料 ,并在高温敞焰下加热实现快原。 ②选用原料广泛，对炉料强度要求不高，且用煤做还原 剂 ③还原过程时间很短 ,仅仅6～12min ,设备的起动与 停止、产量的调整都可比较简单地进行。