非高爐煉鐵技術(shù)在我國發(fā)展與展望1

1、 非高爐煉鐵技術(shù)在我國發(fā)展與展望摘要 非高爐煉鐵技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在鋼鐵工業(yè)必不可少的技術(shù)，直接還原鐵是鋼鐵工業(yè)不可缺少的組成部分，熔融還原實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，其環(huán)境的優(yōu)越性得以證實，其低能耗、低成本等優(yōu)點還有待實踐證實。發(fā)展直接還原鐵生產(chǎn)彌補廢鋼的短缺，是我國鋼鐵工業(yè)、裝備制造業(yè)的發(fā)展的急需。以國內(nèi)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用國內(nèi)鐵礦資源以煤制氣一豎爐為主導(dǎo)工藝是我國發(fā)展直接還原鐵生產(chǎn)的主要方向。加強對國外熔融還原技術(shù)發(fā)展跟蹤，強化國內(nèi)的開發(fā)，尤其是對技術(shù)的消化、以及裝備的國產(chǎn)化是我國熔融還原發(fā)展的重要方向。關(guān)鍵詞：非高爐煉鐵 直接還原 熔融還原 現(xiàn)狀展望1我國非高爐煉鐵技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀1.1我國非高爐煉鐵技術(shù)

2、發(fā)展的起因 鋼鐵工業(yè)為了擺脫焦煤資源短缺對發(fā)展的羈絆；適應(yīng)益提高的環(huán)境保護要求；降低鋼鐵生產(chǎn)能耗；改善鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量和品質(zhì)；尋求解決廢鋼短缺及廢鋼質(zhì)量不斷惡化的途徑；實現(xiàn)資源的綜合利用開 發(fā)了以非結(jié)焦煤為能源的非高爐煉鐵技術(shù)，或稱為非焦煉鐵技術(shù)。非高爐煉鐵依產(chǎn)品的形態(tài)不同分為：直接 還原與熔融還原兩部分。 盡管到目前為止，傳統(tǒng)的高爐一轉(zhuǎn)爐流程在鋼鐵生產(chǎn)中仍占最重要地位，還沒有任何一種方法能夠取代 高爐煉鐵，但非高爐煉鐵技術(shù)是鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境友好發(fā)展的前沿技術(shù)之一。1.2直接還原技術(shù) 直接還原的產(chǎn)品直接還原鐵（縮寫為），是鐵氧化物在不熔化、不造渣，在固態(tài)下還原生成的金

3、屬鐵產(chǎn)品。由于的結(jié)構(gòu)呈海綿狀，固也稱為“海綿鐵”。1.3熔融還原技術(shù)熔融還原是鋼鐵技術(shù)的開發(fā)熱點 從上世紀八十年代初開始，短短的十多年時間，以煤為主要能源，以氧或富氧空氣為反應(yīng)介質(zhì)進行還原 和熔化的氧煤工藝（、川崎法等）；以煤為還原劑，以電為主要熱源的電煤 工藝（、）等數(shù)十種熔融還原工藝，通過了工業(yè)或半工業(yè) 性試驗。世界各鋼鐵生產(chǎn)國、生產(chǎn)企業(yè)、研究機構(gòu)紛紛投入大量人力、物力進行熔融還原的開發(fā)研究。在學(xué) 術(shù)論壇上形成強大的“熔融還原風(fēng)暴”，許多專業(yè)人士樂觀的預(yù)言“熔融還原將給鋼鐵工業(yè)帶來革命性的改 變”，預(yù)言“鋼鐵工業(yè)技術(shù)的革命”開始了，人們對熔融還原改變鋼鐵生產(chǎn)面貌，促進鋼鐵工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和影

4、 響報以極大的期待。但經(jīng)過多年的實踐，到目前為止，在數(shù)十種通過工業(yè)性試驗的熔融還原工藝中，只有 奧鋼聯(lián)開發(fā)的工藝實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。許多熔融還原工藝開發(fā)研究進人“休眠狀態(tài)”。如：日本在 通產(chǎn)省的組織和資助下，日本鐵鋼聯(lián)盟執(zhí)行開發(fā)的熔融還原工藝的研究工作已終止。美國、北歐等國 家開發(fā)的熔融還原工藝也終止了研究。 隨著世界鋼鐵生產(chǎn)的增加，焦煤和鐵礦石價格的持續(xù)飛漲，環(huán)境保護、節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)及投資成本壓 力的不斷增長，再次激發(fā)了熔融還原技術(shù)的開發(fā)熱情，先進適用的熔融還原煉鐵技術(shù)（、 、）成為國外一些鋼鐵企業(yè)開發(fā)及應(yīng)用的熱點，熔融還原仍是鋼鐵技術(shù)開發(fā)的熱點之一。2我國非高爐煉鐵技術(shù)和生產(chǎn)現(xiàn)狀直接還原

5、鐵的用途及對國民經(jīng)濟發(fā)展的作用 的主要用途是：廢鋼的代用品，是解決廢鋼不足重要途徑；廢鋼殘留元素的稀釋劑，是電爐冶煉高品質(zhì)鋼的方法。直接還原鐵的用途：質(zhì)純凈鋼、優(yōu)質(zhì)鋼不可缺少的控制殘留元素原材料；裝備制造業(yè)生產(chǎn)石油、合成化工、核設(shè)施等裝備不可缺少 的原材料；轉(zhuǎn)爐煉鋼的最好的冷卻劑，以作為冷料用于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)可提高轉(zhuǎn)爐的冷料的使用量，有利于提 高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和產(chǎn)量，有效的提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的熱利用率。2.2我國直接還原技術(shù)及生產(chǎn)現(xiàn)狀 自上世紀五十年代開始，我國對直接還原技術(shù)進行了大量廣泛的開發(fā)研究，并于上世紀末，實現(xiàn)了 工業(yè)化生產(chǎn)，但受資源條件的限制以及市場需求影響，發(fā)展極為緩慢，到年我國產(chǎn)量一直未突破 萬

6、噸年。且多數(shù)產(chǎn)品含：高，體積密度小，質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴重降低了的使用價值，對我國鋼鐵工 業(yè)以及裝備制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的不良影響，影響我國鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展。 但由于過去廢鋼的短缺對我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)的影響未明顯顯現(xiàn)，的社會需求并不迫切，隨著 鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，廢鋼的短缺逐漸成為影響我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的因素之一，對的需求日益迫切。 為了彌補國內(nèi)廢鋼及的不足，我國從國際市場大量進口（年萬噸，年萬 噸），年以后，國際市場價格上漲，貨源短缺，進口量大量萎縮，年進口僅萬噸， 年進口不足萬噸，年月進口價格超過美元噸。3我國非高爐煉鐵技術(shù)的展望3.1國內(nèi)對直接還原鐵的需求旺盛，市場容量大 從鋼鐵工業(yè)的發(fā)展

7、及市場需求看，由于我國廢鋼短缺，電爐鋼的產(chǎn)量占總鋼產(chǎn)量比例低，鋼鐵產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級換代的需要，以及鋼鐵生產(chǎn)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整的需要等因素決定了我國在一個相當(dāng)長的時期內(nèi) 對直接還原鐵的需求旺盛。 按全世界直接還原鐵產(chǎn)量占粗鋼產(chǎn)量的，或直接還原鐵產(chǎn)量占生鐵產(chǎn)量的計算，我國直接 還原鐵的產(chǎn)量應(yīng)超過萬噸年。同時，我國廢鋼資源短缺，尤其是優(yōu)質(zhì)廢鋼短缺，而解決我國廢鋼短缺 問題，依靠進口是不現(xiàn)實的，不可能的。因此，發(fā)揮我國豐富的非焦煤資源優(yōu)勢，同時利用國內(nèi)及 國外兩種鐵礦資源，在國內(nèi)發(fā)展直接還原鐵生產(chǎn)是十分必要的，是我國鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟，保 護環(huán)境的重要環(huán)節(jié)之一。眾多鋼鐵行業(yè)的學(xué)者及經(jīng)濟學(xué)家

8、預(yù)測：在今后一段時間內(nèi)，我國直接還原鐵的有較 大發(fā)展空間。3.2氣基直接還原豎爐是我國直接還原鐵生產(chǎn)主要方向 我國的煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原生產(chǎn)已進人連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，不斷提高生產(chǎn)指標(biāo)的階段。天津鋼管公司還原鐵廠的法（二步法），北京密云冶金礦山公司還原鐵廠（一步法）的產(chǎn)品品質(zhì)、能耗、作業(yè)率、環(huán)境等都達 到世界同類裝置的先進水平。但由于回轉(zhuǎn)窯法設(shè)備投資高（二步法還原窯需元噸?年以上，一步法需 元噸?年）；運行費用高；生產(chǎn)控制及維護要求高；占地面積大；生產(chǎn)規(guī)模難以擴大（單體裝備最 大生產(chǎn)能力僅僅萬噸年）等原因，回轉(zhuǎn)窯法不可能成為我國的直接還原鐵生產(chǎn)發(fā)展的主體工藝方法。3.3建設(shè)大型直接還原鐵生產(chǎn)線和大型化商

9、品生產(chǎn)基地是我國直接還原發(fā)展的重要內(nèi)容 汲取我國直接還原年的發(fā)展的經(jīng)驗和教訓(xùn)，建設(shè)大型直接還原鐵生產(chǎn)線，在資源條件和運輸條件適宜的地區(qū)建設(shè)大型化商品生產(chǎn)基地，產(chǎn)品滿足合理銷售半徑內(nèi)特鋼生產(chǎn)及裝備制造業(yè)對的需求， 、將是我國今后直接還原的發(fā)展的重要內(nèi)容之一。3.4立足于國內(nèi)資源。采取國內(nèi)外資源并重的方針發(fā)展我國的生產(chǎn) 我國鐵的資源缺乏直接用于直接還原鐵生產(chǎn)的富礦，而國外直接還原用礦不僅價格高昂，且供應(yīng)緊張，更重要的是受制于人。我國發(fā)展非高爐煉鐵生產(chǎn)應(yīng)立足于國內(nèi)資源，采取國內(nèi)外資源并重的方針。利用國 內(nèi)自有技術(shù)和資源條件，生產(chǎn)的直接還原專用球團，建立由國外的直接還原用塊礦球團，及國內(nèi)鐵精礦生產(chǎn) 的

10、直接還原專用球團共同組成的，建立穩(wěn)定、暢通的原料的供應(yīng)渠道是是完全可能的，可行的。3.5熔融還原是我國鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)對環(huán)境的污染在國民經(jīng)濟各行業(yè)中僅次于動力工業(yè)。冶金工業(yè)的溫室氣體 。量排放量超過我國排放總量的，是氣體硫化物（：、。、等）、氮氧化物（。）等有害氣體， 以及粉塵及懸浮微塵重要污染源之一。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展受到保護環(huán)境的巨大壓力。 焦煤資源呈現(xiàn)世界性的短缺，供應(yīng)緊張，價格不斷上升已成為影響傳統(tǒng)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要因素。我國 是世界煤炭儲量最大的國家之一，是世界煤炭生產(chǎn)第一大國。按目前的開采速度我國山西的焦煤資源僅僅 能開采年。雖然，這個預(yù)測不一定準確，但

11、從可持續(xù)發(fā)展的角度看，改變鋼鐵生產(chǎn)的能源結(jié)構(gòu)，擺脫 焦煤資源對鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展的羈絆已成為我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的迫切任務(wù)之一。熔融還原有助于鋼鐵工業(yè)擺脫 焦煤資源的羈絆。 熔融還原生產(chǎn)熱態(tài)鐵水的總的理論工序能耗低于高爐生產(chǎn)的總工序能耗。 因此，熔融還原是我國鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一，減輕鋼鐵生產(chǎn)對環(huán)境的壓力，改善鋼 鐵生產(chǎn)的能源結(jié)構(gòu)，降低能耗是我國熔融還原發(fā)展的主要動力，可以預(yù)計熔融還原在我國必將得到迅速發(fā) 展。結(jié)語非高爐煉鐵工藝，或更準確地稱為“非焦煉鐵工藝”，是鋼鐵工業(yè)的重要前沿技術(shù)和發(fā)展方向。長期以來，國際鋼鐵界、世界各鋼鐵生產(chǎn)國和企業(yè)對非高爐煉鐵工藝都給予了極大的關(guān)注，進行著廣泛、

12、深入的研究 開發(fā)。直接還原鐵生產(chǎn)企業(yè)數(shù)以百計，工藝方法數(shù)十種，年的產(chǎn)量超過萬噸，約為世界 粗鋼產(chǎn)量的，已成為鋼鐵生產(chǎn)的一個重要的不可缺少的組成部分。熔融還原僅有實現(xiàn)工業(yè) 化生產(chǎn)，和正在進行工業(yè)化試生產(chǎn)，鐵水產(chǎn)量僅僅數(shù)百萬噸，但其對環(huán)境的影響優(yōu)于高爐， 要將爐頂布料與活躍爐缸結(jié)合起來，并維持合理的操作爐型，加之高風(fēng)溫、富氧噴煤，提高高爐強化冶煉水 平。今后發(fā)展方向是在高冶強下追求更低燃料消耗和高爐長壽，以求更遠的經(jīng)濟效益。參考文獻：1 王洋,金愛軍,陳敏. 非高爐煉鐵發(fā)展述評A. 2006年中國非高爐煉鐵會議論文集C, 2006 .2 許力賢,趙慶杰,孟繁明,儲滿生,王治卿,董文獻. 我國非高爐

13、煉鐵發(fā)展前景與建議A. 2006年中國非高爐煉鐵會議論文集C, 2006 .3 劉云彩. 煉鐵生產(chǎn)的演變A. 2006年中國非高爐煉鐵會議論文集C, 2006 .4 周渝生,張友平. 轉(zhuǎn)底爐直接還原煉鐵工藝的發(fā)展A. 2006年中國非高爐煉鐵會議論文集C, 2006 .5 楊婷,孫繼青. 世界直接還原鐵市場發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析A. 2006年中國非高爐煉鐵會議論文集C, 2006 .6 魏國,趙慶杰,沈峰滿,姜鑫. 非高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)進步A. 2004年全國煉鐵生產(chǎn)技術(shù)暨煉鐵年會文集C, 2004 .7 楊永旭,張樹勝. 關(guān)于COREX熔融還原煉鐵技術(shù)的探討A. 2006年中國非高爐煉鐵會議論文集C, 2006 .8 趙民