高效低耗的新型直接還原工藝開發(fā)

1、高效低耗的新型直接還原工藝開發(fā)第1頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四報 告 內(nèi) 容1. 開發(fā)非高爐煉鐵工藝的必要性2. PSH工藝的開發(fā) 2.1 PSH工藝原理 2.2 PSH工藝特點 2.3 PSH工藝的試驗例 2.4 PSH工藝的適用性3. 結(jié)語-PSH工藝與單料層操作比較第2頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四作為高爐煉鐵的輔助手段作為制備高端產(chǎn)品的原料不需要冶金焦煤以及煉焦、燒結(jié)等工藝、環(huán)境負荷小因地制宜、機動靈活，流程短、投資較小、見效快有利于處理量偏少的特殊礦、含鐵廢料等非高爐煉鐵工藝非高爐煉鐵工藝分類熔融還原 直接還原1.開發(fā)非高爐煉

2、鐵工藝的必要性第3頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四 隧道窯（效率低、生產(chǎn)能力小、能耗高、污染大，但工藝成熟、 簡單、還原鐵粉，金屬化率高） 鏈篦機回轉(zhuǎn)窯（設(shè)備故障率高、對原料要求苛刻（球團強度， 煤種）、難以實現(xiàn)自動化、單機20萬t/a，需兩步法，技術(shù)成熟） 轉(zhuǎn)底爐（能耗高、金屬化率低、強度低，但反應(yīng)速度快、適于 處理冶金廢棄粉塵） 豎爐（規(guī)模大(250萬t/a)、效率高、技術(shù)成熟，但對原料及還原 氣體要求苛刻）流化床（效率高（還原好），但氣體利用率低、能耗偏高） PSH（高溫高料層）工藝關(guān)于直接還原工藝3 PSH工藝簡介2. PSH工藝的開發(fā)第4頁，共21頁，202

3、2年，5月20日，17點24分，星期四2.1 PSH工藝（Paired Straight Hearth）原理氧化室：CO+1/2 O2CO2+Heat 還原室：C+Ore+HeatDRI+ CO CO2COHeat再氧化（轉(zhuǎn)底爐）單料層操作 金屬化率偏低 碳耗較高CO/CO2=2.0第5頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四為了克服以往直接還原工藝存在的問題： 金屬化率低 生產(chǎn)效率低 產(chǎn)品強度低有必要開發(fā)新工藝，使之達到： 1) 防止再氧化 2) 高生產(chǎn)效率 3) 高強度PSH工藝第6頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四PSH爐的側(cè)視圖俯視圖球團運動方

4、向俯視圖氣體流動方向PSH工藝示意圖第7頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四輻射傳熱COCO2，燃料利用率加快球團收縮加快反應(yīng)速度，提高生產(chǎn)率 （1）高溫2.2 PSH工藝特點第8頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四PSH工藝氧化性氣氛保護性氣氛防止DRI再氧化 煤氣完全燃燒成CO2 提高生產(chǎn)效率可以使用煙煤（2）高料層第9頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3LOIH2O63.2626.996.680.150.120.20-1.457.22鐵礦粉化學成分，mass%（ -200mesh

5、）煤粉成分，mass%（ -60mesh ）Proximate analysisAsh analysisFixed CTotal CAshVMSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaO61.3177.59.3826.0049.1429.9810.220.705.37 2.3 PSH工藝試驗例第10頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四球團尺寸：1622mm球團層數(shù)：4-5層料層總高度：75-80mm爐內(nèi)還原時間：45-55minC/O=1.2（全碳）坩堝預(yù)熱取料后空氣中自然冷卻試驗參數(shù)第11頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四（1）料層的收縮與傳熱第12

6、頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四（2）金屬化率45min：92.28%50min：93.63%55min：96.27% 圖. 還原時間對DRI金屬化率的影響PSH工藝簡介第13頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四傳統(tǒng)方法：kg DRI/m2.h （產(chǎn)量）科學方法：kg MFe/m2.h= kg DRI/m2.hMFe/DRI （產(chǎn)質(zhì)量） （產(chǎn)量） （質(zhì)量）（3）生產(chǎn)效率1618mmMD85%圖. 料層高度和還原時間對生產(chǎn)效率的影響第14頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四DRIGreen Ball10mm（4）DRI強度與密

7、度PSH工藝簡介第15頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四操作特點：高溫（1500 ，C完全燃燒） 高料層（ 56層球團，下層還原可防止 上層DRI再氧化）生產(chǎn)特點：高金屬化率 高生產(chǎn)效率 高強度和密度 高能源利用率 PSH工藝特點匯總第16頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四普通礦石爆裂礦石特殊礦（高熔點）特殊礦（低熔點）2.4 PSH工藝的適用性適用適用適用不適用第17頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四No.項目單層球團高溫高料層（PSH）1金屬化率 一般小于75%大于90%2DRI密度與強度典型的“海綿”鐵，密度小于生球

8、，強度低，不利于運輸DRI收縮后密度大，強度高，有利于運輸3燃料利用率 燃料不能完全燃燒。若CO/CO2= 2，燃燒發(fā)熱值17MJ/kg-C燃料完全燃燒?？墒笴O/CO2 =0，燃燒發(fā)熱值32.8MJ/kg-C 4生產(chǎn)率 生產(chǎn)率與金屬化率密切相關(guān)，金屬化率為75%時，RHF產(chǎn)質(zhì)率約26 kg Fe/m2/h(新日鐵君津)生產(chǎn)率高，金屬化率達85%以上，產(chǎn)質(zhì)率可達67.2kgFe/m2/h5設(shè)備構(gòu)造直線形式，構(gòu)造簡單、易于制造與操作3. 結(jié)語-PSH工藝與單料層操作比較第18頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四（蘇州） 謝謝！第19頁，共21頁，2022年，5月20日，17點24分，星期四熔融還原預(yù)還原FeOxCO/CO2（1）預(yù)還原熔融還原熔融還原CO/CO2預(yù)還原FeOx熔融還原熔融還原工藝產(chǎn)能大第20頁，共21頁，2022年，5月20日，17