神户制钢煤基直接还原铁生产工艺(下)

1、神户制钢煤基直接还原铁生产工艺（下） 2009-11-11 09:14:55 作者：TNCSTEEL 来源：TNC数据库 2.3 熔化试验结果 熔化试验设备概要及工艺流程   图4 熔化试验设备概要 熔化试验设备如图4所示。试验设备由生产原料铁水的低频熔化炉、熔化炉本体以及烟气处理设备构成。熔化炉具有圆柱形固定式炉出铁口：钻孔；直径：2m；高：2.6m；产能：1.3万t铁水/a。 固定式熔化炉的基本设想和技术开发课题 该试验设备采用固定式熔化炉，基本设想如下所述。熔化炉如果采用倾动式，出铁时必须中止吹炼，倾动炉体，出铁后，向

2、相反一侧倾动炉体，排出炉渣。这样，就会出现吹炼中止从而降低生产率，而且炉内温度也会下降。 而采用固定式炉，出铁时不需倾动炉体，继续吹氧和熔化直接还原铁，可定时排出铁水和熔渣，出铁渣时只是带出铁渣显热，炉内温度没有下降，而且生产率也基本没有降低，可以连续作业。如将RHF生产的还原铁高温状态装入炉内，则可进一步提高生产率。  熔化试验为一周几次的间歇运转，将低频炉约1450的原料铁水(6t)装入熔化炉后，开始第一次吹炼。吹氧使铁水中碳燃烧，充分运用炉内二次燃烧升温，铁水温度达到规定值后，从中间出铁口排出约2t的铁水和熔渣。 然后，在残留铁水(约4t)和少量渣

3、的状态，反复多次进行还原铁(DRI)熔化和出铁渣操作，试验结束时从残铁排出口排出铁渣。本试验所用的原料铁水成分和DRI成分分别示于表4和表5。装入熔化炉的碳材使用钢铁厂产生的小粒焦粉(固定C=85%)。 表4 原料铁水主要成分      % CSiSP4.3-4.70.15-0.300.030-0.0600.090-0.120 表5 直接还原铁(DRI)主要化学成分 % 原料金属化率T.FeM.FeC铁矿石86.077.366.57.9冶炼碳钢粉尘82.458.147.07.2冶炼不锈钢粉尘73

4、.235.425.33.1  (1)吹炼中铁水温度、C的变化 将原料铁水装入炉内时，铁水温度大约降到1350，但第一次吹炼升温到1500左右出铁。第二次吹炼后，铁水温度基本保持不变，反复进行直接还原铁的熔化和出铁渣作业。吹炼中控制炉渣的形成，C含量基本保持在饱和状态。 (2)直接还原铁和碳材的装入速度 本试验使用的是金属化率约85%的DRI。第二次吹炼到一半后提高DRI的装入速度，第三次提高到2t/h。随着稳定地熔化还原铁，在第二次出铁渣时，不中断吹炼，继续吹氧、装入还原铁和碳材。另外，碳材应根据吹氧速度增减，稳定吹炼时基本保持在一定值。

5、60;(3)连续吹炼和连续作业 当初，在出铁时中断吹氧和装入还原铁、碳材，进行出铁渣作业。这样到下一次吹炼的准备和初始条件的设定需要20-30min。因此，进行了出铁中继续吹氧和装入DRI、碳材的连续吹炼试验，对稳定条件进行了确认。熔化还原铁，生成一定量的铁水和炉渣后，反复进行出铁渣作业，获得了固定式炉连续作业的有益经验。 为了连续作业，在稳定吹炼的同时，应顺畅地排出炉渣。另外，出铁中，应针对液面高度的变化调整氧气流量、DRI装入速度等。  冶炼铁水所需的碳材包括RHF含碳材和熔化炉装入的碳材。长时间吹炼后，熔化大量冷DRI的碳材单耗归纳为表6。

6、0;表6 碳耗和氧单耗 项目单耗碳耗RHF熔化DRI547kg/t铁熔化炉熔化DRI461kg/t铁合计1008kg/t铁其他(O2)451Nm3/t铁 热DRI，50万t/a级熔化炉总碳材单耗预测如表7所示。 表7 热DRI，50万t/a级熔化炉总碳材单耗预测 项目单耗 工业生产设备(热DRI)冷DRI热DRIDRI温度25800800铁水生产率(产能：kt/a)1.1t/h1.7t/h(13kt/a)67t/h(500kt/a)碳耗RHF熔化DRI547kg/t铁517kg/t铁509kg/t铁熔化炉熔化DRI461kg/t铁281kg/t

7、铁198kg/t铁合计1008kg/t铁798kg/t铁707kg/t铁其它(O2)451Nm3/t铁273Nm3/t铁206Nm3/t铁 如果将RHF含碳材实际值加上吹炼中装入碳材的单耗，总碳耗为1008kg/t铁。以该结果为基础，进行了工业化碳材单耗的预测。如将高温状态的DRI装入熔化炉，就可以利用其显热，预计碳单耗为798kg/t铁。另外，如果扩大到年产50万t级熔化炉的规模，预计碳单耗为707kg/t铁，将RHF和熔化炉组合工艺的碳单耗目标定在约700kg/t铁。这次的验证试验使用的是小粒焦粉，工业化时考虑使用合适的煤。 3 将来煤基熔化工艺的开展 FASTMELT工艺的特点是RHF+熔化炉组合。在这次中试厂的试验中，在RHF确认了铁矿石之外的各种粉尘的造粒、还原处理技术。除此之外，还获得了高挥发分煤和高结晶水矿石处理技术，并确认了加快熔化炉熔化还原铁的速度，连续吹炼等固定式熔化炉的基本设想。FASTMELT法还原铁的还原率高，直接使用RHF生产的高温还原铁，有望提高熔化炉的生产率。 但是，从中试厂到大型工业炉还须对设备和操作进行进一步确认，今后将进入研发工业生产设备的阶段，例如，开发连续运转的10万t/a级中试厂。 4 结语 在RHF进行了铁矿石、钢铁