气基竖炉生产直接还原铁工艺的技术经济分析

介绍了焦炉煤气竖炉直接还原铁工艺,在分析气基竖炉生产直接还原铁技术的市场前景基础上,从成本、盈亏平衡、敏感性等方面对焦炉煤气竖炉直接还原铁工艺进行了技术经济分析,提出了降低生产成本的建议,即:廉价的原料气、能源介质,搞好综合利用,回收有用资源,选择合适的规模等。     

煤制气-竖炉生产直接还原铁浅析

以国内磁选铁精矿为原料制备的氧化球团综合性能良好,可作为竖炉直接还原用氧化球团。国内适合于煤气化的褐煤和低变质烟煤资源储量较大,占煤炭资源总量的50%以上,可以满足煤化工发展的需求。综合煤种需求、生产能力、煤气品质以及能耗指标,选取适宜的煤气化工艺,形成以煤制合成气为还原剂,以竖炉为反应器的煤制气-竖炉直接还原炼铁新工艺,是煤资源丰富而天然气匮乏的中国发展直接还原铁生产、实现低碳高效炼铁的有效途径。     

煤制气生产直接还原铁的联合工艺方案

 在分析比较了几种主要煤制气和直接还原工艺的基础上,结合中国的资源特点,提出了180万t/a规模壳牌煤气化与HYL/Energiron竖炉生产直接还原铁的联合工艺流程,并对联合工艺的主要参数进行了计算。结果表明：联合流程在能耗及环保指标上与传统高炉相比具有一定先进性。并对国内不同地区和原料条件下的生产技术经济指标进行了对比,为煤制气生产直接还原铁的工程化提供方案参考。     

气基竖炉直接还原铁过程硫平衡分析

直接还原铁技术与传统的长流程高炉炼铁相比具备流程短、污染小、且不受炼焦煤短缺影响的优点,其中气基法的发展越来越受到重视,本文主要分析了气基竖炉直接还原铁过程中的硫平衡,为环境影响评价工作带来相应的指导,对该类项目的废气污染防治措施提供技术参考。     

我国生产竖炉直接还原铁的可能性

在我国钢铁工业生产中,由于废钢用量的增加,造成供应紧张。目前解决办法是进口废钢,1966～1975年进口了3.6 Mt,1984年批准进口0.5 Mt。但进口废钢受到外汇数量、国际市场价格及来源、国内港口能力等     

竖炉生产直接还原铁过程的数值模拟

采用基于气相和固相的质量和能量的竖炉-球团(块矿)法直接还原炼铁的一维数学模型.含铁原料的还原采用三界面未反应核模型,并考虑了热量损失,得到了各物质的组成和温度在炉内的分布.以Gilmore厂Midrex作为对象进行模拟,模型结果与生产数据相符,验证了模型的准确性.模拟结果表明:Midrex竖炉的绝大部分区域内气相和固相的温度基本保持在还原煤气的入口温度.对高度为9.75 m的Midrex竖炉,炉内绝大部分为浮氏体的还原,含铁原料运行约0.5 m即可完全变成磁铁矿,运行约2 m即可完全变成浮氏体.在竖炉7.0～9.75 m深度范围内,随着还原气的上行,H2的体积分数迅速减少,而CO的体积分数变化不大.在竖炉2.0～7.0 m深度范围内,H2和CO的体积分数缓慢降低,在竖炉0～2.0 m深度范围内,H2和CO的体积分数显著降低.     

竖炉生产直接还原铁过程的模型研究

根据气相和固相的质量和能量守恒方程,建立竖炉-球团(块矿)法直接还原炼铁的-维数学模型.含铁原料的还原分别采用逐级反应的单界面模型和同步反应的三界面未反应核模型,并考虑了热量损失,得到了各物质的浓度和温度的变化曲线.以美国吉尔摩厂(Gilmore)的Midrex作为对象进行模拟,模型结果与生产数据相符,验证了模型的准确性.比较模拟结果发现,同步反应的三界面未反应核模型更加准确.     

气基竖炉直接还原技术的发展

介绍了Midrex和HyLⅢ气基竖炉技术以及在其基础上开发的可以不依赖天然气直接使用煤制气等作还原剂技术的发展与应用现状,并指出气基竖炉工艺具有能耗低、投资少、产品质量高等特点。     

气基竖炉直接还原数值模拟分析

针对气基竖炉直接还原过程无法直接观察还原反应运行程度的难点,基于三界面未反应核模型,在忽略模型球团内部温度及假设球团还原反应的热效应完全发生在固相的条件下,建立了气基竖炉直接还原模型,对铁氧化物价态转变进行了数值模拟和验证。结果表明,由于所建立的气固模型包含3个界面,随着铁氧化物的逐级还原,每个界面的反应半径最终趋于0,而还原反应速率随着竖炉深度的增加呈现出先升高后降低的趋势。球团在竖炉内下降到3 m深度时,出现半径为15 mm的FeO反应界面,此时球团还原率约为28%。随着球团继续在竖炉内下行约2 m到达5 m的深度时,Fe₃O₄的界面半径减小为0,此时铁氧化物完全转变成了浮氏体形态,球团还原率约为34%。通过改变不同的工艺参数进行模拟可以发现,还原球团金属化率和还原率随着气体温度的升高而增大。当气体温度以50℃、还原气体流量以5 040 m³/h梯度增大时,其对应的球团金属化率分别增大8%和4%左右。相比之下,球团金属化率受下料速度的影响远超过气体温度和还原气体流量,具体表现为,当下料速度增大0.02 t/h时,金属...     

气基竖炉直接还原炼铁技术的发展

在分析国内外直接还原铁市场的基础上,探讨了气基竖炉直接还原炼铁技术发展的市场空间。在中国钢铁行业结构调整过程中,气基竖炉技术由于具有节能环保和产品优质的优势,将会成为我国非高炉炼铁发展最重要的方向。从原料、产品、工艺特性、机械设备等方面对MIDREX和Energiron 2种气基竖炉工艺进行了综合比较,探讨了其各自的优缺点。随着技术进步以及全球经济、资源、能源条件的变化,气基竖炉技术正朝着设备大型化、气源多样化、矿源扩大化的方向发展。     

气基竖炉直接还原球团技术的发展

论述了球团矿质量对气基竖炉直接还原生产和DRI质量的影响以及DRI质量对炼钢生产的影响.介绍了提高气基竖炉直接还原工艺用球团矿质量的技术,包括降低Si02含量、降低粘结趋势、提高还原性和提高大粒度(12.5～16.0 mm)球团比率等措施及其发展.指出若把低TFe、高脉石含量的高炉用球团矿直接用于气基直接还原竖炉,至少应该采用球团涂层技术;如果球团矿脉石含量较高,需要借助工业试验进行综合分析以确定其经济性.     

煤基直接还原铁技术工艺分析

分析煤基直接还原铁工艺中隧道窑工艺和转底炉工艺的流程、特点,介绍自助研发的新型铁矿粉预热还原工艺。表明"煤制气—竖炉"工艺将是我国生产直接还原铁的优先选择途径。     

焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁的煤气用量探讨

用焦炉煤气生产直接还原铁既可解决气源问题,又可高效利用焦炉煤气.目前我国还没有成熟的焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁工艺,本文通过热力学分析,从还原剂和载热体两方面来探讨焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁的煤气用量方案.     

煤气化气用于气基竖炉生产DRI技术的进展

介绍了煤气化气用于Midrex和HyL技术的发展和工业化应用现状。同时介绍了煤气化气技术的工业化现状及不同工艺的特点,对适用于Midrex和HyL工艺的煤气化技术进行了分析。Midrex与HYL技术都对煤气化气有一定要求,相比来说,HYL要求得更严格一些。Lurgi法制得的煤气化气经过脱CO2后可直接用于Midrex和HYL竖炉;用Texaco、Undok和Shell技术制得的煤气化气都需经过处理和转换才可用于Midrex和HYL竖炉。     

隧道窑生产直接还原铁工艺研究

昆铜隧道窑生产的直接还原铁存在产品质量不稳定的问题,影响了转炉应用隧道窑直接还原铁的工业性试验。经过试验研究,针对直接还原铁的金属化率和S含量的波动问题,提出了适宜的工艺参数和改善直接还原铁质量的措施。     

煤基直接还原铁生产技术

本文在介绍和比较三种煤基直接还原铁生产工艺的同时，介绍了工艺对煤质的要求和三种工艺未来的改进方向．     

直接还原铁和/或铁水装料的竖炉技术

FUCHS Systemtechnik自1989年开发竖炉技术以来,由于废钢在竖炉中预热的环保效应,其在电炉炼钢方面取得的收益在不断提高.为了满足最终产品残余元素含量越来越严的要求,同时由于简单的经济原因,使用DRI(直接还原铁),HBI(压铁)或铁水装料的交、直流技术已在全世界28个竖炉中得到了应用和验证.竖炉已证明是最为经济的冶炼工艺炉子这一,每天出钢可达到40炉.本文将在几个方面进行论证,重点集中在DRI/HBI选用和铁水装料上.依据铁水所占的百分比,电炉电耗可降到160kWh/t钢水以下.预热竖炉的投资用不了一年即可回收.     

气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望

 阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状,分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点,对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效开采和加压煤制气工艺投资、运行成本的显著降低,将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力,同时利用钢铁企业过剩的煤气资源和中国局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁,是今后中国气基竖炉直接还原技术发展的重要方向。参照唐山地区的原料和能源价格,对年产量为80万t/a的直接还原铁装置的生产成本和技术经济可行性进行了分析,分析结果表明：原燃料价格波动对DRI成本影响显著,其中还原气成本约占DRI生产成本的10%~25%;若按DRI替代转炉废钢计算效益,要求天然气价格低于1.8元/m3。     

直接还原铁生产技术的发展

阐述了世界直接还原铁生产技术的发展概况.着重介绍Midrex法和SL/RN直接还原法的工艺原理、对原料的要求和直接还原炉的生产水平。世界各国生产直接还原铁的实践已充分证明,直接还原铁生产工艺和操作已达到相当高的水平。我们应引进和借鉴国外生产直接还原铁的技术和设备.     

钒钛磁铁矿气基竖炉直接还原试验研究

针对钒钛磁铁矿的特点及利用难点,研究了钒钛磁铁矿气基还原过程及其影响因素,讨论了还原温度、还原时间、还原气氛和气体流量对钒钛磁铁矿还原率和金属化率的影响。试验结果表明,钒钛磁铁矿试样在还原温度为1 000℃,还原时间为2 h,还原气氛为21%CO+55%H2+24%N2,还原气体流量为13.26 L/min的条件下,可得到还原率为96.72%,金属化率为92.05%的良好结果。采用气基竖炉直接还原工艺流程,能够将钒钛磁铁矿中的铁氧化物还原为金属铁,实现铁的高效富集。