直接还原技术的新发展

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直接还原技术的新发展直接还原技术的新发展
史 占彪
( 东北大学 ， 沈阳 1 1 0 0 0 4 )
摘 要 直 接还原铁 作为 电炉炼钢 的高质量 代用 品 ， 正在 迅速增 长 。但随着 直 接还原 技术 的 发展和 原料 、 能 源条件
新变化 ， 当前 直接还原技术 向前 发展的 主导 趋势 是扩 大能 源范 围， 煤 作- 次能 源 ， 加快 煤 的气化 技术 的发展 研究 ； 充
分利用粉矿和精矿 ， 充分发挥比表面大的优势， 发展新的流化床技术 ： 提高产品质量和稳定性， 减少生产环节、 简化工
艺 、 提 高能量利用率 ， 开创直接还原新 局面 。
1 前言
下-个 1 0年， 废钢供应量 ， 尤其是高质量电炉废
钢的供应将是缺乏的。尤其是发展中国家 ， 可能发生
严重短缺 ， 这将导致直接还原铁需求的增加。直接还
原铁可作为电炉炼钢的高质量代用品， 已成为增长着
的、 有生命力及竞争能力的角色。
2 直接还原现状
1 9 7 0年世界直接还原铁 的产量为 7 9万 t ； 2 0 0 0
年世界还原铁产量到 4 3 2 0万 t ， 预测 2 0 0 5年将增为
6 0 0 0万 t ， 到 2 0 1 0年将增至 7 5 0 0万 t ， 但对 还原铁
的需求短缺也将从 2 0 0 2年 的 4 0 0万 t增加 到 2 0 0 5
年的 2 0 0 0万 t 。
从地区看， 直接还原的发展与资源条件密切相关 ：
-
是优质铁矿 ； 二是廉价和丰富的能源。2 0世纪 8 0年
代前 ， 发达国家曾试图发展直接还原， 但 由于原料和加
工费高 ， 限制了在这些国家的发展， 而南美地区有丰富
的天然气和铁矿源得到快速发展； 2 0世纪 9 0年代， 中
近东、 东南亚地区发展最快； 另-原因是直接还原装置
单机产能较孝 生产灵活 ， 符合发展国家的经济实力和
对钢铁的快速增长 ； 另外 ， 发展 D R采用 短流程工艺 ，
经济效益显著↑些年 ， 发达国家的短流程钢厂激增 ，
也进-步促进了对直接还原铁需求的增长。
从工艺看 ， 可分为气基直接还原和煤基直接还原
两类 ； 在发展过程 中， 无论产能还是产 量的增长都是
本 文为 2 0 0 1年直接还原技术及 DR I 应用 研讨 会上的报告
气基直接还原法为主 ， 气基还原铁超过 9 0%， 占主导
地位 的是 Mi d r e x法 和 HY L法 ； 煤基 还原铁产 量约
1 0%， 以 S L / RN回转窑法为代表 。
在当前直接还原生产领域 ， 直接还原工艺主要是
4种。气基竖 炉法 ： Mi d r e x法 、 HYL法或 HYLⅢ法 ；
气基流化川 ； F o i r 法 ； 煤基回转窑法 。
各种 方法都在 不断地得 到提高和改 进， 生 产过
程 ， 产品质量。原燃料消耗 、 生产效率、 生产成本等都
有很大的进步 。
( 1 )气基竖炉法是成熟的主导工艺。容易控制 、
产品质量好 、 能耗低 、 环境污染轻 、 生产率高和生产成
本低。单机生产能力 已扩大到 1 2 0万 t / a ( Mi d r e x ) 和
1 0 0万 t / a ( HYL1 1 I ) ， 开发和采用热压块 和电炉热装
技术 ； 增设 C 0 2脱除措 施和提高过程控 制技术将 进
-
步降低能耗 ， 提高产率和降低生产成本。
但气基竖炉法离不开天然气 ， 发展会受到资源限
制 ； 要求高品位球 团和块矿混合炉料 ， 下-世纪将面
临原料块矿 的短缺。
( 2 )气基流化床( F I O R) 法直接使用铁精矿和粉
矿 ， 省去球团造块 ， 降低投资和成本 ， 也利于环保。但
也需要天然气体能源 ， 生产能耗高于竖炉法 。
( 3 ) 煤基 回转窑工艺 已成熟， 工艺简单 、 生产费用
低、 产品质量稳定 。在缺乏天然气却有丰富非焦煤 的
国家得到了快速发展 。但单机产能偏小( 最大为 1 5 ～
2 2万 t / a ) 、 能耗较高， 产品含碳不易调节 ， 建设投 资较
大 。