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直接還原技術的新發展

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更新時間：2012-03-31
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直接還原技術的新發展直接還原技術的新發展
史占彪
( 東北大學，沈陽 1 1 0 0 0 4 )
摘要直接還原鐵作為電爐煉鋼的高質量代用品，正在迅速增長。但隨著直接還原技術的發展和原料、能源條件
新變化，當前直接還原技術向前發展的主導趨勢是擴大能源范圍，煤作一次能源，加快煤的氣化技術的發展研究；充
分利用粉礦和精礦，充分發揮比表面大的優勢，發展新的流化床技術：提高產品質量和穩定性，減少生產環節、簡化工
藝、提高能量利用率，開創直接還原新局面。
1 前言
下一個 1 0年，廢鋼供應量，尤其是高質量電爐廢
鋼的供應將是缺乏的。尤其是發展中國家，可能發生
嚴重短缺，這將導致直接還原鐵需求的增加。直接還
原鐵可作為電爐煉鋼的高質量代用品，已成為增長著
的、有生命力及競爭能力的角色。
2 直接還原現狀
1 9 7 0年世界直接還原鐵的產量為 7 9萬 t ； 2 0 0 0
年世界還原鐵產量到 4 3 2 0萬 t ，預測 2 0 0 5年將增為
6 0 0 0萬 t ，到 2 0 1 0年將增至 7 5 0 0萬 t ，但對還原鐵
的需求短缺也將從 2 0 0 2年的 4 0 0萬 t增加到 2 0 0 5
年的 2 0 0 0萬 t 。
從地區看，直接還原的發展與資源條件密切相關：
一
是優質鐵礦；二是廉價和豐富的能源。2 0世紀 8 0年
代前，發達國家曾試圖發展直接還原，但由于原料和加
工費高，限制了在這些國家的發展，而南美地區有豐富
的天然氣和鐵礦源得到快速發展； 2 0世紀 9 0年代，中
近東、東南亞地區發展最快；另一原因是直接還原裝置
單機產能較小、生產靈活，符合發展國家的經濟實力和
對鋼鐵的快速增長；另外，發展 D R采用短流程工藝，
經濟效益顯著。近些年，發達國家的短流程鋼廠激增，
也進一步促進了對直接還原鐵需求的增長。
從工藝看，可分為氣基直接還原和煤基直接還原
兩類；在發展過程中，無論產能還是產量的增長都是
*本文為 2 0 0 1年直接還原技術及 DR I 應用研討會上的報告
氣基直接還原法為主，氣基還原鐵超過 9 0％，占主導
地位的是 Mi d r e x法和 HY L法；煤基還原鐵產量約
1 0％，以 S L ／ RN回轉窯法為代表。
在當前直接還原生產領域，直接還原工藝主要是
4種。氣基豎爐法： Mi d r e x法、 HYL法或 HYLⅢ法；
氣基流化床法； F o i r 法；煤基回轉窯法。
各種方法都在不斷地得到提高和改進，生產過
程，產品質量。原燃料消耗、生產效率、生產成本等都
有很大的進步。
( 1 )氣基豎爐法是成熟的主導工藝。容易控制、
產品質量好、能耗低、環境污染輕、生產率高和生產成
本低。單機生產能力已擴大到 1 2 0萬 t ／ a ( Mi d r e x ) 和
1 0 0萬 t ／ a ( HYL1 1 I ) ，開發和采用熱壓塊和電爐熱裝
技術；增設 C 0 2脫除措施和提高過程控制技術將進
一
步降低能耗，提高產率和降低生產成本。
但氣基豎爐法離不開天然氣，發展會受到資源限
制；要求高品位球團和塊礦混合爐料，下一世紀將面
臨原料塊礦的短缺。
( 2 )氣基流化床( F I O R) 法直接使用鐵精礦和粉
礦，省去球團造塊，降低投資和成本，也利于環保。但
也需要天然氣體能源，生產能耗高于豎爐法。
( 3 ) 煤基回轉窯工藝已成熟，工藝簡單、生產費用
低、產品質量穩定。在缺乏天然氣卻有豐富非焦煤的
國家得到了快速發展。但單機產能偏小( 最大為 1 5 ～
2 2萬 t ／ a ) 、能耗較高，產品含碳不易調節，建設投資較
大。 ...

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