HIsmelt 奎纳纳工厂工艺(二)
发布时间:2011-01-31 08:39
作者:互联网
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对于
炼铁界来说,直接
熔融还原是被视为“圣盘”的技术。众所周知,
高炉从技术和环保都是由局限性的,因此炼
铁人一直希望找到替代的
工艺。然而,高炉从技术角度仍然被认为是非常高效的,且经过了多年的发展。目前高炉仍然是最主要的炼铁设施,且仍然在沿着正确的方向不断进步。在世界上一些地区(主要是在中国),由于相关设备的高度
标准化和国产化,使得建造高炉
系统的
投资非常低。因此,从总体上来说高炉仍然是任何新型熔融还原炼铁技术最强有力的
竞争对手。近年来进行了许多开发直接熔融还原炼铁工艺的尝试,但是大多数都未能达到要求。原因是多方面的,但总体来讲,大家争论的
焦点仍然是,高炉的效率(和投资效能)使得其他工艺难以从投资
成本上具有独特的优势。此外,任何一项新技术所具有的与生俱来的
潜在的
风险也抑制了直接熔融还原技术的发展。众所周知,高炉技术的缺点在于(i)炉料中大量使用主
焦煤(ii)由于依赖
焦化和
烧结工序所带来的有害排放(iii)无法直接使用矿粉,和(iv)无法脱磷。由于不同的原因,这些因素在不同地区的理解也是见仁见智的。在此有必要特别提及一下
FINEX[2]技术-
浦项将这一技术开发到了一个称之为成熟
商业技术的
阶段,确实非常了不起。该技术满足了对熔融还原这一工艺多方面的要求(使用矿粉和非主焦
煤),而且它看起来会在熔融还原开发的历程中扮演一个很重要的角色。基于对技术开发过程的的深刻理解,
Hismelt认同这一点。HIsmelt工艺的开发相对也经历了较长的历史,从80年开始研发,经历了两个阶段的试验厂阶段(分别为10,000吨/年和100,000吨/年),一直到在西澳大利亚的奎纳纳地区兴建了年产80万吨的世界首家商业
工厂。HIsmelt的核心是熔融还原炉(SRV)是由上部水冷炉壳和下部砌耐材的炉缸组成。工艺的特点是将
铁矿粉和煤
通过角度向下的水冷喷枪直接喷入还原炉内铁浴中。喷入的煤粉经过加
热和裂解后溶于
铁水,并且保持4%的含炭量。喷入的
矿石与含
碳金属铁反应,
熔炼开始。熔融还原炉下部保持低氧势,使反应得以进行。还原
动力学使得
炉渣中亚铁的含量保持在5-6%。熔池产生的气体(主要为CO)在炉内上部空间进行二次燃烧,提供热平衡所需的能量。富氧热风(含氧35%,温度1200°C)通过顶部
热风枪鼓入炉内,燃烧反应在氧势相对较高的上部区域进行。产生的煤气一般二次燃烧率约为50-60%。HIsmelt工艺的关键是要有效的实现上部区域(氧化区)和下部区域(还原区)之间的热传导,以便保持这一氧势梯度。具体来说就是大量的液滴在两个区域之间喷溅,夹带热量。一部分热量通过水冷壁和喷枪散失,剩下的用于熔炼。炉渣通过水冷渣口定期排出,铁水连续经过出铁前炉流出。连续出铁主要考虑该技术的安全性,原因是要对铁水液面进行
控制,确保其与水冷喷枪保持一定的距离。HIsmelt工艺具有如下特点:1.采用高速喷枪进行固体料喷吹的方法意味着铁水熔池的捕集
能力很强,即使超粉也可以使用。2.炉渣中“与生俱来”的亚铁含量(5-6%),加之铁水含碳约4%,形成了独特的脱磷特性。一般来说,约80-90%的磷进入炉渣。3.对煤的几何形态没有什么要求,原因是煤需
磨碎后喷吹。这些特点使其可以处理低
品位的原料,而在高炉中却基本不能使用。(来源:直接还原)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。