张华气基直接还原论文讲述.ppt

* 关于在我国实施气基直接还原炼铁工艺若干问题的思考 张 华 2015年9月 * 主 要 内 容 一、优质矿源的问题 二、关于气基直接还原工艺还原气来源的的问题 三、气基直接还原工艺在山西省的必威体育精装版进展 * 传统钢铁生产流程中的CO2排放源分布 钢铁工业的分工序能耗 前 言 作为能源、资源消耗大户同时也是CO2（约占工业排放量的15～20％）排放大户的钢铁工业，在能源约束和气候变化的双重压力下，如何进行工艺路线调整、走一条低碳之路备受关注。在以高炉—转炉流程为主的传统钢铁生产流程中，由于碳在高炉中的重要作用，使CO2的减排任务变得复杂而艰难。约占钢铁工业能耗70%,CO2排放90%以上的炼铁系统的低碳冶炼技术的成功与否将决定钢铁工业实现低碳排放的成败。因此，低碳炼铁技术将是钢铁工业低碳排放的核心驱动力，综合分析各种炼铁工艺，气基直接还原炼铁工艺是实现这一目标的最佳选择。 * 一、优质矿源的问题 1.我国具备发展直接还原铁的铁矿资源条件 缺乏高品位铁矿资源是制约我国开展气基直接还原炼铁工艺生产的重要因素之一。近年来，我国选矿工作者对国内铁矿资源进行了大量研究，研究结果表明：我国铁矿资源中50%以上的粗颗粒单一磁铁矿，通过国内自有知识产权的选矿技术可以获得TFe＞69.5～70.5%，SiO2＜2.0%，满足直接还原铁生产要求的专用精矿粉。 TFe％ SiO2％ CaO％ MgO％ AI2O3％ P％ 69 3.5 0.2 0.25 0.10 0.02 TFe％ SiO2％ CaO％ MgO％ AI2O3％ P％ 67.4 2.54 0.27 0.23 0.56 0.02 袁家村矿试验精矿粉化学成分 表2 太钢尖山精矿粉化学成分 表1 * 2.球团工艺的进步 链篦机回转窑球团工艺 链篦机回转窑球团工艺在中国已经非常成熟，一条系统年生产规模可以达到250万吨以上，采用磁铁矿或磁铁矿配加部分赤铁矿的生产技术已经生产完全可以满足炉容4000m3以上大型高炉的需求，除品位之外，其质量水平完全可以满足气基直接还原工艺的要求。表3为国内某特大型高炉使用球团矿指标） 链篦机-回转窑-环冷机球团工艺 * 项目 全铁 /% 9~16mm /% -5mm /％ TI(-1mm) /% 抗压强度/N·个球-1 还原率/% 膨胀指数/% 质量水平 ≥65 ≥85 ≤5 ≤4 2500 ≥70 ≤15 国内某特大型高炉使用球团矿指标 * 带式球团焙烧机的大型化 京唐大型带式球团焙烧机的投用 首钢京唐钢铁公司于2010年8月正式投产的400万t／a球团厂，其主体设备采用了1台有效面积504 m2的大型带式焙烧机，生产含氧化镁球团，改善了低硅球团的冶金行性能，满足了5500m3特大型高炉的需求，MgO/siO2达到了0.5的水平，球团矿质量可以满足气基直接还原竖炉的要求。 球团矿的质量指标 项目 全铁 /% 9~16mm /% -5mm /％ TI(-1mm) /% 常温耐压强度/N·个球-1 还原率/% 膨胀指数/% 质量水平 65 ≥85 ≤5 ≤4 2560 ≥70 ≤18 * 山西榆次不锈钢炉料有限公司不锈钢带式焙烧机的应用 年产70万吨铬球团矿的不锈钢带式焙烧机在山西榆次不锈钢炉料有限公司的投用，为球团矿的生产工艺另辟蹊径，由于铬矿的特殊性，其焙烧温度高于普通的铁矿球团，因此其生产普通的球团矿不存在技术上的难题。 * 带式焙烧机的投用为生产高质量的球团矿奠定了基础，可以生产以磁铁矿粉为主的球团矿也可以满足赤铁矿粉，碱性球团、镁质球团等要求焙烧温度高的球团矿的生产，彻底解决了链篦机回转窑球团工艺焙烧温度升高带来的结圈问题，同时也解决了高品位、低硅球团矿还原膨胀率高的问题，可以为气基直接还原炼铁工艺生产更高质量的球团矿。 * 二、关于气基直接还原工艺还原气来源的的问题 1.天然气 从世界范围看，天然气目前是气基直接还原炼铁工艺还原气体的主要来源，天然气资源主要集中在俄罗斯、伊朗、卡塔尔，分别占有27%、15%、13%,拥有全世界一半以上的天然气储量；目前，世界天然气需求量又以每年3％ 的速度增长，预计2020年后天然气需求的年增长速度为2％ ；天然气在能源结构中的需求增长势头强劲，到2030年天然气的需求量所占比例将达到23％ ，