Midrex钢生产工艺 _原创精品文档.pdfVIP

新一代Midrex钢铁生产工艺

1概述

目前，全世界有十几种直接还原法实现了工业生产，共有百余家直接还原铁生产厂。Midrex

法近几年产量虽然有所下降，但仍然是最主要的直接还原铁生产工艺。2004年Midrex直接还原法

所生产的直接还原铁产量占世界直接还原铁总产量的64.1％，HYL-III工艺所生产的直接还原铁产

量占18.9％，其他工艺包括气基和煤基工艺约占17％。

2Midrex工艺原料

Midrex工艺属于直接还原炼铁法，是成熟的气基工业生产方法，它主要应用于盛产石油或天

然气的国家。把石油或天然气通过转化器变成还原气体，用此气体还原矿石，其工艺流程如图1所

示。

图1Midrex法DRI生产工艺流程

Midrex—Ross公司是竖炉技术和矿石加工用化学气体行业的先驱，Midrex就是该公司于60年

代开发的直接还原铁工艺。自1969年以来，Midrex公司消耗了27Mt块矿和118Mt球团矿，并且

成功地采用了100％球团、100％块矿以及球团与块矿的混合矿进行生产。

Midrex工艺允许厂家灵活地选择铁矿矿源。正在生产的Midrex厂已大批量采用了46种铁矿，

其中球团矿20种，天然铁矿石26种。实际上，由于工业生产和实际应用方面的原因，大多数厂家

都限制它们的矿源数，仅采用几种。统计表明，1991年Midrex直接还原厂所用原料中球团矿占78％，

而块矿只占20％。

另外，对适合于Midrex直接还原工艺及其炼钢的铁氧化物原料的选择还应从化学和物理特性

以及还原特性几方面加以考虑。铁氧化物原料化学成分的重要性通常取决于最终使用者而非直接还

1

原工艺。随着三十多年来直接还原技术的进步，铁氧化物原料的化学成分对Midrex工艺来说已变

得不太重要了。然而化学成分对其后的DRI炼钢工艺却非常重要。

在直接还原工艺中，就原料而论，唯一的主要化学变化是从铁氧化物中脱氧，没有熔炼或精炼

发生，基本上氧化铁原料中的所有杂质和脉石都存留在还原产品中。因此，所用原料含铁量应尽可

能高，脉石含量应尽可能低，这样的原料才能受到炼钢厂的欢迎。表1示出直接还原品级氧化球团

和块矿的推荐化学成分。

表1氧化球团和块矿的化学成分（％）

Fe最小值67.0

(SiO+AlO)最大值3.0

223

S最大值0.008

P最大值0.030

Cu最大值0.01

TiO最大值0.15

2

这些特性主要是考虑炼钢工艺的需要而定的,只有最大S含量和最高TiO2含量是特别针对直接

还原而定的。另外,除了铁、硅、铝以外，还必须考虑原料中的另外一些成分。如：

（1）磷：推荐以0.03％作为P含量极限，但具体含P量标准随所产钢的牌号和所采用的炼钢

技术而定。用含P量为0.05％的原料生产的HBI的实践表明，当该原料用量达40％时生产棒、线

材是可行的。

（2）钒：含钒量过高可能对生产一定牌号的钢带来困难，故其具体标准应由各DRI用户来确

定。

其实，在Midrex工艺中，一种铁氧化物原料的物理性能和还原特性要比其化学特性还要重要，

必须予以重视。如：粒度。Midrex工艺多用球团矿和块矿混合炉料。球团矿粒度9～16mm的占95%，

块矿10～35mm的占85%。球团中-5mm粒级限制在3％以内，块矿中-5mm粒级限制在5％以内。此

外，应将-3mm粒级降至最低，因为该粒级不能用于直接还原工艺，通常予以筛除。但实际上，在

采用廉价铁矿生产时产生的粉末量很高，为了尽可能地减少氧化铁粉末损失影响到的综合经济效

益，我们还是要考虑粉末利用的问题。一般通过往炉料中配入适量氧化铁粉末以及将