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近日，由北京冶金設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院研究設(shè)計(jì)的單孔罐式還原爐在河北唐山工業(yè)性試驗(yàn)成功。
中冶集團(tuán)北京冶金設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院教授級(jí)高工陳守明等技術(shù)人員長(zhǎng)期堅(jiān)持豎爐直接還原鐵工藝研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)情況創(chuàng)新，發(fā)明了PF法豎爐直接還原工藝，并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。1998年在北京科技大學(xué)做了固定罐的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，1999年在山西朔州三元碳素廠煅燒石油焦的罐式爐上進(jìn)行了半工業(yè)性試驗(yàn)，驗(yàn)證了這種工藝的可靠性、主要工藝及設(shè)備參數(shù)。2006年與唐山企業(yè)合作，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，建設(shè)一座單孔罐式還原爐進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。2007年3月5日點(diǎn)火生產(chǎn)，一周內(nèi)打通流程。受試驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)條件所限，操作技術(shù)未達(dá)最佳狀態(tài)，生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)DRI金屬化率90%左右，少量達(dá)到98.2%。如能進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工、操作技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以達(dá)到或超過(guò)KM法指標(biāo)。
PF法直接還原鐵工藝流程如下：
PF法直接還原鐵工藝主要特點(diǎn)：
容積利用系數(shù)高、設(shè)備作業(yè)率高，能耗低，大幅度降低工程投資和生產(chǎn)成本。
1、反應(yīng)室與燃燒室分隔，氣氛、溫度像反應(yīng)罐（隧道窯）法一樣適宜生產(chǎn)DRI，產(chǎn)品金屬化率高。但罐體高得多，預(yù)熱段、還原段、冷卻段分別采用不同材料和結(jié)構(gòu)，能連續(xù)生產(chǎn)，比反應(yīng)罐法生產(chǎn)率高，能耗低；而且罐體不像隧道窯中那樣反復(fù)加熱、冷卻，壽命長(zhǎng)。
2、能像回轉(zhuǎn)窯和轉(zhuǎn)底爐一樣連續(xù)生產(chǎn)，但爐體不動(dòng)而爐料自動(dòng)下落，爐氣逆流上升，設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，有利于加熱和直接還原反應(yīng)進(jìn)行，并可方便地控制爐料還原溫度和時(shí)間，利用系數(shù)高、作業(yè)率高，能源和原料消耗低；
3、直接還原與反應(yīng)罐法和回轉(zhuǎn)窯法一樣采用外配碳，還原劑和脫硫劑可適當(dāng)過(guò)量，確保還原和脫硫效果，又不增加產(chǎn)品灰分，使得原燃料選用范圍廣、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量好，而投資少、成本低；
4、反應(yīng)室、燃燒室間隔排列，機(jī)構(gòu)緊湊，每組反應(yīng)罐都是一座獨(dú)立的還原設(shè)備，若干組并列、組成各種生產(chǎn)能力的還原爐。可根據(jù)市場(chǎng)和原燃料情況靈活設(shè)計(jì)和使用，生產(chǎn)規(guī)模可大可小，配套設(shè)備可洋可土，遇到停電或其他事故可隨時(shí)停止和重新啟動(dòng)，適合中國(guó)和發(fā)展中國(guó)家國(guó)情；
5、適合作為煤基直接還原鐵工藝主體設(shè)備，也易改造為氣基法豎爐和其他工業(yè)爐窯。
試驗(yàn)證明，PF法是一種安全可靠的豎爐直接還原工藝，而且綜合了當(dāng)前幾種直接還原鐵工藝長(zhǎng)處，在節(jié)能、環(huán)保和工程投資、生產(chǎn)成本等方面有明顯改進(jìn)。這種工藝的研究開(kāi)發(fā)和轉(zhuǎn)化，是我國(guó)在探索先進(jìn)、適用的直接還原鐵工藝方面的重大進(jìn)展。
相關(guān)鏈接：
直接還原鐵（DRI），也稱海綿鐵，是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼必不可少的原料，也可作為高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、鑄造、鐵合金、粉末冶金的優(yōu)質(zhì)爐料，有色冶金的置換劑、水處理的脫氧劑,供不應(yīng)求。更重要的是，DRI可以用天然氣、煤氣和非煉焦煤等作能源，實(shí)現(xiàn)無(wú)焦煉鐵，并且比高爐煉鐵碳耗低、CO2排放少，有利于節(jié)省能源資源、保護(hù)環(huán)境，被譽(yù)為綠色冶金。
隨著生產(chǎn)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，資源短缺、環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵企業(yè)都在改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，逐步關(guān)閉能耗高、污染大的高爐、焦?fàn)t，發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效的短流程電爐鋼廠，世界DRI產(chǎn)量近二十年翻了三番。中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)十幾年高速增長(zhǎng)，2006年已達(dá)4.2億噸，生產(chǎn)能力達(dá)到6億噸左右，但DRI生產(chǎn)能力只有幾十萬(wàn)噸。目前國(guó)家制定政策、采取措施，限制傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)工藝低水平重復(fù)建設(shè)，鼓勵(lì)發(fā)展直接還原、熔融還原非焦煉鐵工藝。
直接還原鐵工藝按還原劑是氣體或煤，分為氣基法和煤基法，按還原爐窯，有豎爐法、回轉(zhuǎn)窯法、隧道窯法、轉(zhuǎn)底爐法等多種。目前全世界DRI年產(chǎn)量近6千萬(wàn)噸，90%左右是以天然氣作能源、豎爐和反應(yīng)罐做還原設(shè)備生產(chǎn)的。但根據(jù)我國(guó)資源、能源特點(diǎn)和這些年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，發(fā)展DRI產(chǎn)業(yè)，能源須以煤和煤氣為主，重點(diǎn)是研究開(kāi)發(fā)先進(jìn)適用的還原爐窯。
豎爐煤基直接還原鐵工藝簡(jiǎn)單可靠。意大利達(dá)涅利公司1968年開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)KM法工藝，73年1月建起6500噸/年工業(yè)試驗(yàn)廠，4萬(wàn)噸/年工廠76年成功投產(chǎn)，81年83年先后在緬甸建設(shè)的兩套2萬(wàn)噸/年工業(yè)裝置，均順利投產(chǎn)達(dá)標(biāo)，二十多年來(lái)生產(chǎn)正常。1985年7月冶金部科技司與達(dá)涅利公司簽訂了科技合作協(xié)議，組織廣東省鋼鐵研究所和北京鋼鐵研究總院又作了一系列研究、試驗(yàn)，1987年12月組織全國(guó)專家進(jìn)行了鑒定，肯定這種工藝技術(shù)合理、成熟可靠，在各種煤基DRI工藝中屬先進(jìn)水平。 |
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