低污染的无焦炼铁新工艺---海绵铁

海绵铁也叫直接还原铁(DIR)，广泛应用于冶金，配重及滤料等行业。由于能源不用焦炭而用其它还原性气体和煤，是一种短流程、低污染的无焦炼铁新工艺，是我国钢铁行业高新技术和先进适用技术改造传统产业的工作重点之一。然而，近年来我国钢铁产量即将突破2亿吨，DRI生产能力却停滞在百万吨左右，主要原因是投产海绵铁厂经济效益不够理想。结合我国的实际情况应该大力发展煤基法。.最重要的就是选择工艺路线。目前我国隧道窑，回转窑，内配碳球团等工艺有许多种已经成熟，但不同的工艺实际效果不同，不是成熟的工艺都能取得良好效益。检验真理的唯一标准是实践，为便于研究、比较DPI工艺，促进我国直接还原铁产业发展，以产品、工艺相近的高炉炼铁技术为基础，提出DRI工艺的几项主要技术经济指标，并按这儿项指标对目前几种主要工艺进行分析、比较，研讨工艺改进方向：1、发展无罐工艺：还原罐在使用初期确实提高了产品质量，提供了稳定的还原气氛并且在一定程度上提高了产量。但随着技术的不断发展，现在还原罐应经成为了制约工艺发展的瓶颈，必须要突破它。如果采用无罐工艺，不仅省掉了制罐的成本。同时能耗也将大幅降低。现在隧道窑罐式法普遍的能耗是800kg/t，其中罐的蓄热就占了相当大的比重;2、利用系数：(t/d*m3)这是衡量高炉炼铁生产效率的主要指标。过去高炉的利用系数一般在2.0左右，近年来国内炼铁技术不断优化，一些大型高炉利用系数已经达到4.0。现在行业平均值也要到3.0左右。相比之下现在的煤基法就要落后很多了，不管是采用那种工艺。煤基回转窑利用系数0.4左右，煤基隧道窑罐式法利用系数0.2左右，煤基外热式竖炉利用系数1.3左右。当务之急是要提高窑体的利用系数，这样才能把生产率提上去;2、能耗：(kJ/吨铁或kgce/t铁)工序能耗kgce/t和焦比kg/t是高炉炼铁能耗主要指标。随着炼铁技术优化及喷吹煤粉技术的发展这个指标逐年降低，目前焦比大概是460kg，工序能耗13GJ/t。由于高炉是目前工业化程度最高最稳定的炼铁法，所以这个能耗就是一个标准。海绵铁也要努力达到这个水平。但是高炉炼铁以焦炭为主要能源，加上炼焦能耗高炉炼铁工序能耗是17GJ/t。近年来钢铁产业的发展使得焦炭供不应求、价格飞涨，高炉炼铁成本大幅度提高。所以这就为海绵铁的发展提供了机会。因为海绵铁工艺用普通煤炭或煤气炼铁。由于煤比焦炭价值低，所以理论上说应比高炉炼铁节能。但是如果对煤质要求过高、煤耗过大，这种优越性就要打折扣。比如，回转窑对煤的要求就非常苛刻。只能选用神府等质量好的煤种，而且能耗比是1t/t左右。这样总能耗就达到了25GJ/t左右。隧道窑虽然对煤种要求不高，但是能耗高。加上还原剂大概是1.5t/t，能耗达到了45GJ/t。这样原本的优势反倒变成劣势了，降低能耗已经刻不容缓了;3、产品质量：由于DRI还原温度低，是在固态直接还原为金属铁，不能像高炉炼铁一样通过造渣脱硫脱磷。所以要生产品位高的海绵铁就要高品位铁矿或球团矿，或者出炉后采取深加工的方去除杂质。一定要对应产品的用途选择合适的原料。比如：冶金粉末最好用氧化铁皮，而炼铁用的话一般的铁矿粉就行，如果是普通的磁化用铁泥就可以了。另外出产的海绵铁应该努力提高密度，因为这样一些炼铁炉就能提高使用率和铁水收得率;4、吨DIR投资成本：(元/t)这直接影响企业的初期投入及投资收回周期长短。也是控制投资风险的一个指标。目前高炉的静态投资为700～800元/t，回转窑为800～900元/t左右，隧道窑罐式法为200～300元/t。虽然高炉的投资较高，但是其利用系数已经达到了4.0所以相比每吨成本反而比回转窑还要低;5、广泛利用有利资源：不要只局限于煤炭，焦炭，优质铁矿粉等高端资源。应该把本地区现有的优质资源充分加以利用。比如拿还原剂来说，就可以用秸秆、稻草等制成的机制木炭。不仅可以降低成本，而且由于木炭本身硫磷等杂质少，也能提高产品质量。燃料方面也可以开发利用沼气等资源。沼气的主要成分就是甲烷，热值和天然气差不多，完全可以结合自身条件加以利用。如果附近有焦化厂的还可以利用其产生的焦炉煤气。这些都是降低成本的途径。我国的DIR工艺已经非常成熟，只是在一些主要技术经济指标上落后于竖炉和高炉，使产品在市场上没有竞争力，企业经济效益不好，同时也制约了整个行业的发展。每个厂家都要结合自身特点，借鉴高炉以及目前先进的无焦炼铁技术，总结一套适合自身发展的工艺。我们只有不断的探索新技术才能为DIR工艺的发展找出新的出路。