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电炼钢用直接还原铁(DRI)的强化(3)

  • 分类:应用知识
  • 作者:凯正环保工艺设备有限公司
  • 来源:凯正环保工艺设备有限公司
  • 发布时间:2022-11-03
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【概要描述】为了进一步提高DRI炼钢效率,可通过熔炼将其转化为生铁或铁水。该行业现有的工艺是在埋弧炉等熔炉中使用电能将DRI转化为铁水。Air Products公司的新型DRI熔炼工艺使用氧燃料燃烧代替电力来完成熔炼。本文说明了DRI熔炼达到原型规模的实验,和在电炉工厂进行的现场试验情况。

电炼钢用直接还原铁(DRI)的强化(3)

【概要描述】为了进一步提高DRI炼钢效率,可通过熔炼将其转化为生铁或铁水。该行业现有的工艺是在埋弧炉等熔炉中使用电能将DRI转化为铁水。Air Products公司的新型DRI熔炼工艺使用氧燃料燃烧代替电力来完成熔炼。本文说明了DRI熔炼达到原型规模的实验,和在电炉工厂进行的现场试验情况。

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DRI(直接还原铁)熔炼

      为了进一步提高DRI炼钢效率,可通过熔炼将其转化为生铁或铁水。该行业现有的工艺是在埋弧炉等熔炉中使用电能将DRI转化为铁水。Air Products公司的新型DRI熔炼工艺使用氧燃料燃烧代替电力来完成熔炼。图4为熔炼的流程图。

 

图4:Air Products的DRI熔炼工艺

 

      根据设想,在第二步中,竖炉生产的DRI将在氧燃料燃烧炉内熔化,生产出可用于炼钢的生铁或铁水。该加热炉可以使用天然气和/或氢气燃烧,该过程额外的CO2排放最少。表3显示了Air Products公司DRI熔炼工艺的重要参数。

 

表3:DRI熔炼工艺的能量和经济性

 

      每吨DRI熔炼所需能量约为2 MMBtu,每公吨DRI熔炼额外产生0.12公吨Co2。通过燃烧转化的成本约为50美元/吨DRI,保守计算,与电熔法相比,每吨DRI约低10-15美元。连续的工艺过程,使用一个配备有全氧燃烧器的简单箱式炉。DRI从一端与炉渣一起进入,从另一端抽出铁水。

 

图5:在Air Products公司实验室DRI的熔炼实验

 

      该工艺的初步研究结果如图5所示。在实验室实验中,使用全氧燃烧器熔炼DRI。通过调节燃烧器在熔体表面形成还原气氛。熔化后,液态金属在惰性气氛下冷却,然后进行外观和化学性质分析。如图5e和图5f所示,冷却后得到一个干净的铁横截面。在这些初始熔炼实验中,由于全氧燃烧器,可以观察到铁几乎没有氧化。采用气体搅拌来增强混合和传热。回收的炉渣重量(约为回收产品重量的2%)与炉料脉石重量匹配良好,从而得出结论:熔炼过程中额外产生的渣。

结论

 

      本文概述的两种新方法可以促进DRI在电炼钢中的应用。

 

      DRI预热可以提高电弧炉的生产率和效率,同时减少额外的Co2排放。现有的输送系统可以适应预热炉。技术可行性试验表明,由于直接火焰撞击,没有或很少氧化。该工艺开发的下一步是扩大实验室系统的规模,并在一个小型工厂进行该系统的现场试验。DRI熔炼推进了氧燃料燃烧的使用。该工艺提供了从高炉中获取生铁的替代方法

 

      DRI转化为生铁为电炉炼钢提供了更高价值的原铁来源,从而提高了生产率和效率。这一工艺与DRI生产相结合,可以直接与高炉炼铁方式竞争,而Co2的排放量不到高炉的一半。技术可行性试验表明,使用氧燃料燃烧可以熔炼DRI,产率良好。

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