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03
2022
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电炼钢用直接还原铁(DRI)的强化（3）
关键词:
来源：公司内部
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。通过燃烧法转化的成本约为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炉渣。
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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