李森蓉，李建濤

　　武漢科思瑞迪科技有限公司

　　直接還原是指鐵礦石或含鐵氧化物在低于熔化溫度下還原成金屬產(chǎn)品的煉鐵過(guò)程；其所得的產(chǎn)品稱為直接還原鐵，簡(jiǎn)稱DRI（Direct Reduction Iron），也稱海綿鐵。優(yōu)質(zhì)DRI由于其成分穩(wěn)定，有害元素含量低，粒度均勻,不僅可以補(bǔ)充廢鋼資源的不足，而且還可以作為電爐煉鋼的原料以及轉(zhuǎn)爐煉鋼的冷卻劑，對(duì)保證鋼材的質(zhì)量特別是合金鋼的質(zhì)量，起著不可替代的作用，是冶煉特鋼的優(yōu)質(zhì)原料；同時(shí)，高品位DRI還可以供粉末冶金行業(yè)使用。

　　直接還原鐵生產(chǎn)方法中，主要分為氣基法和煤基法。由于我國(guó)天然氣資源缺乏，但是煤炭資源豐富，煤基直接還原技術(shù)成為我國(guó)直接還原鐵生產(chǎn)的重要工藝方法。煤基直接還原是指直接以廉價(jià)的非焦煤作還原劑生產(chǎn)直接還原鐵的方法。

　　在我國(guó)煤基直接還原技術(shù)主要是回轉(zhuǎn)窯法和隧道窯法，近幾年也相繼建設(shè)了多座轉(zhuǎn)底爐裝置，同時(shí)也建設(shè)了一些煤基連續(xù)式豎爐裝置。在直接還原技術(shù)日益發(fā)展、大力提倡環(huán)保節(jié)能減排的今天，一些新的更先進(jìn)的直接還原工藝及設(shè)備被迫切需要。

　　煤基豎爐直接還原（COSRED，科思瑞迪）技術(shù)是一項(xiàng)符合中國(guó)能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的可大型化生產(chǎn)高品質(zhì)海綿鐵的直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)，可廣泛用于處理高品位鐵精粉制取高純度還原鐵粉用于粉末冶金領(lǐng)域，也可用于處理普通品位的鐵精粉制取煉鋼用海綿鐵，處理復(fù)合鐵礦生產(chǎn)普通鐵水及提取釩、鈦、硼等高附加值資源。

　　1發(fā)展歷程

　　武漢科思瑞迪科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱科思瑞迪）坐落于武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)，匯集了冶金、工業(yè)爐、機(jī)電技術(shù)等各專業(yè)技術(shù)人才，具有數(shù)十年研發(fā)、工程及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，是一家專業(yè)從事煤基豎爐直接還原技術(shù)的開發(fā)、推廣及應(yīng)用的科技公司。該公司的技術(shù)及成套核心設(shè)施已經(jīng)在中國(guó)、越南、緬甸等國(guó)的工程項(xiàng)目中得到了應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。自2006年至今，已經(jīng)成功的在中國(guó)大陸和國(guó)外設(shè)計(jì)安裝了5代爐型五條生產(chǎn)線：

　　1）一條1000噸/年中試生產(chǎn)線；

　　2）一條5萬(wàn)噸/年和兩條10萬(wàn)噸/年生產(chǎn)線：

　　1工藝流程

　　煤基豎爐直接還原技術(shù)（圖5）主要設(shè)備是以各種煤氣（如天燃?xì)?、焦?fàn)t煤氣、混合煤氣、發(fā)生爐煤氣等）為燃料，以經(jīng)過(guò)篩分的塊礦或鐵精粉等含鐵氧化物冷固結(jié)制成球團(tuán)與固體還原劑（無(wú)煙煤等）混合成爐料，由爐頂布料系統(tǒng)連續(xù)加入爐內(nèi)煤基立式反應(yīng)器，燃料通過(guò)專用燃燒器在爐內(nèi)燃燒加熱，高溫?zé)煔饣厥沼糜谠剂系母稍?、預(yù)熱，爐料在封閉的立式反應(yīng)器中進(jìn)行“預(yù)熱→還原”，在反應(yīng)器內(nèi)還原區(qū)反應(yīng)15~20h左右，經(jīng)過(guò)輸料機(jī)對(duì)冷卻后的混合料進(jìn)行篩分，廢還原劑通過(guò)負(fù)壓輸送裝置收集到廢還原劑收集斗中，還原后的產(chǎn)品DRI球團(tuán)根據(jù)原料不同、用途不同可進(jìn)行不同的處理，既能夠與短流程煉鋼工藝配套，也可以與粉末冶金工藝配套。用于短流程煉鋼工藝時(shí)DRI可以軋制成壓塊或餅狀，同時(shí)如果采取保溫措施，還可以實(shí)現(xiàn)海綿鐵熱裝入煉鋼爐，實(shí)現(xiàn)低能耗生產(chǎn)。
 

　　1技術(shù)特點(diǎn)

　　1)原燃料適應(yīng)范圍廣：

　　l原料：普通鐵精礦；復(fù)合鐵礦（諸如釩鈦磁鐵礦、硼鐵礦等）；含鐵粉塵；鐵合金礦石等；粒度的使用范圍也較寬，小于0.15mm，5~10mm，10~25mm均可以直接使用。

　　l還原劑：無(wú)煙煤、煙煤、褐煤；木炭、蘭炭；焦炭、石油焦等。

　　l燃料：煤制氣；焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣；天然氣、液化氣、頁(yè)巖氣等。

　　2)還原氣氛好：

　　采用特殊結(jié)構(gòu)的爐型，將還原室與燃燒室完全隔離開來(lái)，使得還原室氣氛可控有保證。

　　3)金屬化率高：

　　產(chǎn)品金屬化率水平在90~98%。

　　4)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定：

　　產(chǎn)品質(zhì)量均勻性好，波動(dòng)小，質(zhì)量有保障。

　　5)運(yùn)營(yíng)成本低：

　　工藝煤氣直接回收使用，尾氣余熱充分利用后再外排；廢還原劑有10～40%再利用，節(jié)約能耗。

　　6)環(huán)境友好：

　　環(huán)境友好，CO2、粉塵及SO2等排放均大幅降低，溫室氣體排放量較傳統(tǒng)流程低50%以上。

　　7)安全性高：

　　操作方便，自動(dòng)化程度高，操作人員少，勞動(dòng)強(qiáng)度低。

　　8)可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?/p>

　　通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)可滿足常規(guī)規(guī)模組合。

　　9)生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，作業(yè)率高。

　　10)投資低：

　　工藝、設(shè)備集成成熟度高，降低了投資成本。

5產(chǎn)品質(zhì)量

　　經(jīng)過(guò)工業(yè)實(shí)踐，對(duì)不同的原料其產(chǎn)品達(dá)到如下質(zhì)量：

　　6產(chǎn)品用途

　　采用煤基豎爐直接還原技術(shù)處理不同的原料得到的不同的產(chǎn)品可以在不同領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用：

　　1)煉鋼領(lǐng)域

　　電爐煉鋼所用原料、轉(zhuǎn)爐用冷卻劑；

　　2)新材料領(lǐng)域

　　工業(yè)（高）純鐵、釩鈦制品、非晶態(tài)材料等功能材料的基料；鐵焦（高爐焦炭的替代品）；3)粉末冶金領(lǐng)域制造還原鐵粉、霧化鋼粉、羰基鐵粉等所用原料；4)其它領(lǐng)域含鋅粉塵的循環(huán)利用、鐵合金生產(chǎn)所用基料、熔融爐所用原料。

　　7結(jié)論

　　1)我國(guó)是個(gè)天然氣匱乏，但煤炭?jī)?chǔ)量豐富，因此煤基直接還原技術(shù)是主流工藝；2)煤基豎爐技術(shù)具有原燃料適應(yīng)性強(qiáng)、還原氣氛好，產(chǎn)品金屬化率高等優(yōu)點(diǎn)，是有競(jìng)爭(zhēng)力的直接還原煉鐵技術(shù)之一；3)長(zhǎng)遠(yuǎn)看，鋼鐵產(chǎn)品升級(jí)勢(shì)必需要優(yōu)質(zhì)的原料以冶煉優(yōu)質(zhì)鋼種，市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)、穩(wěn)定DRI具有使用需求，且需求量大，本技術(shù)具有規(guī)模、成本、工藝成熟、穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢(shì)；4)本技術(shù)適用于難于用于高爐大比例使用的一些復(fù)合礦冶煉，如釩鈦磁鐵礦、硼鐵礦、紅土礦等資源的綜合利用，有較好的應(yīng)用前景。