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摘要: 熔融還原法是指不用高爐而在高溫熔融狀態下還原鐵礦石的方法，其產品是成分與高爐鐵水相近的液態生鐵。開發熔融還原法的目的是取代或補充高爐法煉鐵。熔融還原以加速還原過程、降低能耗、簡化流程和工藝設備為原則。發展廣義的熔融還原，開發合理的工藝和設備，解決當前冶煉過程中存在的諸多問題，成為今后的研究方向。關鍵詞：熔融還原；液態生鐵；工藝；設備熔融還原是指非高爐煉鐵方法中那些獲得液態生鐵的冶煉工藝。19世紀60念得瑞典冶金學家愛克托普（S. Eketorp）為了將這種生產液態生鐵的方法和直接還原相區別，稱其為熔融還原。經過多年的研究發現，當前一般認為即使利用燒結礦、球團礦作為原料，甚***使用少量焦炭，但只要不以為其作為主要燃料的生產液態鐵水的非高爐煉鐵方法均屬于熔融還原的范疇。

隨著我公司技改項目“濕磨干燒”1000噸/日熟料生產線的投產，生料配制過程中，一直延用***今的二組份配料，即控制生料中鈣、鐵含量的配料方法已不適用新工藝線“中飽和比、高硅率、高鋁率”的配料要求。這就要求在控制生料中鈣、鐵含量的同時控制硅鋁的含量。本公司在及時運用了上海愛斯特電子有限公司生產的DM2100型X熒光多元素分析儀以后，有效地控制生料率值，使新線在短時間內達到設計要求產質量，取得了滿意的效果。其主要特點是：1、 操作方便由于采用了大屏幕中文顯示人機對話方式操作，使我們的操作人員不用專門培訓就能迅速掌握操作方法，使用十分便利。2、分析速度快一個試樣從制備到打印出數據結果，只需10分鐘即能完成。3、重復性好我將同一只生料試樣，由三名操作工分別壓餅制樣后放入DM2100型X熒光多元素分析儀中測定其結果，見下表： 測定元素CaOFe2O3SiO2Al2O3化學分析值%44.152.0213.22.74甲測定結果%44.281.9913.132.78誤差%+0.13-0.03-0.07+0.04乙測定結果%44.172.0213.182.71誤差%+0.020-0.02-0.03丙測定結果%44.12.0113.242.76誤差%-0.05-0.01+0.04+0.02 以上所列數據可以看出，其測定結果完全符合分析精度要求，而且，人與人之間操作誤差也完全符合精度要求。目前，我公司已完全由儀器分析代替人工化學分析測定生料試樣，控制生料率值，不僅降低了分析人員的勞動強度，而且，降低了檢驗成本，提高了分析精度，可謂一舉三得。4、儀器性能穩定從多年使用該公司鈣鐵煤分析儀和半年前開始使用的多元素分析儀來看，該儀器對環境的適用性也很強，溫差、粉塵對測定結果基本無影響，而且使用***今從未發生故障，性能穩定，廿十四小時不間斷工作，高頻率使用完全不影響測定，對斷電等情況發生后不會失去內存數據，使用十分方便。5、儀器曲線的標定在成功使用DM2100型X熒光多元素分析儀控制生料率值的同時，我必須提醒大家注意的是，儀器再好，離不開標定一條完全適合本單位生產工藝的儀器工作曲線，這就是要求不同廠家必須認真建立一套很好的生料標準樣品，只要獲得r>0.99以上的工作曲線。那么，我相信一定能得到很好的使用效果。

COREX流程存在問題　　1．COREX流程不屬于無焦炭煉鐵流程　　目前已投產的幾座COREX流程其生產操作依然離不開焦炭(占煤耗的15％～25％)，熔融氣化爐內存在明顯的焦床，不僅在熔融氣化爐中要加入焦炭，在還原豎爐中也需要配加焦炭，以保證豎爐的物料順行。寶鋼C-3000噸鐵的焦炭加人量達到260kg，而且還使用了優**質焦炭。隨著更多的信息公布，印度的C-2000噸鐵焦炭的加入量實際上也達到**200kg。　　COREX流程宣傳的無需焦炭煉鐵，指的是不建焦化廠，焦炭可以購買，轉移了流程的焦炭環境評價負擔。　　2．COREX工藝對礦石的質量要求嚴格　　粉末大量入爐或粒度不均勻會造成豎爐料柱透氣性惡化以及煤炭流化床粉塵量過高，粒度太大則影響還原和加熱速度。因此入爐礦以中等的均勻粒度為佳(8～30mm)，由于優**質天然礦很少，實際上還是在使用熟料。目前主要使用氧化球團礦，部分使用燒結礦。　　3. COREX對煤種的要求較高　　COREX對煤的要求較高，我國很多煤種不宜使用，另外COREX存在粉煤如何利用的問題。當今采煤大多已機械化，原煤中含粉率較高，COREX要求使用塊煤將是一個潛在問題，且塊煤在儲運過程中，產生粉末是不可避免的。目前寶鋼正在攻關型煤技術以及熔融氣化爐噴煤技術，以降低優**質煤礦的使用量。　　4. 產能由于預還原豎爐采用塊礦，氣固接觸面積較小，反應速度慢，而熔融氣化爐的反應速度很快，造成預還原爐和終還原爐的生產效率很難匹配。豎爐與熔融氣化爐的容積超過4000m3，COREX流程的設備綜合利用系數僅為0．9t／(m3·d)，大大低于高爐的利用系數。　　5. COREX煤耗　　由于進入預還原豎爐的煤氣溫度低，還原動力學差，導致噸礦氣量消耗大，熔融氣化爐要完成3項任務：①繼續還原豎爐出來的中等金屬化率球團；②熔化爐渣和球團；③產生豎爐預還原所需要的煤氣成分及煤氣流量。目前COREX的噸鐵綜合燃料比約為1000kg，遠高于高爐流程，在能耗、排放等多方面，目前還無法與高爐流程競爭。　　6. COREX流程的環保性COREX在宣傳環保優勢時，忽略了自身需要的焦炭、燒結礦、氧化球團的環境負荷情況。煉鐵環保中，焦化、燒結(球團)是廢氣、粉塵排放的主要源泉。如果單拿COREX與高爐主體相比，在SOx、NOx上COREX并不占優勢，相反COREX本體的燃料比高于高爐，CO2排放( 2800kg／t)也遠高于高爐本體(1400kg／t)。　　7. COREX的作業率　　寶鋼COREX熔融還原設備，自2007年11月出鐵以來C-3000的作業率一直不高，離設計指標95.89％，相差甚遠。除了新設備熟悉需要一個過程外，C-3000的還原豎爐事故率***高，以豎爐粘結與熱螺旋故障為主等。　　8. COREX的經濟性　　寶鋼C-3000設備的利用系數低，噸鐵固定投資相當高昂，包括大型制氧機、煤氣增壓機等。C-3000的操作成本也是相當高昂的：燃料比過高，并且都為價格高昂的優**質焦炭與塊煤，另外，還要消耗550Nm3／t的氧氣。C-3000當然還產生大量優**質煤氣，可以發電或用于其他用途。但是其發電效益不明朗，正常火力發電使用質量一般的電煤，而用C-3000的尾氣發電，用的是價格高昂的焦炭和優**質塊煤。　　因此，COREX絕**對不是所報道的先進煉鐵流程，由于工藝不當，需要使用大量優**質燃料，結果產生充足的富余煤氣。作為末端治理，富余煤氣用于發電或蒸汽，實屬無奈之舉。　　為什么COREX的冶煉指標不夠先進，主要原因為：熔融氣化爐出來的高溫煤氣(1150℃)，進豎爐溫度約850℃，氣基還原***快的階段被浪費，反應動力學條件變差，其豎爐預還原效率不足1t／(m3·d)，是流程的速度瓶頸。若進氣溫度過高，則容易引起豎爐粘結，物料順行困難；進氣溫度過低，還原動力學還會進一步惡化。目前C-3000豎爐在添加焦炭情況下，球團金屬化率只能維持在60％左右，與寶鋼大高爐軟熔帶上部的金屬化率相當。低的球團金屬化率，則在熔融氣化爐形成過厚的軟熔帶，這需要提高焦炭加入量以改善透氣性與物料順行。　　綜上所述，盡管熔融還原工藝從總體上來說發展得不盡完善，但從長遠來看，因為煉焦煤資源必然出現世界性的匱乏，所以發展使用煤炭或不以焦炭為主要燃料的廣義熔融還原方法勢必具有強大的生命力。從當今熔融還原發展的經驗看，將來熔融還原技術不再拘泥于高二次燃燒、低預還原度，而應在開發在不以焦炭為主要燃料的前提下，采用合理的預還原度和合理的二次燃燒率相結合，盡量降低熔融還原工序能耗的熔融還原技術的同時，應確保熔融還原反應器有足夠長的冶煉壽命，保證熔融還原技術的經濟性。