傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝日益成熟,但其進一步發(fā)展受制于鐵礦資源、焦炭資源與環(huán)境保護壓力。與高爐煉鐵流程相比,直接還原煉鐵工藝可擺脫對焦煤資源的依賴,并大量減少CO2排放,因此,直接還原煉鐵技術(shù)是近年來鋼鐵工業(yè)發(fā)展的方向之一。直接還原鐵在元素純凈性方面具有天然的優(yōu)勢,是生產(chǎn)高品質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料。隨著世界上直接還原鐵的產(chǎn)量迅速增長,這些直接還原鐵幾乎全部作為廢鋼的替代品參與到鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)中,這是對直接還原鐵純凈度的一種浪費。隨著鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展,對鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量、性能需求的不斷提高,發(fā)展低碳排放、低能耗、環(huán)境友好的短流程鋼鐵材料冶煉工藝將成為鋼鐵行業(yè)發(fā)展的方向。鐵礦石直接還原—熔分—精煉流程,可為高品質(zhì)鋼鐵材料的生產(chǎn)開辟新的途徑。鐵礦石經(jīng)氫氣直接還原所獲得的純凈化的直接還原鐵,化學(xué)成分穩(wěn)定、有害雜質(zhì)含量少,將其作為主要原料,經(jīng)過熔分和精煉后可以得到高純凈化的鋼鐵材料。該工藝流程短、污染小,產(chǎn)品附加值高,可以冶煉各種鋼和含鐵合金,只需要添加相應(yīng)的合金化元素,即可滿足產(chǎn)品的要求。這實現(xiàn)了直接還原鐵純凈度的最大化利用,增加了直接還原鐵的利潤空間,同時也拓展了非高爐煉鐵工藝的發(fā)展空間。本課題以氫氣... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：206 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１?Ｍｉｄｒｅｘ工藝標準流程圖??

－ＩＩＩ工藝流程是Ｈｏｊａｌａｔａｙ?Ｌａｍｉａ?Ｓ．Ａ．?（Ｈｙｌｓａ）公司在墨西哥的蒙特利??爾開發(fā)成功。這一工藝的前身是該公司于早期開發(fā)的間歇式固定床罐式法。??Ｍｉｄｒｅｘ法的開發(fā)成功是氣基直接還原技術(shù)的重大進步，它采用合理的連續(xù)性??豎爐作業(yè)方式取代法非連續(xù)性的罐式操作。在１９８０年，Ｈｙｌｓａ將一套１９６０年??建成的固定床裝置改造成為年產(chǎn)２５萬噸的連續(xù)性豎爐，定名為ＨＹＬ－ＩＩＩ并投??入生產(chǎn)。目前ＨＹＬ－ＩＩＩ僅次于Ｍｉｄｒｅｘ，是第二大直接還原流程，其標準流程??如圖２－２所示。??該工藝流程中還原氣以水蒸氣為裂化劑，以天然氣為原料通過催化裂化??反應(yīng)制齲轉(zhuǎn)化爐中以天然氣和部分爐頂煤氣為燃料，燃氣余熱以及從轉(zhuǎn)化??爐中排出的粗還原氣首先通過熱量回收裝置，用以預(yù)熱原料氣和生產(chǎn)水蒸氣。??然后粗還原氣通過一個洗滌器清洗冷卻，冷凝出過剩的水蒸氣，以降低氧化??度。經(jīng)凈化的還原氣與一部分經(jīng)過清洗加壓的爐頂煤氣混合后通入一個以爐??頂煤氣為燃料的加熱爐，預(yù)熱至９００－９６０?°Ｃ。??還ｒ石??Ａ?｜——〒＿＿??Ｕ?ｒｈｉ?ｕｉ??］Ｌ」＾ｆ?％?—Ｉ??Ｌ?ｍｉ?□?？?＼?／?＿＿??Ｌ?＊??Ｉ?ｙ—［ａｓＰ??天然ｎ?Ｖ??海??圖２－２?ＨＹＬ－ｍ工藝標準流程圖??高溫還原氣從豎爐的中間部位進入還原段。在與礦石的對流運動中，完??成對礦石的還原和預(yù)熱過程，然后作為爐頂煤氣排出。爐頂煤氣首先經(jīng)過清??洗，將還原過程產(chǎn)生的水蒸￣冷凝脫除，提高還原勢，并除去灰塵。清洗后??的爐頂煤氣分為兩路，一路作為燃料氣供應(yīng)還原氣加熱爐和轉(zhuǎn)化爐，另一路??經(jīng)加壓后與凈還原氣混合作為還原氣使用。??Ｈ

環(huán)境下，大力發(fā)展鋼鐵行業(yè)低碳技術(shù)、??推廣低碳技術(shù)的應(yīng)用，是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)低碳發(fā)展，保證綠色可持續(xù)發(fā)展的有??效途徑。目前，許多國家都已經(jīng)開展鋼鐵行業(yè)低碳技術(shù)相關(guān)項目的研究工作。??１）歐盟超低二氧化碳排放煉鋼項目（ＵＬＣＯＳ）??為應(yīng)對氣候變化，歐盟從２００４年開始啟動超低二氧化碳排放煉鋼項目??（ＵＬＣＯＳ），旨在使鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放量減少５０％左右。歐洲多家鋼鐵??企業(yè)參與了研發(fā)項目，其中Ｗａｇｎｅｒ？等人提出水電解制氫與直接還原豎爐相??結(jié)合的短流程煉鐵工藝路線，工藝流程如圖２－３所示，經(jīng)評估Ｃ〇２排放量僅??為３００ｋｇ?（含發(fā)電環(huán)節(jié)），與現(xiàn)有先進鋼鐵工藝相比減少約８４％，其中直接還??原豎爐工序無Ｃ〇２排放??塊礦?球團??Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ?Ｌｕｍｐ?ｉｒｏｎ?ｏｒｅ?Ｉｒｏｎ?ｏｒｅ?ｐｅｌｌｅｔｓ??■?＾?＾??ＷＡＴＥＲ?ＲＦＤＵＣＴＩＯＮ??ＥＬＥＣＴＲＯＬＹＳＩＳ?ｆｆＴＲｉＴＦ?ＩＮ?ＳＨＡＦＴ??ＥＬＥＣＴＲＩＣ?電爐?Ｃ－ｆｒｅｅ?￣￣??Ａ＝ｚ二?Ｄｍ?連鑄??圖２－３氫氣冶煉工藝路線??２）瑞典ＨＹＢＲＩＴ氫氣直接還原煉鐵技術(shù)??２０１６年４月，能源供應(yīng)商瑞典大瀑布電力公司（Ｖａｔｔｅｎｆａｌｌ）、瑞典鋼鐵集??－９?－??


本文編號：2965811