FROLTS煉鐵技術(shù)理論的進展研究

劉寶洋 賈 帥 席志飛 王 根

(河北省宣化鋼鐵集團有限責任公司煉鐵廠，河北 張家口 075100)

1 基于低溫快速預還原的熔融還原煉鐵流程

FROLTS煉鐵技術(shù)的新型熔融還原煉鐵流程如下圖所示:

圖 基于快速預還原的熔融還原煉鐵流程

從圖中可見，整個煉鐵的流程主要分為三個部分。第一部分是熔融氣化爐，這個部分當中主要作用是熔化海綿鐵以及制造還原煤氣為預還原的過程提供其所需催化物。第二部分是預還原部分，這個部分能夠使礦粉轉(zhuǎn)變成高金屬化率的鐵粉。主要是由兩級快速循環(huán)床以及以及礦粉預熱床組成。第三部位為煤氣處理，其作用對還原所需的煤氣成分、煤氣量以及溫度進行控制調(diào)節(jié)。

2 新工藝的特點

2.1 高校的預還原反應器

(1)利用細礦粉為煉鐵的原料能夠有效實現(xiàn)快速低溫還原的效果。相對于一般的煉鐵工藝而言，能夠直接跳躍了燒結(jié)工序以及原料造塊的工序，為整個煉鐵過程省時節(jié)能、降低排放。

(2)新工藝預還原煤氣溫度(700-750℃)相對于COREX、FINEX的煤氣溫度(800-850℃)大幅度地降低了(100℃的差距)，因此能夠有效解決黏結(jié)等問題。除此之外，新工藝允許兌入更多返回氣也有效地降低了熔融氣化爐的產(chǎn)氣量。

(3)相對于C-3000的豎爐，還原段高達12m，煤氣成分也偏離平衡態(tài)的狀況。新工藝的還原反應接近平衡態(tài)的還原，能夠有效地減少了鐵氣體的使用量。

(4)通過預還原能夠得到金屬化超過85%的海綿鐵，能夠有效地降低熔融氣化爐的用煤量。

(5)反應器采用雙級循環(huán)床，能夠提高還原氣體的利用率，從而有效地提高生產(chǎn)效率。

2.2 采用三段式操作模式

三段式的操作模式指的是利用熔融氣化爐、預還原反應以及煤氣處理這三個步驟進行還原煉鐵的模式。三段式操作模式通過煤氣對CO2進行脫除，其操作性靈活有效減輕了熔融氣化爐的負擔，從而實現(xiàn)低能耗、低排放的最優(yōu)效果。

2.3 熔融氣化爐采用高金屬化率海綿鐵和一定限度的二次燃燒率

新工藝的FROLTS煉鐵技術(shù)在終還原時采用一定限度的二次燃燒率。由于煤氣氧化度與還原所需要的煤氣溫度有關，F(xiàn)ROLTS其預還原所需的煤氣溫度相對較低，因此在煉鐵流程中的煤氣溫度相比對與COREX以及FINEX的煤氣氧化度(COREX為11%，F(xiàn)INEX為15%)，F(xiàn)ROLTS的煤氣氧化度可以控制在15% ～20%左右，從而節(jié)省了所需的燃料。

3 新工藝的預期效果

經(jīng)過試驗新工藝FROLTS煉鐵技術(shù)預期效果如下:

(1)噸鐵的燃料比可以控制在600kg左右。

在這個基礎上再作出改進，逐步完善其工藝操作手法，預期效果可以將噸鐵的燃料比控制在500kg左右，有效地節(jié)省了燃料的消耗

(2)省去了鐵原料的造塊

FROLTS煉鐵技術(shù)在原料的應用上采用了我國的精礦粉，對于進口的精鐵粉只需稍作破碎加工即可利用。精礦粉的利用省去了鐵原料的造塊以及焦結(jié)的工序，對減少能耗以及環(huán)境控制的方面上都得到較好的改善。

(3)相對與各類熔融還原指標，新工藝的FROLTS體現(xiàn)出其優(yōu)勢所在(如下表所示)

各類熔融還原的指標以及狀態(tài)

4 低溫快速還原的理論以及工藝體系

低溫快速還原理論，實質(zhì)是研究任何加快在低溫條件下的鐵礦粉在微觀以及宏觀的反應速度，其目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)在低溫下低能耗、低排放的還原煉鐵工藝。

在整個低溫快速還原理論中包含了微觀以及宏觀的反應機理。微觀的反應機理中包括了對細化晶粒、催化以及還原介質(zhì)選擇等各種能夠促進還原反應的因素研究。而宏觀的反應機理中則是從動量、熱量以及質(zhì)量等角度對影響還原反應宏觀條件進行探究。FROLTS作為基于低溫快速還原理論下的新技術(shù)，其冶煉效果十分出色，有效實現(xiàn)高效低耗低排的目的。