DRI直接还原铁和HBI热压铁块的贸易和运输

2013-12-30   作者：佚名   网友评论 0 条

     DRI ( Direct Reduced Iron) "直接还原铁"是一种高品质冶金产品通过矿粉，球团或矿块同自然气或煤加热化学的还原反应中患上到，反应温度比铁的溶点低。相对高品 位的铁矿作为填料。矿粉可以直策应用，不需要烧结过程。生产1吨的DRI，大概需要1.5吨的铁矿。

    （一）直接还原法生产铸铁 直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。 该产品未经熔化，仍保持矿石外形，因为还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而患上名。海绵铁的独特之处是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。 直接还原法分气基法和煤基法两大类。前者是用自然气经裂化产出H2和CO 气体，作为还原剂，在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。 主要有Midrex 法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。主要有FASMET 法等。 直接还原法的优点有： （1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢； （2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响； （3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序； （4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。直接还原法的缺点有： （1）对原料要求较高：气基要有自然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤； （2）海绵铁的价格一般比废钢要高。

    直接还原法已有上百年的成长历史，但直到20世纪60年代才获患上较大突破。进入20 世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获患上长足成长。其主要缘故原由是： （1）自然气的大量开发哄骗，特别是高效率自然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获患上了来历丰富、价格相对自制的新能源。 （2）电炉炼钢快速成长以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。

（3）选矿技术提高，可提供大量高品位精矿，矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需加以脱除的程度，从而简化了直接还原技术。 当前世界上直接还原铁量的90％以上是采用气基法生产的。 我国自然气主要供应化工和民用，没可能大量用于钢铁工业。因为我国煤炭储量相对丰富，20世纪90年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地形成了一定的生产规模。 直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的金属铁。按生产方法可分为煤基直接还原铁和气基直接还原铁；按用场可分为炼钢用直接还原铁和其它用直接还原铁；按产品情势可分为海绵铁（DRI）和热压块铁（HBI）。 目前国内直接还原铁没有国家统一尺度生产规格，只有行业内的不成文的尺度，最终元素含量仍是根据客户需求。 规格如下： 一类化学成分为：TFe≥95%，SO2≤0.65%，S≤0.03%，P≤0.03%。 二类化学成分为：TFe≥92%，SO2≤5.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。 三类化学成分为：TFe≥90%，SO2≤7.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。 四类化学成分为：TFe≥88%，SO2≤10.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。 另外，含铁量超过97％以上也属于海绵铁，但应用于粉末冶金领域，其形状分块状和粉状（一次还原铁粉），如深加工还可做二次还原铁粉，其含铁量将到达99％以上，价格也相应较高。

    DRI 是用还原气生产的，有多孔渗水的布局，这个增加了反应面积，大大增加了产生化学反应的可能性。当DRI 遇水的时候，就会发生氧化反应，从水中释放 出氢气。如果遇到含有盐分的水如海水，这个反应将会加剧。作为反应的一部分还会大量释放出热能，从而更加剧了氧化反应，形成了一个连锁反应。如果氧气充足 的情况下，温度能够到达1500度，若是在一个密闭的空间，如船舱，释放出来的氢气，将会形成有爆炸危险的混淆气体。如果要通风换气，减少氢气，将会带来 更多氧气，货物将会过热。 刚生产出来的DRI 对水和氧气非常敏锐，易反应。有一些办法可以减缓DRI 的氧化反应速率，这样使其能 相对安全地储藏和运输。首选的，也是最简单的方法就是较长时间堆放，暴露在空气中，使其表面生成一层薄薄的氧化膜，阻止进一步的氧化反应。一般货物在仓库 中堆放 2-3 星期，然后运到比较近之处用作生产。 第二种办法是把直接还原铁包裹上一层隔离物，硅酸钠，这种事物能有用隔离淡水，但是对于海水还不是那么有用。 第三种办法就是在生产 DRI 的过程中，在温度约650度的时候把还原铁压缩成100毫米长，90毫米宽的，30-40毫米厚的铁块，减少空地率，减少反应面积，降低反应速度。这种产品就叫做HBI，热压铁块。HBI ( Hot Briquetted Iron)"热压铁块"是浓缩钝化的直接还原铁，以易于更简便、安全的储存和运输。

   （二）DRI/HBI 的应用/贸易 DRI/HBI 主要用在电弧炉生产钢材用料，作为铸铁(PIG IRON) 替代品和废钢的稀释料- 有用地作为高品位废钢的替代品 使低品位的废钢可以作为炉子填充料残剩填料。这种原料主要用于生产厂材和板材。 电弧炉生产全球三之一的钢产量。而且以每年5%的速度递增，除中国之外，新增的钢产能都是电弧炉。电弧炉用废钢作为填料，以一比一的比例，再添入PIG IRON和DRI/HBI （总的比率不超过15-20%）。 DRI/HBI 的市场需求主要取决于市场上高品位废钢的供给是否充足，以及电弧炉是否应用广泛。现今最大的DRI/HBI 的进口国是北美地区，欧洲和东亚，不包括日本。 最大的市场增加，还是主要来自美国，欧洲更加依赖于本地区的废钢。中国对直接还原铁市场还没有啥子影响，因为中国主要应用的技术是碱性氧气转炉。跟着未来废钢越来越多，也许能推广电弧炉。届时直接还原铁将出现广泛的市场。 直接还原铁在生产地大部分就被消耗了。被用作贸易的DRI 主要在委内瑞拉，墨西哥，中美洲和印度。 中国其实不是一个非常重要的 DRI 贸易方，因为中国大部分钢材生产用的是传统的氧气炉，倚赖铁矿石进口。然后这个情况可能跟着国内废钢的供给逐渐增多和电力供给的充足，患上到改善，届时电弧炉将更将经济。而且跟着环保压力的不断增大，推广电弧炉也是非常重要的。然而和一些朋友探讨了这个讲法，有人觉得不一定是这样，因为现在的钢厂一般直接把铁水到进铁水包去炼钢，这样更加连贯，节能。 中国还是间接地影响着直接还原铁的价格

。直接还原铁的需求和废钢的价格和供给精密相干。直接还原铁的价格是有规律可循的，比起废钢的价格要稳定的多。在 亚洲，废钢 比较稀缺，主要从美国和欧洲进口。中国现在每年消耗5千万吨的废钢，此中一千万吨从国外进口，直接引起了，国际废钢价格的飞涨。 就在几年前，DRI 市场还是相当低靡，很多厂子限产，停产，现在新一轮的投资开始了，很多新的产能正在设置装备摆设。业内人士预测中国的废钢进口可能会 趋于稳定，并且逐步减退，逐渐成为废钢净出口国。俄罗斯的电炉产能正在增加，俄罗斯的废钢出口将会减少。欧洲国家可能不患上不从别的国家寻找货源。

 （三）DRI/HBI 的产出地 DRI/HBI 在2005年的年增加是5%，世界总产量5千6百万吨，因为前一段时间不景气的市场，增加的产量来自于印度的一些小厂子。由中国带动的世界钢产量的猛涨，带动了DRI/HBI 产业，新一轮的投资从2006年开始。 2005年有7.5百万吨的HBI，和6.5百万吨的DRI 被运输，此中50% 是由海运完成的。一般单船货量是20000-60000吨。 和废钢不同，DRI/HBI 主要出口国家是成长中国家。2004年，废钢出口（俄罗斯 12.8 MILLION TON, USA 11.9 MILLION TONS, GERMANY 7 MILLION TONS, JAPAN 6.8 MILLION TONS） 险些87%的现有产能和全部新增产能都是应用新尺度的自然气生产技术。只有12%的产能是应用煤炭技术。只有当地富有自然气的国家，如挺拔尼达，卡塔 尔，俄罗斯才能在自然气价格猛涨的时候生产 DRI，北美的一些产能因为昂贵的自然气而关闭了。

 （四） DRI/HBI 的运输 前面的文章中，提到DRI/HBI 的种种危险，但是还是有一些这样的货被运输着。主要航线是：从中南美洲，去墨西哥东岸，中国，南非，印度，美湾，欧洲，加拿大东岸。大多数货量是20000-30000吨。 DRI 非常危险的，但是 HBI 有的船东还是能够接受的。装载这种货物是需要非常小心才行，一些特殊的事项需要注意： 1， 在装载之前，货物要和空气接触超过72小时，或者采取响应的防范措施。 2， 如果货物的温度超过65摄氏度是不能装货的，不接受潮湿的货物，装货必须是在干燥的条件下进行的，尽管卸货不太受天气影响。 3， 货物尽可能的轻放进船舱，不要高空掉落，制止产生粉末 4， 货物在船舱中要分布均匀，货物积载深度不超过2米 5， 船舱盖必须防水密封，隔湿，绝火。 6， 船舶的通风系统必须工作良好。 7， 整个航程，船舱充氮气，氧气浓度不超过5%。 8， 不断检查舱内氢气含量不能高于1% 9， 货舱中要有监测温度的装配，如果发现货物温度超过200度，船舶必须驶向比来的港口，如果不遑，向船舱中尽快灌水是最后的办法。 10， 严禁烟火 11， 甲板在装货之前要用淡水洗濯干净。 在船舶市场高的时候船东不愿意去装运这种货物，即使在市场欠好的时候，也是用老旧船去运输。