直接还原铁生产新技术综述（二）

    5.1　以往还原铁生产工艺的技术改善

    由于世界对钢铁需要量的增大和美国等国家炼焦炉设备的老化及发展中国家对

钢铁需要量的增加造成电炉短流程钢厂的增加，还有劣质废钢的增加造成废钢质量

的下降，因而导致了对还原铁需要量的增加。在这种情况下，对还原铁生产技术的

主要课题进行了研究开发，如提高还原铁生产率、节省能耗和降低炼钢成本等。

     5.1.1提高还原铁的生产率

    一般来说，通过生产设备的大型化可达到提高生产率的目的。回转窑和转底炉

由于在高温部装有驱动装置，因此设备的大型化受到限制。另外，由于还原铁的生

产主要是MIDREX和HYL这两大工艺，因此至今只是向竖炉的连续化和大型化方向发

展。

    提高生产率的方法之一是提高喷吹还原气体的温度可以提高还原速度。竖炉在

高温下的操作课题之一是还原铁的粘结性，但在混合使用球团矿和块矿或在球团矿

表面裹上石灰系氧化物情况下，就可以在900C以上的温度中进行还原。

    5.1.2高温还原铁的直接装入技术

    电炉短流程钢厂和发展中国家为降低钢铁的生产成本，开发了将还原铁在高温

下装入炼钢炉的技术。其代表性工艺有HYL法的HYTEMP工艺和MIDREX法的HOTLINK工

艺。采用这些技术后能把在650－700C排出的还原铁直接装入电炉。根据采用HYTE

MP工艺的示范工厂的操作结果可知，电炉使用了750C的还原铁后，电耗和电极消耗

都降低了19%，生产率提高了16%。

    5.1.3提高还原铁中的含炭量

    在最近的电炉操作中，有人提出通过吹O2能使还原铁中的碳含量（通常为1%－

2%C）再增加0.5个百分点左右。为利用铁浴中C的氧化热来减少熔化所耗的电力，

因此有的电炉短流程厂对碳含量的要求更高，试生产了含碳量为4%左右的还原铁。

还有的开发了一种新的喷吹工艺，即在提高还原气体温度的同时，除了喷吹通常的

还原气体外，还喷吹部分天然气用氧进行燃烧。

    5.1.4生产碳化铁球团矿

    1994年底，Nucor公司开始进行了碳化铁生产工艺的工业性生产，它是采用流

化床把粉矿石直接制成碳化铁。这种碳化铁具有不容易发生再氧化、处理性好和在

炼钢阶段的熔化性好等优点，因此有可能给以电炉短流程钢厂为主的新铁源供给状

况带来巨大变革，它已引起了世界的关注，曾研究过要建几个厂。Nucor工艺虽经

数年的努力研究，但由于无法达到稳定生产，因此在1999年1月就停止了工业性生

产。

    日本在研究碳化铁稳定生成条件的同时，为抑制碳化铁生成过程中碳的析出，

使碳化铁能在较大的温度范围内稳定生产，因此在还原气体中添加了极少量的硫黄

，取得成效。据此研究了直径为数十毫米的球团状碳化铁的生产工艺。研究证明，

这种球状碳化铁在熔化试验中的熔化合格率高。从θ相（Fe3C)的生成状况来看，

只要大约1.7h就能完全生成碳化铁。这种碳化铁球团的处理性比用流化床生产的细

粒碳化铁好得多，在电炉使用时的优点很多。

    但是，由于还原气体中含有硫黄，因此如果采用以往的重整天然气生产还原时

有可能发生催化剂中毒，需要对工艺进行改进，故没有实用化的可能性。