长流程与短流程合理结合的构建

2015-08-05   作者：佚名   网友评论 0 条

 　　-----从鲅鱼圈二期钢铁制造流程选择谈

　　王太炎

　　鞍钢集团公司原副总工程师

　　一、背景

　　鲅鱼圈一期工程按原设计建成并形成年产650万吨钢的世界一流的钢铁厂，但由于二期工程未建，鲅鱼圈钢铁厂是个不完整的钢铁厂，或不是最先进的钢铁厂。因此，鲅鱼圈二期工程的建设，成为鲅鱼圈钢铁厂的发展未来的重要问题，引起多方面关注。

　　鲅鱼圈的一期钢铁制造流程选用传统的高炉，转炉流程，由于精心，创新设计，建设。鲅鱼圈钢铁厂在先进钢铁厂行列中，获取多项第一。二期工程的钢铁制造流程是否重复建设传统的高炉，转炉流程，还是用直接还原电炉炼钢短流程所代替，是鞍钢未来发展重大问题之一。

　　二、钢铁制造流程的剖析

　　当今世界上钢铁制造流程大致可分两种;一种是传统的高炉，转炉制造流程，或称长流程。该流程的产能大约占全球钢铁产能的72-75% 在钢铁制造工艺中占统治地位，由于生产历史久远，生产工艺技术相对成熟，支撑钢铁业生产正常运行，但由于生产流程较长，生产工艺繁杂，造成工程投资高，生产成本高，能耗高，碳排放高的四高的被动局面。钢铁生产面对莫大挑战。可见，高炉，转炉流程的钢铁厂的转型，升级势在必行。

　　另一种是直接还原电炉炼钢短流程。由于天然气资源的约制，大型气基竖炉直接还原技术发展长期受阻，当天然气，特别是页岩气开发技术发生革命性的变化，天然气资源提升，引发大型气基竖炉直接还原技术发展变化，为直接还原电炉炼钢短流程的发展创造了新的发展空间。特别是高化学能还原介质—焦炉煤气的发现与应用，为天然气资源贫乏的地区，生产直接还原铁，提供了理想的气体资源，推动了全球的直接还原铁生产技术创新与发展。

　　直接还原电炉炼钢短流程，大有取代传统长流程之势。但全部取代将是百年，几十年之后之事。当代钢铁业的发展，两种制造流程不是取代，而是相互融合与整合，二者优势互补。创造出更新的钢铁制造流程--(长流程+短流程)

　　三、鲅鱼圈二期钢铁流程的构建

　　在原设计二期留地上建设两座直接还原电炉炼钢短流程钢铁厂与一期650万吨长流程钢铁厂并列，形成1000万吨特大型钢铁厂。由于二期不建烧结厂，二期留地绰绰有余。

　　钢铁制造流程的选择(见示意图)

 

　　该直接还原电炉炼钢工艺具有如下特点:

　　(1) 工艺装置采用气基竖炉直接还原工艺，用100%的焦炉煤气作为直接还原的气源，用反应器的纯铁作为气体重整的触媒。设有离线重整装置，保证焦炉煤气中BTX的热裂解，不发生碳沉积，保证操作正常运行。

　　(2) 反应器中的顶气经脱水，脱硫后与原料气循环利用，保证原料气的利用率100%，降低原料消耗。

　　(3) 与还原反应同时发生渗碳反应(3Fe+CH4=Fe3C+2H2)生产高碳还原铁(C=4-6%)对电炉炼钢操作和节能产生正影响。

　　(4) 热直接还原铁经CO2气体，热送到电炉中(热送系统)凸显出电炉的节电性能。

　　(5) 本装置的顶气循环系统中设有选择性CO2回收装置，有效回收CO2，降低系统中CO2排放量30-40%,保持钢铁厂环保的可持续性。

　　(6) 直接还原铁为高纯铁(还原过程不与焦炭接触)含S,P在0.002以下，有利于生产纯洁钢，有利于生产高端钢材。

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