美国MIDREX工艺技术考察报告

2018-01-10 作者：佚名网友评论 0 条

2017年9月13日至9月18日，直接还原铁工作委员会带队对美国MIDREX公司总部进行了技术交流和考察。MIDREX公司是美国唯一一家海绵铁制造设备和技术供应商，它坐落在北卡罗来纳州夏洛特市，现有员工230人。

　　陶江善，洪益成，储满生，黎明，钱良丰

　　中废协直接还原铁工作委员会

　　1 MIDREX公司在全球还原铁市场中的地位

　　MIDREX公司建于1974年，总部在美国，中国上海、印度、英国及俄罗斯都设有办事处，澳大利亚、委内瑞拉及日本都有代表处。MIDREX公司在上世纪八十年末被日本神户制钢全资收购。公司研发中心投入巨资建成了全球直接还原铁研发最大最全的实验基地，神户制钢公司许多研发任务也放在这里进行。

　　Midrex公司是一个销售工艺技术的公司，不是一个工程公司。公司业务从工程设计、设备供货、现场咨询和调试、矿样实验、技术研发一直到到交钥匙工程都能承担。项目投标成功后，公司提供工艺技术，工程项目由长期合作伙伴承担，这是公司的经营模式。

　　MIDREX公司是世界还原铁制造技术的引领者。据2016年世界钢铁生产统计，全球65%的直接还原铁是由MIDREX工艺生产的，就竖炉工艺而言，全球79%的产品出自MIDREX，见图1。

　　2 MIDREX工艺技术

　　使用MIDREX竖炉的MIDREX工艺将球团矿或块矿中的氧化铁转化为高度金属化的直接还原铁，可以以热态或冷态形式产出，产品质量均匀。MIDREX?竖炉可以在不中断产品产出的情况下同时生产冷还原铁、热还原铁或热压铁块的产品组合。

　　大多数天然铁矿石都是以Fe2O3的形式存在，其中含有30%重量的氧。在MIDREX?工艺中，采用一种由氢气（H2）和一氧化碳（CO）构成的高温还原气体将铁矿石中化学结合氧去除，从而生产出金属铁（Fe）。氧化铁的直接还原是在MIDREX?竖炉内发生的，竖炉是一种衬有耐火材料的圆柱容器。氧化铁从顶部加入，直接还原铁从底部排出，从而使其流量均匀一致，保证还原均匀。

　　2.1 MIDREX竖炉工艺的适应性

　　MIDREX竖炉的工艺适应性强，目前不仅可以有使用天然气的MIDREX?NG工厂，也有使用煤制气、焦炉煤气的MXCol工厂，并且可以与COREX工厂成立联合工厂，利用COREX尾气生产直接还原铁。MIDREX?竖炉工艺的适应性示意图见图2。

　　MXCOL技术为使用低成本的煤炭（如次烟煤，褐煤等）来生产还原气体用于直接还原，煤的灰分适应范围高至45%。首先实施的合成气用于生产DRI的工艺是COREX输出煤气，使用COREX 输出煤气的一座MIDREX的设备自1999年起一直良好运行至今，见图4。

　　中国天然气资源不足，但煤炭资源丰富，煤气化被广泛推荐为一项清洁应用煤炭的技术，已在化工行业长期使用，用其生产还原气在资源储备，经济效益，技术可靠性方面都无任何问题。适合中国的煤制气还原工艺见图5、图6。

　　2.2 MIDREX竖炉原料质量要求

　　米德雷克思直接还原工艺自身对铁矿石品种有很广的适应性，目前已在米德雷克思的商业化工厂中应用超过50种不同的铁矿品种。MIDREX实验研发中心的仓库储藏有近十年来自世界各地的矿样及它们制作的球团样品，管理上他们充分利用储藏空间，货架一直升到屋顶，储藏量很大，太高的地方有升降机帮助，仓库所有物品都按标准分类摆放。

　　表1是推荐的铁矿原料质量要求，并不是所有项都必须达到标准要求。铁矿原料化学组分的要求是下游炼钢工序的要求，米德雷克思煤制气直接还原工艺并不存生对铁矿硫、磷含量的限制要求。因原料中的所有杂质和脉石都存留在还原产品中，因此所用原料品位应尽可能提高。

　　表1 米德雷克思煤制气直接还原竖炉原料质量要求