摘要：由于焦炭资源的稀缺，及节能环保意识的提升，非高炉炼铁在钢铁行业中已被广泛关注。此文简单谈谈非高炉炼铁的现状和发展。结合中国国情选择合适的工艺发展非高炉炼铁。    

         1、前言

非高炉炼铁顾名思义就是指高炉炼铁之外的炼铁方法。简史早在18世纪就有人提出以直接还原法炼铁，1873年建成第一座非高炉炼铁装置但不久便宣告失败。以后的几十年发展缓慢。进入20世纪，电力工业得到长足的发展，实现了工业化电炉炼铁、炼钢，非高炉炼铁技术才得以快速发展。

目前，按工艺特征、产品类型及用途非高炉炼铁可分为直接还原和熔融还原两种。

 

2、直接还原法炼铁

 

直接还原法是指在低于熔化温度之下将还原成微观呈的炼铁生产过程，其产品为（即）。该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察形似海绵，故俗称。海绵铁的特点是含碳低（＜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基法两大类。

气基直接还原法是用经裂化产出H₂和CO气体，作为还原剂，在高温还原装置内将铁矿石中的还原成海绵铁。现成功进行工业化生产的有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等，以Midrex法居多。设备主要采用竖炉进行直接还原。

竖炉主要由4部分组成：（1）重整器，器内装有若干支整管，管内装有催化剂，把天然气转化称C0+H2组合的高温还原气。（2）还原竖炉，自上而下分为5带，即预热带、上还原带、下还原带、过度带、冷却带。铁矿石加入炉内经干燥、预热、还原成直接还原铁经冷却达到较低的温度。（3）炉顶气和冷却气净化装置。炉顶气和冷却气通过洗涤器和压缩机，其中1/3供重整做燃烧气，2/3在进入重整器前加入CH4进行重整器进行重整。（4）直接还原铁处理装置。出路的直接还原铁经热压机和打碎机压成热压块。

煤基直接还原法是用煤作还原剂，在还原炉内将铁矿石中的铁还原。主要有FAET法，SL—RN法等。

SL—RN法以回转炉、冷却筒为主体设备，用铁矿石或者球团矿以及非黏结性动力煤为原料生产直接还原铁的回转窑直接还原法。世界上煤基直接还原炼铁厂，采用SL一RN法的较多。该法在出炉废气燃烧、料床强化预热、碎矿喷吹入炉等方面有独到之处。

迄今为止，世界上以气基法生产直接还原铁的居多。以1997年世界直接还原铁产量3613万吨，其中气基直接还原炼铁量占世界直接还原铁产量的91.6%，煤基直接还原铁的产量占8.4%。

 

3、熔融还原法炼铁

 

熔融还原法是指不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法，其产品是成分与高炉铁相近的液态铁水。开发熔融还原法的目的是取代或补充高炉法炼铁。

熔融还原法很多，但只有Corex法技术比较成熟并已形业生产规模。该法的设备由还原竖炉、熔融气化炉和煤气除尘调温系统组成。预还原竖炉与Midrex法直接还原竖炉类似；熔融气化炉与高炉的炉缸和炉腹类似。熔融气化炉所用的煤和溶剂由封闭料斗送如加压料仓再有螺旋给料机加入熔融气化炉。铁矿石（或氧化球团）由还原竖炉顶部的双钟式装料器加入炉内，受到煤气加热及还原。从还原竖炉排除的预还原矿石金属化率平均为95%。再由螺旋给料机加入熔融气化炉内在下降过程中被熔化还原为铁水。矿石中脉石和溶剂形成炉渣。炉内生成的渣铁存放在炉缸内定期从炉缸渣、铁口放出。

与高炉法炼铁流程相比，熔融法炼铁有以下特点：

（1）燃料用煤而不用，可不建焦炉，减少污染。 

（2）可用与高炉一样的块状含铁原料或直接用作原料。如用矿粉作原料，可不建烧结厂或球团厂。

（3）全用氧气而不用，氧气消耗量大。

（4）可生产出与高炉铁水成分、温度基本相同的铁水，供转炉炼钢。

（5）除生产铁水外，还产生大量的高热值煤气。

 但熔融还原法在我国尚未得到很大发展，目前处于实验室试验和半工业试验阶段。

  

4、结论

 

据我国国情，我国天然气主要供应和民用，不可能大量用于。熔融还原法在中国目前尚是个新鲜事务，还处于试验阶段。由于我国储量相对丰富，20世纪90年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地已形成了一定的生产规模。多采用较为成熟的本土化C—C法（煤基隧道窑罐装法）还原工艺来生产直接还原铁。

  

参考文献：

炼铁新指标体系  

 

本文作者：黄亮   牛飞鸥