FINEX煉鐵工藝

FINEX 煉鐵工藝是採用多級流化床反應器代替COREX 的豎爐對鐵礦進行還原。在流化床反應器中,利用熔融氣化爐提供的熱還原氣體,對配合添加劑的鐵粉礦,採用適當的氣流速度,使爐料在流態化狀態下進行還原。因此不存在爐料的透氣性問題,可全部使用鐵粉礦為原料。

由於流化床比豎爐預還原相對複雜,操作控制有一定難度,投資也比較高,因此浦項公司選擇在COREX2000 基礎上增設多級流化床反應器和熱壓塊設備,預還原妒兼作儲料倉和加料倉,保留原有的熔融氣化爐。鐵礦粉加人流化床裝置經預熱及預還原成為金屬化率80%~85%的熱礦粉,在7507狀態下壓成塊,再通過豎妒裝料,進人熔融氣化爐,像COREX裝置那樣出鐵出渣。

FINEX 煉鐵工藝的開發是循序漸進的。1992 年12 月,浦項制鐵與西門子奧鋼聯公司簽訂了COREX-C2000工廠的建設契約。隨後兩家公司還簽訂了合作開發FINEX工藝的協定,項目開發的主要目標是發展流化床還原粉鐵礦原料的反應系統。1993-1996 年,雙方合作進行了實驗室規模的粉鐵礦還原實驗和冷態流化床動力學研究。緊接著,浦項建立了日產能15t 的熱模擬實驗設備,在一級流化床反應器內研究了在高溫、高壓、還原氣氛條件下粉鐵礦的還原和流化床反應工序的動力學條件。1998 年,浦項總部決定在現有COREX 工廠附近新建一套日產能150t 的流化床還原粉礦的半工業實驗裝置。1999~2002 年的多次實驗結果表明,流化床還原粉鐵礦系統可以滿足工業化生產的要求,其工藝技術具有可行性。此外,浦項還成功進行了將流化床還原得到的粉狀直接還原鐵熱壓成HBI(熱壓塊鐵)的工藝實驗。
FINEX工藝具有很強的競爭力和社會效益,其主要特點如下幾方面
(1)FINEX工藝使用的原料是直徑小於8mm的粉末狀鐵粉礦和一般煙煤。粉礦直接人爐既拓寬了鐵礦石的資源範圍,同時還節約了加工費用;完全使用非煉焦煤,而且對煤種和成分沒有嚴格限制,這是該項工藝的另一大優勢所在。
(2)新的FINEX工藝真正實現了無需使用昂貴的冶金焦炭和鐵礦石造塊而既能生產高質量鐵水又無環境污染的理想的冶煉工藝。在全世界不斷提高對環境關注度的今天,該工藝被評價為從地球溫室效應問題、環境污染等問題出發,能夠保護地球的劃時代的工藝。
(3)相對於日本的DIOS法、澳大利亞的HISMELT法、歐洲的CCF法、原蘇聯的IDKB法(ROMELT)等,FINEX是首先也是目前唯一成功用於商用的熔融還原煉鐵法。該項工藝有助於浦項提高在世界鋼鐵行業的競爭能力,為其在印度發展鋼鐵產業掃清了焦煤資源缺乏的障礙,還對浦項在印度投資鋼廠提供了強大的技術支持。
(4)結合中國目前淘汰鋼鐵落後產能的現狀,,新的FINEX工藝適時出現,有助於中國大型鋼鐵企業改進煉鐵生產工藝,淘汰落後的小高爐設備。隨著該項工藝的進一步成熟和完善,韓國將有可能向中國、俄羅斯等國家出口該工乙時探作技術和設備。
(5)FINEX工藝也存在一些不足。FINEX方案固定投資較高,其燃料及動力費用也高於高爐,若要降低FINEX的成本,必須進一步降低噸鐵的耗煤量。FINEX能夠處理的礦粉是有選擇性的,要求礦粉粒度為1~10mm,不能使用細粒級的(-200目)精礦粉。尚未解決將粉狀熱態直接還原鐵直接噴人熔融氣化還原爐的技術,粉狀直接還原鐵熱壓塊使運行成本增加,這種直接還原鐵熱壓塊金屬化率(金屬形式的鐵占全鐵的百分比)不夠高,含熔劑多,含鐵量達不到電妒原料標準。由於FINeX採用了流化床工藝,將會出現粉料的黏結問題,致使其作業率小於80%,從而影響操作的連續性和穩定性。另外其設備磨損也較為嚴重。這些都是FINEX工藝進一步發展和推廣所面臨的問題。

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