4 炼铁新技术
4.1 超级烧结技术(Super-SINTER)
JFE 钢铁公司为了节能开发了燃料喷吹技术(超级烧结技术)。在烧结过程中,天然气从烧结机烧结床的上层吹入。该技术能够优化、保证烧结矿上层的温度。同时提高能量利用效率,降低CO2 排放。
4.2 SCOPE21 焦炉
2008 年,新日铁住金公司大分厂率先采用SCOPE21 技术的5 号焦炉投入使用,2009 年1 月操作率达到184.5%。通过对煤快速预热和对粉煤进行压块提高堆密度,不黏煤或弱黏煤的配比达到50%以上,生产的焦炭质量较高,焦炭强度与传统焦炉相比可提高2.5%。该焦炉已连续生产多年,其低品位煤的配比稳定在57%。新日铁住金公司名古屋厂No.5 焦炉是第二座SCOPE21 焦炉,于2013 年6 月竣工。
SCOPE21 炼焦技术是将当今世界炼焦行业的各种先进技术措施,如流化床煤干燥、快速加热煤预热、DAPS、型煤、高密度硅砖、低NOX 排放、干熄焦、密闭推焦、管道密闭装煤、焦炭焖炉改性等集成优化在一个炼焦系统上。
4.3 数字模拟技术
有限离散元法用来模拟炼铁过程中颗粒的行为。例如,用来模拟高炉顶部炉料的堆放行为,烧结过程中滚筒混合机中的造块过程,并获得了大量的有效信息。
4.4 革新炼铁工艺
4.4.1 革新炼铁工艺
对日本原始炼铁工艺进行分析以达到资源灵活运用和二氧化碳减排的目标。2006 年12 月,日本钢铁行业和大学组成高级研究团队开始开发“革新炼铁工艺项目”。该核心技术是氧化铁、碳素材料和金属铁组成的复合物炉料。项目的目标是提高高炉炉体效率,将热交换区的温度从1000℃降低到800℃,由此将炼铁能耗降低10%。
目前,该项目研究了混合铁矿的还原行为、工艺过程、高炉数字模拟的开发以及高温和负载软化试验,并获得了一些重要结果。通过这些研究,铁矿和碳化合物的可还原性得到提高,软熔带的渗透性也得到提高。目前,这个项目仍在进行中,希望能开发出节能新技术。
4.4.2 混合粘结铁矿石
此项技术是神户钢铁公司开发的新的铁矿石造块生产工艺,其基本原理是利用煤的软化及熔化性能,将低品位原料转化成有相当强度的块矿,目的是使各种质量的铁矿石得到有效利用,将其变成适合高炉使用的新原料,同时还达到有效减少CO2 排放的目的。此项目开发的总方针是使高炉难以使用的贫铁矿石获得足够强度及创立混合黏结物块矿装炉配料控制技术,以消除其对高炉可能造成的不利影响。节能目标是:每吨铁使用混合黏结铁矿30 kg,年节约原油72000 kL。
4.5 COURSE50 项目
4.5.1COURSE50 的设计理念
COURSE50 项目(环境和谐型低碳炼铁工艺)是由日本铁钢联盟(JIFS)会同六家钢铁企业及相关公司共同提出来的。COURSE50 的目的是通过技术创新减少炼铁过程中二氧化碳的排放。
环境和谐型低碳炼铁工艺包含两个部分内容。第一部分研究开发重点是可以利用氢气来还原铁矿石的新技术。第二部分是开发廉价的氢气利用技术(包括焦炉煤气的开发利用技术)。另外,二氧化碳的分离和捕集技术的开发也包含两部分内容:第一部分是二氧化碳在高炉煤气中的分离和捕集技术;第二部分是利用铁厂的余能对二氧化碳进行分离和捕集。
4.5.2 氢气还原的可行性
为了实现二氧化碳的减排,对正常鼓风口喷吹氢气进行检测,对鼓风口上部进行多种方式的喷吹,并进行对比。另外,还要认清焦炉煤气的重整(CO 35%,H2 60%)对高炉的影响。
5 结论
未来炼铁行业面临的挑战会越来越多,以下的问题将会变得越来越重要:
◆资源问题(铁矿石、煤和人力资源);
◆钢厂寿命的延长;
◆高效、灵活的运营;
◆环境问题。
(来源:世界金属导报)