用于低碳排放钢铁生产的直接还原铁技术研究.docx

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1、用于低碳排放钢铁生产的直接还原铁技术研究近日，直接还原铁（DRI）的话题引起了很大关注，特别是在减少钢铁生产中二氧化碳排放的目标方面。DRI是指在不熔化的情况下将氧化铁还原为金属铁。未还原的矿石化合物依然不是理想的氧化物。氧化铁原料（Fe203）以相同的形式进料和排出（球团进料，球团排出，块矿进料，块矿排出）。热压块铁（HBI）是将DR1进行热压块（1,200T,650）,从而形成高密度枕型压块，主要是为了便于安全运输和处理，用于商业DRI生产Q在中东和北非等废钢缺乏地区，DRI/HBI主要用作电弧炉（EAF）炼钢的初级金属原料，而在北美和欧洲等废钢丰富地区，则作为补充原料。另外，HBI还可以

2、选择性地用于高炉和转炉生产。1矿石基金属物料DRI/HBI是电弧炉中使用的矿石基金属物料（OBMS）的一种形式。另一种常用的OBM是商业生铁，在高炉中生产的铁水，温度超过1,370oCo生铁是铁水凝固而成。相对于废钢和生铁而言，DRI/HBI在全铁、金属化、金属铁和脉石水平方面处于不利地位；但DRI/HBI在减少二氧化碳排放方面具有更大的潜力。2竖炉DR1工艺重点是气基竖炉DRI/HBI工艺。典型工艺流程如下：2.1 热还原气体的产生天然气重整（Midrex工艺的催化重整；Hy1III的蒸汽重整）。原位重整（EnergironHy1ZR工艺）。气化煤、焦炉煤气。2.2 铁矿石装料球团矿和块矿的

3、筛分和包覆（石灰石、白云石、铝土矿或水泥）。2.3 竖炉的还原煤气在约1,000。C引入，有时候混入氧气。2.4 处理DR1产品冷DRI、热DR1或HBI。自2023年以来，铁矿石（球团）成本大幅上升，铁矿石（球团）成本一直占据了成本的主导地位。在此之前，天然气成本是决定DRI工厂选址的关键因素。不过，当天然气价格上涨到710美元/MMBTU时，DRI生产的吸引力就大不如前了。3DRI和低二氧化碳钢生产目前，业界对DRI/EAF炼钢工艺非常关注，主要与在全球范围内减少钢铁生产的二氧化碳排放有关。下面很好地说明了不同工艺路线对二氧化碳排放的影响当电力来源于可再生能源时，DRI/EAF工艺路线可以

4、实现二氧化碳减排60%oHYBRIT工艺路线（氢基DRI/EAF）提供了无碳钢生产的可能性。在北欧国家的HYBRIT（氢突破性炼铁技术）项目包括以下关键要素：（1）瑞典1KAB公司用无化石燃料生产球团矿。（2）用电解法从水中制氢。（3）用H2通过竖炉直接还原球团矿。（4）在电弧炉中熔炼DR1和废钢。显然，上述方法依赖于大量消耗无化石燃料的电力（在瑞典可以通过水力发电获得）以及通过电解方式经济地大量制氢技术的成功。SSAB计划在20252030年将其在瑞典和芬兰的高炉/转炉长流程钢铁厂逐步转换为HYBRITDRI/EAF生产，直到试验项目完成。另一个逐步减少二氧化碳排放的方法就是将HBI装入高炉。沃埃施特已将其美国德克萨斯州工厂的HB1运往奥地利本土的高炉，吨铁使用IOOkgHBI,可降低焦比25kgt铁，还可减少高炉/转炉的二氧化碳排放约90%-93%o为了实现二氧化碳低排放的目标，其他欧洲钢铁企业也计划开启DRI生产：SA1COS是萨尔茨吉特钢铁公司逐步取代高炉/转炉的DRI/EAF钢铁生产方式；安赛乐米塔尔正在建立一个制氢中试工厂，以在其现有的汉堡DRI/EAF钢厂进行无碳DR1的DR生产试验。