用于低碳排放钢铁生产的直接还原铁技术研究.docx

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。