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五、工艺比较

    世界直接还原工艺根据使用还原剂的不同,可分为两大类:使用气体还原剂的气基直接还原法和使用固体还原剂的煤基直接还原法.
     气基直接还原法,主要分布在中东、南美等天然气资源丰富的地区,这些地区以电炉短流程为主的钢铁工业也得到迅猛发展。代表工艺为Midrex竖炉法、 HYL,反应罐法和流态化法。2007年产量为5207万吨,占据了海绵铁生产的大部分生产能力(约为77.46%)。煤基直接还原法,主要分布在南非、印度、东亚、南亚、新西兰等地,天然气资源有限,但有优质的铁矿资源和丰富的煤炭资源。代表工艺有SL-RN法和Krupp法。
     我国从能源储量和合理利用考虑,还不能为冶金工业生产提供足够的天然气,即使有气可用,成本也太高,生产一吨直接还原铁(海绵铁),若用天然气要400~500m3,天然气部分的成本就占600~750元;若用煤气,要1600m3,煤气成本1600元。因此气基直接还原法无法考虑。目前在国内使用的工艺有隧道窑工艺、回转窑工艺和倒焰窑工艺三种,均为煤基还原法。
     倒焰窑在我国发展较早,其特点有:投资少、上马快、成本低、规模灵活、操作简单、对原料要求低,但其产品质量差且不稳定,生产效率低、能耗高、劳动强度大、操作环境差、环境污染严重、装备水平落后、全人工操作,无机械化可言,但因其投资少还有一些小型企业在使用。但国家不提倡使用,属于淘汰取缔的工艺。
     隧道窑工艺具有工艺成熟可靠、投资少、见效快、成本低、产品品位高且稳定、操作简单、设备运行稳定、能耗低、对原料的要求不苛刻、规模灵活、填充系数高 (一般在30%以上)等优点。但也存在着劳动强度大、机械化程度较低的缺点,在国内有十几家直接还原铁(海绵铁)厂在使用。在国内属成熟可靠使用最多的工艺.
     回转窑工艺的特点:机械化程度较高、劳动强度较低,但也存在着产品成本高、投资大、易于发生结圈故障、产品质量不高、产品分化率高,对原料及还原剂要求苛刻、生产效率较低、热效率低、填充系数低(一般在10%~20%)等缺点。在国内有几家使用过,但均不太成功。
     另在国内也有一些科研单位进行过其它工艺的试验与研究,但均未取得有效进展.
     针对各种工艺的优缺点,结合我国的实际国情,2001年睿智飞腾设计院研制开发了一种适合我国国情的新工艺:AMR—CBI工艺即A—C工艺,该工艺吸取了众工艺之长,避其之短,它是从这几种工艺以及国外一些先进煤基直接还原工艺的基础上提炼发展而来的精品工艺,这种工艺规模灵活,单台还原炉产量从0.5万吨/ 年~15万吨/年,炉长从48米~340米不等。

     2009年睿智飞腾设计院经过近一年的艰苦奋斗,经过14个专业近60人的努力,成功地研发了又一新工艺,即XYK工艺,该工艺是至今为止世界上最成功、最可靠的、吨铁投资最小、吨铁成本最低、能耗最低、占地面积最小、运行最稳定的工艺,它标志着世界直接还原铁行业的又一场新的革命的开始。该工艺已将整套技术申请了专利保护。

 
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