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1、高效低耗的新型直接还原工艺开发,东北大学 沈峰满 2014.11.06 苏州,报 告 内 容,1. 开发非高炉炼铁工艺的必要性 2. PSH工艺的开发 2.1 PSH工艺原理 2.2 PSH工艺特点 2.3 PSH工艺的试验例 2.4 PSH工艺的适用性 3. 结语-PSH工艺与单料层操作比较,作为高炉炼铁的辅助手段 作为制备高端产品的原料 不需要冶金焦煤以及炼焦、烧结等工艺、环境负荷小 因地制宜、机动灵活，流程短、投资较小、见效快 有利于处理量偏少的特殊矿、含铁废料等,非高炉炼铁工艺,非高炉炼铁工艺分类,熔融还原 直接还原,1.开发非高炉炼铁工艺的必要性, 隧道窑（效率低、生产能力小、能耗高
2、、污染大，但工艺成熟、 简单、还原铁粉，金属化率高） 链篦机回转窑（设备故障率高、对原料要求苛刻（球团强度， 煤种）、难以实现自动化、单机20万t/a，需两步法，技术成熟） 转底炉（能耗高、金属化率低、强度低，但反应速度快、适于 处理冶金废弃粉尘） 竖炉（规模大(250万t/a)、效率高、技术成熟，但对原料及还原 气体要求苛刻） 流化床（效率高（还原好），但气体利用率低、能耗偏高） PSH（高温高料层）工艺,关于直接还原工艺,3 PSH工艺简介,2. PSH工艺的开发,2.1 PSH工艺（Paired Straight Hearth）原理,氧化室：CO+1/2 O2CO2+Heat,还原室：C
3、+Ore+HeatDRI+ CO,CO2,CO,单料层操作 金属化率偏低 碳耗较高,CO/CO2=2.0,为了克服以往直接还原工艺存在的问题： 金属化率低 生产效率低 产品强度低,PSH炉的侧视图,俯视图 球团运动方向,俯视图 气体流动方向,PSH工艺示意图,辐射传热 COCO2，燃料利用率 加快球团收缩 加快反应速度，提高生产率,（1）高温,2.2 PSH工艺特点,PSH工艺,氧化性气氛,保护性气氛,防止DRI再氧化 煤气完全燃烧成CO2 提高生产效率 可以使用烟煤,（2）高料层,铁矿粉化学成分，mass%（ -200mesh ）,煤粉成分，mass%（ -60mesh ）,2.3 PSH工
4、艺试验例,球团尺寸：1622mm 球团层数：4-5层 料层总高度：75-80mm 炉内还原时间：45-55min C/O=1.2（全碳） 坩埚预热 取料后空气中自然冷却,试验参数,（1）料层的收缩与传热,（2）金属化率,45min：92.28% 50min：93.63% 55min：96.27%,图. 还原时间对DRI金属化率的影响,PSH工艺简介,传统方法：kg DRI/m2.h （产量） 科学方法：kg MFe/m2.h= kg DRI/m2.hMFe/DRI （产质量） （产量） （质量）,（3）生产效率,DRI,Green Ball,（4）DRI强度与密度,PSH工艺简介,操作特点：高
5、温（1500 ，C完全燃烧） 高料层（ 56层球团，下层还原可防止 上层DRI再氧化） 生产特点：高金属化率 高生产效率 高强度和密度 高能源利用率,PSH工艺特点汇总,普通矿石,爆裂矿石,特殊矿（高熔点）,特殊矿（低熔点）,2.4 PSH工艺的适用性,适用,适用,适用,不适用,3. 结语-PSH工艺与单料层操作比较,2014.11.06（苏州）,谢谢！,熔融还原,预还原,FeOx,CO/CO2,（1）预还原熔融还原,熔融还原CO/CO2预还原FeOx熔融还原,熔融还原工艺产能大,（2）直接还原熔化,C+Ore+HeatCO+DRI 还原室,CO2,CO,直接还原,C+O2 CO2+Heat,理想状态下，室温Fe2O31550铁水，转化率为100%,图1 熔融还原碳耗,图2 直接还原+熔化碳耗,M,直接还原工艺能耗低,
