【正文】 直接用于直接還原的高品位塊礦和球團(tuán)，我國(guó)至今沒(méi)有直接還原豎爐工業(yè)化生產(chǎn)裝置。 煤制氣 — 豎爐法還原尾氣經(jīng)脫除水、 CO硫化物后循環(huán)利用，還原尾氣中的 CO2脫除后可用于制氣中煤的輸送及供其他工業(yè)使用，硫化物以單質(zhì)硫形態(tài)產(chǎn)品回收，因而可減少 CO硫化物的排放。 ，最大可達(dá) 180 萬(wàn)噸 /年座。 （ 6）我國(guó)熔融還原技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 我熔融還原（ COREX）在我國(guó)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn) ,寶鋼引進(jìn) COREX熔融還原技術(shù)，并順利投產(chǎn)、成功運(yùn)行，盡管仍未實(shí)現(xiàn)完全不用焦碳 17 生產(chǎn)，產(chǎn)能、能耗、作業(yè)率、鐵水成本等預(yù) 期目標(biāo)，但 為我國(guó)非高爐煉鐵的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，為我國(guó)熔融還原實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)開(kāi)創(chuàng)了新的局面。同時(shí)結(jié)合豎爐的創(chuàng)新，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了重大創(chuàng)新，增加了一次還原后再行磨選并二次還原的工藝、尾礦二次磁選制鐵中礦回用造球工藝以及尾礦沉淀壓濾等工藝，不僅有效提高了金屬資源的利用率，而且實(shí)現(xiàn)了良好的環(huán)保清潔生產(chǎn)效果。 公司現(xiàn)有員工75 人，其中大專(zhuān)以上人員 37 人，占公司總?cè)藬?shù)的 近一半 ；技術(shù)研究開(kāi)發(fā)人員 19 人，占公司總?cè)藬?shù)的 25%。 公司 總經(jīng)理 ， 金克和 ， 男， 47 歲，碩士，高級(jí)工程師，中共黨 19 員， XX 市東區(qū)政協(xié)委員， 1983 年 7 月畢業(yè)于重慶大學(xué)冶金工程專(zhuān)業(yè)，1989 年 7 月，在重慶大學(xué) 取得煉鐵專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位。推進(jìn)了流程再造、成本控制、庫(kù)存控制、完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等工作。 2021 年至今，當(dāng)選 XX 市東區(qū)政協(xié)委員 。 營(yíng) 銷(xiāo)部部長(zhǎng) ， 金克毅 男， 39歲，工程師 ， 負(fù)責(zé)公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)工作。使公司產(chǎn)品銷(xiāo)售量連續(xù)保持增長(zhǎng)。 公司將進(jìn)一步加強(qiáng)人力資源建設(shè)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上建立健全工作分析與崗位說(shuō)明書(shū)系統(tǒng)、薪酬管理系統(tǒng)和績(jī)效考核系統(tǒng)，明確公司的責(zé)任機(jī)制、分配機(jī)制和激勵(lì)機(jī)制；同時(shí)制定科學(xué)的招聘流程和用人條件， 21 招聘公司急需的研發(fā)及營(yíng)銷(xiāo)人才 。公司組建了技術(shù)部，負(fù)責(zé)研發(fā)項(xiàng)目的提出、 實(shí)施及管理。 公司將積極嘗試開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，以積累技術(shù)創(chuàng)新資源，擴(kuò)展公司的研發(fā)平臺(tái)，增強(qiáng)公司的開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力。公司通過(guò)多年的技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)實(shí)踐， 已取得了突破性的階段性技術(shù)成果， 公司 已將其中的核心技術(shù)向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng) 2 項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和 2 項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利，并獲得授權(quán)或受理。今后，公司將利用該中試生產(chǎn)線進(jìn)一步探索直接還原鐵的生產(chǎn)技術(shù)，檢驗(yàn)并不斷優(yōu)化有關(guān)工藝技術(shù)參數(shù)，為大型外燃管式豎爐直接還原生產(chǎn)線的最終定型做好基礎(chǔ)工作。目前園區(qū)已建面積達(dá) 1600 余畝，目前園區(qū)內(nèi)建成有一座 35KV 變電站， 110KV梁坪變電站正在建設(shè)中。為順利推進(jìn)本公司煤基豎爐直接還原鐵項(xiàng)目各項(xiàng)工作以及新技術(shù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究工作， 2021 年 1 月成立了公司技術(shù)中心（設(shè)有技術(shù)開(kāi)發(fā)部和中心理化實(shí)驗(yàn)室），配置相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員和設(shè)施設(shè)備，公司原有化驗(yàn)室和原建小型豎爐試驗(yàn)生產(chǎn)線整體移交給技術(shù)中心用于新技術(shù)、新工藝探索研究，中心所需各項(xiàng)經(jīng)費(fèi)由公司研發(fā)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)列支。 為還原爐提供熱量 1 臺(tái) 外燃管式豎爐 5 m*4 m * m 含碳球團(tuán)還原焙燒 1 座 球磨機(jī) 216。500*6000 除雜 5 臺(tái) 磁選機(jī) 216。有一支熟悉產(chǎn)品技術(shù)、具有營(yíng)銷(xiāo)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、綜合素質(zhì)高、開(kāi)拓能力強(qiáng)、具有敬業(yè)求實(shí)精神的營(yíng)銷(xiāo)人才隊(duì)伍。 為提高營(yíng)銷(xiāo)效率，本公司已組織籌建駐成都辦事處并將在項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi)正式開(kāi)辦經(jīng)營(yíng)， 同時(shí)，公司利用社 會(huì)資源鋪設(shè)公司的銷(xiāo)售體系，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)“雙贏”格局，建立了良好的銷(xiāo)售服務(wù)平臺(tái)。一般情況下靠爐壁處的溫度高，而爐中部則偏低，這正好與爐料的運(yùn)動(dòng)相矛盾。另外，也由于以上原因，球團(tuán)在干燥和預(yù)熱過(guò)程中沒(méi)有達(dá)到需要的強(qiáng)度，在其不斷的向下運(yùn)動(dòng)中，由于料柱壓力和磨損，會(huì)產(chǎn)生較多的粉末，直接導(dǎo)致了豎爐成品球團(tuán)礦質(zhì)量的下降?？梢?jiàn)，本發(fā)明的外燃管式直接還原豎爐在實(shí)現(xiàn)加熱與還原反應(yīng)相分離的基礎(chǔ)上，能夠?qū)ξ锪线M(jìn)行更為均勻、穩(wěn)定的加熱，因此還原效果較好。 系統(tǒng)化應(yīng)用創(chuàng)新 利用含鐵廢料作為生產(chǎn)原材料 傳統(tǒng)豎爐法直接還原技術(shù)對(duì)原料的適應(yīng)性差，一般只有在用磁鐵礦作原料時(shí)效果較好，若采用赤鐵礦或其他礦種作原料，往往在其升溫過(guò)程中，球團(tuán)的強(qiáng)度很難提高，要到 1200 ℃以上球團(tuán)的固結(jié)強(qiáng)度才能較迅速地上升，在此溫度以前，球團(tuán)在爐內(nèi)由于強(qiáng)度低和往下運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦和料柱的壓力，會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的粉末，在較高溫度下極易產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。 本項(xiàng)目為解決以上問(wèn)題，發(fā)明了一種防粘布料裝置，該裝置使用時(shí)，進(jìn)行反應(yīng)的物料從布料管的管腔進(jìn)入反應(yīng)容器內(nèi)，而防粘料則從布料管的外壁與反應(yīng)容器的內(nèi)壁之間所構(gòu)成的進(jìn)入通道進(jìn)入反應(yīng)容器，從而使防粘料緊貼反應(yīng)容器的內(nèi)壁下落，既保證防粘料與進(jìn)行還原反應(yīng)的物料不會(huì)相互干涉，并且又能夠通過(guò)進(jìn)入通道使防粘料形成一個(gè)類(lèi)似于管狀的保護(hù)簾，從而徹底的杜絕了物料與反應(yīng)容器內(nèi)壁粘接的問(wèn)題。 30 圖 新型環(huán)保豎爐圖 生產(chǎn)工藝創(chuàng)新 傳統(tǒng)豎爐法的生產(chǎn)工藝 傳統(tǒng)工藝流程圖為 : 圖 傳統(tǒng)豎爐法 工藝流程圖 31 工藝過(guò)程 該法的還原過(guò)程實(shí)質(zhì)是煤中的碳在高溫下氣化生成的CO 與鐵礦石中鐵氧化物發(fā)生多相高溫冶金物化反應(yīng)。豎爐燃燒室的加熱采用氣體或液體燃料。豎爐由 裝料漏斗、干燥段、預(yù)熱段、還原段、水箱冷卻段及螺旋排料機(jī)構(gòu)等組成。反應(yīng)室外部為燃燒室，爐墻長(zhǎng)邊方向每邊沿高度布置 15 個(gè)短焰燒嘴，窄邊方向每端沿高度布置 10 個(gè)長(zhǎng)焰燒嘴。此外，還有配料、加料、排料和溫度自動(dòng)控制儀表、熱工儀表等。還原段溫度一般控制在 1000～ 1050℃，對(duì)難還原礦可稍高一些，但應(yīng)考慮碳化硅磚的承受能力，注意碳化硅磚的保護(hù)。 本項(xiàng)目通過(guò)二次還原技術(shù)提高了還原鐵產(chǎn)品的質(zhì)量 采用傳統(tǒng)豎爐工藝生產(chǎn)的還原鐵粉，屬于質(zhì)量較低的還原鐵產(chǎn)品，其產(chǎn)品的品位、金屬化率和脈石含量取決于原礦粉的指標(biāo)，加上還原技術(shù) 不穩(wěn)定，一般情況下還原出的海綿鐵品位在 8689%、金屬化率在小于 92%、脈石含量在 514%，難以達(dá)到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼的要求，與國(guó)外還原鐵產(chǎn)品相比存在很大差距，因此國(guó)內(nèi)一些大型鋼鐵企業(yè)至今依然選擇從國(guó)外進(jìn)口質(zhì)量較好的直接還原鐵產(chǎn)品。 本項(xiàng)目通過(guò)尾礦二次磁選提高了資源利用率 本項(xiàng)目通過(guò)磨選產(chǎn)生的尾礦，通過(guò)二次磁選將其中的含鐵物質(zhì)分離后再利用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵礦資源的最大化利用，做到了真正的變廢為寶，與其他工藝相比，對(duì)資源的利用率大大提高。 本項(xiàng)目 爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要 圖如下 圖 1A A12335 5 54 4 4 46788 83333 37 圖 創(chuàng)新豎爐爐體剖面圖 圖 2圖 345 5 55 5 55 5 544 42 2 22 2 22 2 2182801802803803804 804805201 38 圖 新豎爐爐體俯視圖 本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新效果 還原反應(yīng)管的周邊均為燃燒室，具有對(duì)還原室內(nèi)更好的加熱效果 傳統(tǒng)豎爐內(nèi)加熱球團(tuán)的氣流來(lái)自?xún)蓚?cè)的燃燒室，因而爐內(nèi)加熱球團(tuán)的氣體溫度分布不均勻。 39 為了便于豎爐的建造，還原反應(yīng)管 2 由至少兩個(gè)管節(jié) 3 軸向?qū)佣?。該布料裝置 8 的作用在于，當(dāng)向還原反應(yīng)管 2 內(nèi)加入進(jìn)行還原反應(yīng)的物料時(shí)，同時(shí)向還原反應(yīng)管 2的內(nèi)壁上鋪設(shè)防粘料，進(jìn)行還原反應(yīng)的物料由于受到該防粘料的阻隔無(wú)法與還原反應(yīng)管 2 的內(nèi)壁接觸，從而杜絕了物料與還原反應(yīng)管 2 內(nèi)壁粘接的問(wèn)題。 使用時(shí)，進(jìn)行還原反應(yīng)的物料從布料管 801 的管腔進(jìn)入還原反應(yīng)管 2，而防粘料則從布料管 801 的外壁與還原反應(yīng)管 2 的內(nèi)壁之間所 40 構(gòu)成的進(jìn)入通道 804 進(jìn)入還原反應(yīng)管 2，既保證防粘料與進(jìn)行還原反應(yīng)的物料不會(huì)相互干涉，并且又能夠通過(guò)進(jìn)入通道 804 使防粘料形成一個(gè)管狀的保護(hù)簾，從而徹底的杜絕了物料與還原反應(yīng) 管 2 內(nèi)壁粘接的問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有豎爐法存在的突出問(wèn)題，本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化 的主要內(nèi)容包括： 對(duì)傳統(tǒng)豎爐法生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面優(yōu)化和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)利用煉鋼除塵污泥、煉鋼瓦斯泥、瓦斯灰等含鐵廢料，同時(shí)生產(chǎn)霧化鐵粉、還原鐵粉、還原用鐵粉、金屬化球團(tuán)、渣鋼渣鐵、鐵砂鐵粒等系列產(chǎn)品， 41 變廢為寶，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢料及尾礦的充分利用； 針對(duì)傳統(tǒng)豎爐易粘連、結(jié)瘤甚至常常出現(xiàn)生產(chǎn)被迫中斷并影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題，研發(fā)可防止物料與反應(yīng)容器內(nèi)壁粘接的防粘布料裝置，保障設(shè)備的正常運(yùn)行并提高熱能利用率和金屬還原率。從工藝角度出發(fā)，直接還原主要由還原流程和冷卻流程兩部分組成，見(jiàn)圖 31。同時(shí)結(jié)合豎爐的創(chuàng)新，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了重大創(chuàng)新，增加了一次還原后再行磨選并二次還原的工藝、尾礦二次磁選制鐵中礦回用造球工藝以及尾礦沉淀壓濾等工藝，不僅有效提高了金屬資源的利用率，而且實(shí)現(xiàn)了良 好的環(huán)保清潔生產(chǎn)效果。上述外燃管式直接還原豎爐及生產(chǎn)工藝可實(shí)現(xiàn)利用煉鋼除塵污泥、煉鋼瓦斯泥、瓦斯灰等含鐵廢料，同時(shí)生產(chǎn)霧化鐵粉、還原鐵粉、還原用鐵粉、金屬化球團(tuán)、渣鋼渣鐵、鐵砂鐵粒等系列產(chǎn)品，較傳統(tǒng)豎爐直接還原法節(jié)約能耗標(biāo)煤 400 kg/t。 項(xiàng)目?jī)?nèi)其他部分 還原氣的供應(yīng) 還原氣流程見(jiàn)圖 。為獲得滲碳過(guò)程的最優(yōu)控制，還原氣通過(guò)一個(gè)增濕罐，加入少量的水蒸汽，然后通過(guò)工藝氣加熱器（ PGH）加熱到 930℃ 。還原反應(yīng)的機(jī)理包括還原劑氣體在反應(yīng)界面的吸附催化、固相層內(nèi)離子和電子的擴(kuò)散、新 45 相核的形成及長(zhǎng)大等。 冷卻氣體流程 豎路下部的錐形段是豎爐直接還原的冷卻帶。滲碳反應(yīng)總體的高吸熱行為強(qiáng)化了直接還原鐵的冷卻過(guò)程。 本項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度 表 項(xiàng)目階段工作進(jìn)度表 階段時(shí)間 工作內(nèi)容 項(xiàng)目 單位 2021 年 2021 年 2021 年 2021 年 2021 年 產(chǎn)銷(xiāo)量 萬(wàn)噸 銷(xiāo)售收入 萬(wàn)元 毛利潤(rùn) 萬(wàn)元 凈利潤(rùn) 萬(wàn)元 50 可研報(bào)告編制 人員招聘培訓(xùn) 項(xiàng)目基礎(chǔ)施工 生產(chǎn)線裝備安裝 項(xiàng)目設(shè)備訂貨 設(shè)備安裝調(diào)試 試運(yùn)行 現(xiàn)有生產(chǎn)和加工條件 必要的生產(chǎn)場(chǎng)地、原輔材料堆場(chǎng)、固廢轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)及電力等配套設(shè)施； 作為主體生產(chǎn)設(shè)備的本公司自建的 外燃管式直接還原豎爐； 必要的供氣、供熱設(shè)備，包括環(huán)保型 煤氣發(fā)生爐、燃煤等； 生產(chǎn)設(shè)備，如： 圓盤(pán)造球機(jī)、球磨機(jī)、磁選機(jī)、球磨機(jī)、磁選機(jī) 等。 另外，項(xiàng)目需要繼續(xù)投入一定的研發(fā)費(fèi)用和生產(chǎn)流動(dòng)資金。例如，美國(guó)在 25 年內(nèi)，碳素鋼廢鋼的 Cu 含量增加了 20％， Ni 含量增加了 倍， Sn 含量增加了 2倍。使用 0 至 50%的用秘魯球團(tuán)礦生產(chǎn)的 DRI 時(shí)，鋼水收得率基本未受影響。統(tǒng)計(jì)表明，配加 12%～ 30%的 DRI，一般可使一爐鋼的冶煉時(shí)間縮短 3～5 min。 表 DRI 加入量對(duì)電爐電耗的影響 統(tǒng)計(jì)爐數(shù) 每爐 DRI加入量/t 裝料次數(shù) 冶煉電耗/ 23 20 3 502 179 30 3 495 13 40 2 480 59 50 2 495 表 的結(jié)果表明，每爐 DRI 用量從 20 t 增加到 50 t 時(shí)，冶煉 53 電耗不但沒(méi)有增加，反而有所下降。隨著 DRI 加入量的增加，對(duì)這些有害元素有明顯的稀釋作用（圖 ）。 2．轉(zhuǎn)爐煉鋼 中的應(yīng)用 氧氣轉(zhuǎn)爐雖以高爐鐵水為主要金屬料，但仍約需 10％的廢鋼作 54 為冷卻劑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)： ①用 DRI 冷卻時(shí)，鋼中硫含量為 ％；用廢鋼冷卻時(shí)，鋼中硫含量為 ％；②鐵水中銅含量為 ％，用DRI 冷卻時(shí)鋼中銅含量保持不變，但用廢鋼冷卻時(shí)，鋼中銅含量為％；③用 DRI 冷卻時(shí)，鋼中氮含量為 ％，用廢鋼冷卻，鋼中氮含量為 ％；④用 DRI 冷卻時(shí)的鋼中磷含量比只用廢鋼冷卻時(shí)低 ％；⑤由于鐵礦石含有少量的鉻、鎳、錫、砷，因此由鐵礦石生產(chǎn)的 DRI 在成分上占有優(yōu)勢(shì)，在德國(guó)的 HYL 廠 100t 工業(yè)轉(zhuǎn)爐上的 3 爐次試驗(yàn) 中，鉻含量為 ％、鎳含量為 ％、錫含量為 %。結(jié)果表明，鐵水的金屬化率提高 10％，增加鐵水 8％左右，降低