陶江善，洪益成，儲(chǔ)滿生，黎明，錢良豐

　　中廢協(xié)直接還原鐵工作委員會(huì)

　　2017年9月13日至9月18日，直接還原鐵工作委員會(huì)帶隊(duì)對(duì)美國(guó)MIDREX公司總部進(jìn)行了技術(shù)交流和考察。MIDREX公司是美國(guó)唯一一家海綿鐵制造設(shè)備和技術(shù)供應(yīng)商，它坐落在北卡羅來(lái)納州夏洛特市，現(xiàn)有員工230人。

　　1 MIDREX公司在全球還原鐵市場(chǎng)中的地位

　　MIDREX公司建于1974年，總部在美國(guó)，中國(guó)上海、印度、英國(guó)及俄羅斯都設(shè)有辦事處，澳大利亞、委內(nèi)瑞拉及日本都有代表處。MIDREX公司在上世紀(jì)八十年末被日本神戶制鋼全資收購(gòu)。公司研發(fā)中心投入巨資建成了全球直接還原鐵研發(fā)最大最全的實(shí)驗(yàn)基地，神戶制鋼公司許多研發(fā)任務(wù)也放在這里進(jìn)行。

　　Midrex公司是一個(gè)銷售工藝技術(shù)的公司，不是一個(gè)工程公司。公司業(yè)務(wù)從工程設(shè)計(jì)、設(shè)備供貨、現(xiàn)場(chǎng)咨詢和調(diào)試、礦樣實(shí)驗(yàn)、技術(shù)研發(fā)一直到到交鑰匙工程都能承擔(dān)。項(xiàng)目投標(biāo)成功后，公司提供工藝技術(shù)，工程項(xiàng)目由長(zhǎng)期合作伙伴承擔(dān)，這是公司的經(jīng)營(yíng)模式。

　　MIDREX公司是世界還原鐵制造技術(shù)的引領(lǐng)者。據(jù)2016年世界鋼鐵生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，全球65%的直接還原鐵是由MIDREX工藝生產(chǎn)的，就豎爐工藝而言，全球79%的產(chǎn)品出自MIDREX，見(jiàn)圖1。
 

　　2 MIDREX工藝技術(shù)

　　使用MIDREX豎爐的MIDREX工藝將球團(tuán)礦或塊礦中的氧化鐵轉(zhuǎn)化為高度金屬化的直接還原鐵，可以以熱態(tài)或冷態(tài)形式產(chǎn)出，產(chǎn)品質(zhì)量均勻。MIDREX?豎爐可以在不中斷產(chǎn)品產(chǎn)出的情況下同時(shí)生產(chǎn)冷還原鐵、熱還原鐵或熱壓鐵塊的產(chǎn)品組合。

　　大多數(shù)天然鐵礦石都是以Fe2O3的形式存在，其中含有30%重量的氧。在MIDREX?工藝中，采用一種由氫氣（H2）和一氧化碳（CO）構(gòu)成的高溫還原氣體將鐵礦石中化學(xué)結(jié)合氧去除，從而生產(chǎn)出金屬鐵（Fe）。氧化鐵的直接還原是在MIDREX?豎爐內(nèi)發(fā)生的，豎爐是一種襯有耐火材料的圓柱容器。氧化鐵從頂部加入，直接還原鐵從底部排出，從而使其流量均勻一致，保證還原均勻。

　　2.1 MIDREX豎爐工藝的適應(yīng)性

　　MIDREX豎爐的工藝適應(yīng)性強(qiáng)，目前不僅可以有使用天然氣的MIDREX?NG工廠，也有使用煤制氣、焦?fàn)t煤氣的MXCol工廠，并且可以與COREX工廠成立聯(lián)合工廠，利用COREX尾氣生產(chǎn)直接還原鐵。MIDREX?豎爐工藝的適應(yīng)性示意圖見(jiàn)圖2。

　　MXCOL技術(shù)為使用低成本的煤炭（如次煙煤，褐煤等）來(lái)生產(chǎn)還原氣體用于直接還原，煤的灰分適應(yīng)范圍高至45%。首先實(shí)施的合成氣用于生產(chǎn)DRI的工藝是COREX輸出煤氣，使用COREX 輸出煤氣的一座MIDREX的設(shè)備自1999年起一直良好運(yùn)行至今，見(jiàn)圖4。

　　中國(guó)天然氣資源不足，但煤炭資源豐富，煤氣化被廣泛推薦為一項(xiàng)清潔應(yīng)用煤炭的技術(shù)，已在化工行業(yè)長(zhǎng)期使用，用其生產(chǎn)還原氣在資源儲(chǔ)備，經(jīng)濟(jì)效益，技術(shù)可靠性方面都無(wú)任何問(wèn)題。適合中國(guó)的煤制氣還原工藝見(jiàn)圖5、圖6。

　　2.2 MIDREX豎爐原料質(zhì)量要求

　　米德雷克思直接還原工藝自身對(duì)鐵礦石品種有很廣的適應(yīng)性，目前已在米德雷克思的商業(yè)化工廠中應(yīng)用超過(guò)50種不同的鐵礦品種。MIDREX實(shí)驗(yàn)研發(fā)中心的倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)藏有近十年來(lái)自世界各地的礦樣及它們制作的球團(tuán)樣品，管理上他們充分利用儲(chǔ)藏空間，貨架一直升到屋頂，儲(chǔ)藏量很大，太高的地方有升降機(jī)幫助，倉(cāng)庫(kù)所有物品都按標(biāo)準(zhǔn)分類擺放。

　　表1是推薦的鐵礦原料質(zhì)量要求，并不是所有項(xiàng)都必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。鐵礦原料化學(xué)組分的要求是下游煉鋼工序的要求，米德雷克思煤制氣直接還原工藝并不存生對(duì)鐵礦硫、磷含量的限制要求。因原料中的所有雜質(zhì)和脈石都存留在還原產(chǎn)品中，因此所用原料品位應(yīng)盡可能提高。

　　 表1 米德雷克思煤制氣直接還原豎爐原料質(zhì)量要求

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