唐恩，李森蓉，李建濤，周強(qiáng)，汪朋，陳泉鋒，付邦豪
武漢科思瑞迪科技有限公司
2018年全球直接還原鐵(DRI)的產(chǎn)量接近有9800萬噸(圖1)，主要集中在印度、伊朗、俄羅斯、墨西哥等國家(圖2)，占比達(dá)到80%左右，近兩年產(chǎn)量有加速增加的趨勢(shì)，突破一億噸的產(chǎn)量指日可待。這其中熱壓塊HBI的生產(chǎn)商主要是俄羅斯，委內(nèi)瑞拉，美國，馬來西亞，利比亞和伊朗，冷態(tài)DRI的供應(yīng)商非常少，基本上只有直接還原短流程電爐廠的富余產(chǎn)量，例如在伊朗，還有一些來自巴林。另外，紐柯的特立尼達(dá)工廠生產(chǎn)的大量冷DRI運(yùn)送到其美國的其他鋼鐵廠。印度生產(chǎn)的海綿鐵主要用于國內(nèi)消費(fèi)，僅有少量出口到周邊市場(chǎng)。
隨著全球還原鐵產(chǎn)量的大量增長，越來越多的中國鋼鐵企業(yè)對(duì)其有所認(rèn)識(shí)和了解，僅2019年上半年不完全統(tǒng)計(jì)，已從海外進(jìn)口30萬噸以上的還原鐵進(jìn)行鋼鐵生產(chǎn)，隨著鋼鐵企業(yè)對(duì)還原鐵認(rèn)知度的不斷增加及良好的用戶體驗(yàn)，適應(yīng)我國能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的COSRED直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)勢(shì)必會(huì)受到鋼鐵企業(yè)的青睞，未來COSRED基于技術(shù)的靈活性處理不同原料生產(chǎn)的各種還原鐵產(chǎn)品勢(shì)必為客戶創(chuàng)造價(jià)值(圖3)。
1 鐵精粉生產(chǎn)直接還原鐵
中國作為全球鋼鐵產(chǎn)量第一大國，未來在還原鐵的使用上以普通煉鋼還原鐵為主，隨著選礦技術(shù)的進(jìn)步，使得高品質(zhì)的鐵精粉市場(chǎng)大量供應(yīng)成為現(xiàn)實(shí)，為直接還原鐵的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。
表1-1 原料條件
|
種類 |
TFe |
還原劑 |
|
普通鐵精粉 |
68% |
無煙煤 |
|
超細(xì)鐵精粉 |
71% |
無煙煤 |
|
種類 |
TFe |
FeO |
MD |
C |
S |
P |
|
普通鐵精粉 |
91.47 |
6.78 |
94.2 |
0.88 |
0.062 |
0.011 |
|
超細(xì)鐵精粉 |
94.88 |
6.60 |
94.5 |
0.72 |
0.037 |
0.026 |
*MD=MFe/TFe，即金屬化率
表1-3 生產(chǎn)成本
|
名稱 |
單位 |
單耗 |
不含稅單價(jià)，元 |
成本，元 |
|
鐵精粉，68% |
噸 |
1.35 |
576.2 |
777.00 |
|
還原煤 |
噸 |
0.27 |
980 |
264.60 |
|
粘接劑 |
噸 |
0.02 |
4273.50 |
86.54 |
|
方解石 |
噸 |
0.06 |
100 |
6.75 |
|
備品備件 |
|
|
|
40.00 |
|
噸袋 |
|
|
|
20.00 |
|
煤制氣 |
Nm3 |
800 |
0.3 |
240 |
|
電 |
kwh |
85.0 |
0.77 |
65.38 |
|
人工 |
|
|
|
50.00 |
|
折舊 |
|
|
|
35.00 |
|
小計(jì) |
|
|
|
1595.67 |
目前，國內(nèi)鐵水的生產(chǎn)成本在2100~2300元/噸，優(yōu)質(zhì)廢鋼的價(jià)格也在2500元以上，而自產(chǎn)還原鐵價(jià)格僅在1600元左右，成本優(yōu)勢(shì)明顯，加大還原鐵的使用量有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
此外，高品質(zhì)的還原鐵熔分后雜質(zhì)元素少，全鐵含量高達(dá)99.9%以上，是很好的純鐵及其他優(yōu)質(zhì)高端含鐵產(chǎn)品的原料(見下表)。
表1-4 熔分后的鐵水質(zhì)量(wt%)
|
項(xiàng)目 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Al |
|
過往實(shí)績(jī) |
0.008 |
0.006 |
0.005 |
0.005 |
0.005 |
0.008 |
2 普通釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)直接還原鐵
普通釩鈦赤鐵礦由于含鈦高，導(dǎo)致高爐冶煉透氣性差，能耗高，不適宜與高爐流程大比例使用，而COSRED技術(shù)有很好的適應(yīng)性，還原產(chǎn)品高，并能使用高硫煤。
表2-1 原料條件(wt%)
|
項(xiàng)目 |
TFe |
FeO |
Fe2O3 |
CaO |
SiO2 |
MgO |
Al2O3 |
TiO2 |
V2O5 |
|
數(shù)量 |
63.25 |
21.48 |
65.56 |
0.154 |
<0.1 |
1.45 |
3.41 |
5.20 |
0.585 |
|
項(xiàng)目 |
MnO |
Na2O |
K2O |
P |
S |
Ig |
|
|
|
|
數(shù)量 |
0.161 |
<0.02 |
<0.02 |
0.005 |
<0.01 |
-2.09 |
|
|
|
表2-2 還原劑成分(wt%)
|
固定C |
S |
揮發(fā)分 |
水 |
灰分 |
高溫軟化點(diǎn) |
|
60.09 |
0.758 |
23.22 |
9.53 |
16.34 |
＞1250℃ |
表2-3 還原后產(chǎn)品質(zhì)量(wt%)
|
TFe |
MFe |
MD |
C |
P |
S |
HCl+ |
|
80.40 |
75.28 |
93.63 |
0.73 |
0.018 |
0.009 |
11.82 |
|
83.00 |
80.46 |
96.94 |
0.39 |
|
0.007 |
|
|
82.76 |
76.49 |
93.42 |
0.50 |
|
0.012 |
11.82 |
對(duì)還原后的球團(tuán)進(jìn)行了壓塊后，加入中頻爐中熔分，具體過程及鐵水成分如下：
表2-4 熔分后鐵水成分(wt%)
|
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Mo |
Al |
|
0.0055 |
<0.001 |
0.0042 |
0.0048 |
0.0048 |
0.0059 |
0.1193 |
0.0027 |
<0.001 |
|
Cu |
Fe |
Ti |
Nb |
V |
W |
Pb |
Mg |
B |
|
0.0011 |
99.8065 |
0.0010 |
0.0021 |
0.0028 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
|
As |
Ce |
Co |
La |
N |
Sb |
Sn |
Zn |
Zr |
|
0.0016 |
<0.001 |
0.0244 |
<0.001 |
0.0037 |
0.0019 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
可見，鐵水中含鐵高，其余有害雜質(zhì)元素少，是很好的煉鋼原料。
3 高釩磁鐵礦精粉提釩冶煉
……
