4 煉鐵新技術
4.1 超級燒結技術(Super-SINTER)
JFE 鋼鐵公司為了節能開發了燃料噴吹技術(超級燒結技術)。在燒結過程中,天然氣從燒結機燒結床的上層吹入。該技術能夠優化、保證燒結礦上層的溫度。同時提高能量利用效率,降低CO2 排放。
4.2 SCOPE21 焦爐
2008 年,新日鐵住金公司大分廠率先采用SCOPE21 技術的5 號焦爐投入使用,2009 年1 月操作率達到184.5%。通過對煤快速預熱和對粉煤進行壓塊提高堆密度,不黏煤或弱黏煤的配比達到50%以上,生產的焦炭質量較高,焦炭強度與傳統焦爐相比可提高2.5%。該焦爐已連續生產多年,其低品位煤的配比穩定在57%。新日鐵住金公司名古屋廠No.5 焦爐是第二座SCOPE21 焦爐,于2013 年6 月竣工。
SCOPE21 煉焦技術是將當今世界煉焦行業的各種先進技術措施,如流化床煤干燥、快速加熱煤預熱、DAPS、型煤、高密度硅磚、低NOX 排放、干熄焦、密閉推焦、管道密閉裝煤、焦炭燜爐改性等集成優化在一個煉焦系統上。
4.3 數字模擬技術
有限離散元法用來模擬煉鐵過程中顆粒的行為。例如,用來模擬高爐頂部爐料的堆放行為,燒結過程中滾筒混合機中的造塊過程,并獲得了大量的有效信息。
4.4 革新煉鐵工藝
4.4.1 革新煉鐵工藝
對日本原始煉鐵工藝進行分析以達到資源靈活運用和二氧化碳減排的目標。2006 年12 月,日本鋼鐵行業和大學組成高級研究團隊開始開發“革新煉鐵工藝項目”。該核心技術是氧化鐵、碳素材料和金屬鐵組成的復合物爐料。項目的目標是提高高爐爐體效率,將熱交換區的溫度從1000℃降低到800℃,由此將煉鐵能耗降低10%。
目前,該項目研究了混合鐵礦的還原行為、工藝過程、高爐數字模擬的開發以及高溫和負載軟化試驗,并獲得了一些重要結果。通過這些研究,鐵礦和碳化合物的可還原性得到提高,軟熔帶的滲透性也得到提高。目前,這個項目仍在進行中,希望能開發出節能新技術。
4.4.2 混合粘結鐵礦石
此項技術是神戶鋼鐵公司開發的新的鐵礦石造塊生產工藝,其基本原理是利用煤的軟化及熔化性能,將低品位原料轉化成有相當強度的塊礦,目的是使各種質量的鐵礦石得到有效利用,將其變成適合高爐使用的新原料,同時還達到有效減少CO2 排放的目的。此項目開發的總方針是使高爐難以使用的貧鐵礦石獲得足夠強度及創立混合黏結物塊礦裝爐配料控制技術,以消除其對高爐可能造成的不利影響。節能目標是:每噸鐵使用混合黏結鐵礦30 kg,年節約原油72000 kL。
4.5 COURSE50 項目
4.5.1COURSE50 的設計理念
COURSE50 項目(環境和諧型低碳煉鐵工藝)是由日本鐵鋼聯盟(JIFS)會同六家鋼鐵企業及相關公司共同提出來的。COURSE50 的目的是通過技術創新減少煉鐵過程中二氧化碳的排放。
環境和諧型低碳煉鐵工藝包含兩個部分內容。第一部分研究開發重點是可以利用氫氣來還原鐵礦石的新技術。第二部分是開發廉價的氫氣利用技術(包括焦爐煤氣的開發利用技術)。另外,二氧化碳的分離和捕集技術的開發也包含兩部分內容:第一部分是二氧化碳在高爐煤氣中的分離和捕集技術;第二部分是利用鐵廠的余能對二氧化碳進行分離和捕集。
4.5.2 氫氣還原的可行性
為了實現二氧化碳的減排,對正常鼓風口噴吹氫氣進行檢測,對鼓風口上部進行多種方式的噴吹,并進行對比。另外,還要認清焦爐煤氣的重整(CO 35%,H2 60%)對高爐的影響。
5 結論
未來煉鐵行業面臨的挑戰會越來越多,以下的問題將會變得越來越重要:
◆資源問題(鐵礦石、煤和人力資源);
◆鋼廠壽命的延長;
◆高效、靈活的運營;
◆環境問題。
(來源:世界金屬導報)