煤基直接还原炼铁法的能耗与环境负荷（表）据中国钢铁新闻网2007年2月13日报道：近年，世界粗钢产量随着亚洲的经济成长而持续增加。现代炼铁法的主流是高炉法，但高炉法为了提高其效率而必须大型化，并且需要环境负荷大的烧结设备和炼焦炉。作为替代高炉法的炼铁法，有MIDREX法所代表的气基还原铁冶炼法，但气基还原铁冶炼法需要大量的天然气，所以地区选定受到限制。在上述背景下，对于今后的炼铁法而言，如下的期待正在日益高涨：1)降低能耗与环境负荷；2)减少投资费用与运行成本；3)适应宽泛的原料与能源。为了回应这样的期待，神户制钢与Midrex技术公司共同开发了3种煤基直接还原炼铁法——FASTMET、FASTMELT和ITmk3。这些方法可以用世界各地富存的铁矿粉和煤炭生产高质量的铁源，例如DRI(直接还原铁)、铁水和粒铁。它们的能耗与环境负荷与当今普遍使用的大容量高炉法不相上下。煤基还原冶炼法1煤基还原铁冶炼法的定位作为煤基还原铁冶炼法的FASTMET、FASTMELT、ITmk3是使用世界上较为大量存在的粉矿石和煤炭的方法。2工艺流程铁矿石和作为还原剂的煤炭预先混合，并被成型为球团或压块状的团块化混合物。这种团块化混合物供给RHF(转底炉)，在RHF内被还原。团块化混合物在RHF的炉床上铺一层或两层予以加热。在FASTMET、FASTMELT法中，炉内加热到1250～1350℃，以直接还原铁的形式排至炉外，而在ITmk3法中则加热到1450℃，在炉内还原、熔融而以粒珠的形式排至炉外。对FASTMET法来讲，可以做成高温还原铁和经冷却做成低温还原铁，或者以HBI(热压团块铁)的形式来利用制品还原铁。FASTMELT法是将还原铁熔炼炉组合到FASTMET法中的方法，把RHF排出的高温的铁装入还原铁熔炼炉，边利用其显热边冶炼生产生铁。ITmk3法则在RHF内生产与炉渣分离的粒铁，与炉渣一起排出的粒铁，用磁选机等分选机选出粒铁。3煤基还原铁冶炼法首先对FASTMET法中RHF内部的反应行为加以说明，含有煤料的球团和压块的团块化混合物被炉内的辐射热急激加热，氧化铁被碳还原而成为金属铁。团块化混合物发生的CO在RHF内燃烧，被用作主要热源。还辅助性地供给燃料，燃料是大约相应于RHF内需要的总热量的15％～20％。可以使用液态天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、焦炉煤气(COG)、重油等种类广泛的燃料。另外，FASTMET法中由团块化混合物产生的CO可在RHF内基本完全燃烧，所以碳的利用率高，能够减少能耗和CO2发生量。RHF内的还原过程时间很短，仅仅6～12min，设备的起动与停止、产量的调整都可比较简单地进行。FASTMELT法则是把由RHF生产的还原铁照原样装入熔炼炉的方法。与熔融还原炼铁法不同，它是将固体还原进行到最大限度的还原铁装入熔炼炉，可把熔融下的工程负荷控制到最小限度。在ITmk3法中，团块化混合物在RHF内被加热到1450℃。与FASTMET一样，被还原的团块在RHF内进一步熔融与内聚，渣与铁分离。在将球团装入炉内3min后，球团处于还原过程，在中心部还残留有未还原部分；到5min后，一部分开始熔融；到6min后，大部分熔融；9min后，熔融了的铁完全从渣中分离。原料和制品表1和表2列出了确认可以用于FASTMET、FASTMELT、ITmk3中的矿石与煤炭的品质。表1FASTMET法和FASTMELT法可以使用的矿石与煤炭的品质————————————————矿石TFe＞60％————————————————煤炭挥发分＜42％固定碳＞50％灰分＜16％————————————————表2ITmk3法可以使用的矿石和煤炭—————————————————矿石TFe＞65％—————————————————煤炭挥发分＜30％固定碳＞55％灰分＜15％—————————————————确认了种类如此宽泛的矿石和煤炭都可以使用。这些煤基还原铁冶炼法有以下特征：1)可以把普通煤作为还原剂使用；2)不需要烧结和球团设备，可以直接使用粉矿；3)可以把炼铁粉尘和炼钢粉尘作为原料，并把焦炭粉等作为还原剂使用。表3和表4列出了FASTMELT生铁和ITmk3粒铁的品质。ITmk3生产的粒铁几乎不含渣分而含有适当的碳，所以作为铁源具有足够高的品质。表3FASTMELT法冶炼的铁水有代表性的品质％——————————————————FeCSiS96.04.00.1～0....
