HIsmelt熔融还原技术.ppt

1、HIsmelt熔融还原技术SmeltReductionTechnology-HIsmelt汇报人：贾利军Presentor:JiaLijun,汇报内容Content,1HIsmelt技术简介HIsmeltintroduction2HIsmelt工艺技术优势TechnicaladvantageofHIsmelt3生产情况介绍Plantoperationexperience4工艺流程的优化Optimizationofprocess5结论Conclusion,1.1引言Background,HIsmelt炼铁工艺是已实现工业化生产的熔融还原炼铁技术之一，属于当今冶金领域前沿技术，经过三十多年的研究开

2、发和生产实践，工艺技术逐渐成熟。Asoneofthecommercializedsmeltreductioniron-makingtechnology,HIsmelthasevolvedtoamaturesolutionafterthirtyyearsofresearchanddevelopment.HIsmelt炼铁工艺技术是利用非焦煤及铁矿粉采取喷射方式生产液态铁，是解决我国焦煤资源贫乏和环保问题的先进炼铁技术。HIsmeltusesnon-cokingcoalandironorefines,whichoffersasolutiontothecokingcoalscarcityandenv

3、ironmentalprobleminChina.HIsmelt炼铁工艺在澳大利亚奎那那工厂从2005年至2008年已有3年的生产实践。由于HIsmelt技术上的优势，吸引了全球钢铁行业的目光，受世界金融危机影响，HIsmelt奎那那示范厂2008年年底停产，且不再复产。HIsmeltKwinanaplantinAustraliahadrunfoursyearsfrom2005to2008anditsuccessfullydemonstratedtheadvantageofthistechnology.Itwasforcedtoshutdownduetoglobaleconomiccrisis

4、.国内某公司自2004年以来一直致力于新炼铁工艺、技术、装备的研究，在2012年决定利用部分HIsmelt奎那那工厂设备，并通过进一步优化工艺流程，建设新的HIsmelt熔融还原炼铁生产厂。AChinesecompany,whohasbeenfocusingontheresearchofinnovativeiron-makingtechnology,processandequipment,decidedtobuildaHIsmeltplantinChina.ThisplantusessomeoftheKwinanaequipment,butalsomakessomemodificationby

5、optimizingtheexistingprocess.,1.2HIsmelt工艺描述HIsmeltProcessDescription,煤气室,烟道,上部燃烧区,渣口,水冷板,喷泉及渣层,残铁口,热风喷枪,水冷板,天然气喷枪（或煤枪）,固体喷枪,带内衬前置炉,带内衬的前置炉通道,带内衬的炉底,铁水熔池,渣区冷却器,煤中碳素溶于铁水,矿石溶于渣中carboninthecoaldissolveinthebath,含铁原料被还原成液态铁水；Iron-bearingmaterialisreducedtoliquidiron脉石和灰份被从矿石和煤中分离形成炉渣；gangandashfromorean

6、dcoalformslag工艺反应产生的煤气与热风进行二次燃烧产生热能；processgascombustwithhotblasttoproduceenergy渣与铁水液体把能量带入熔池以维持反应。metalandslagdropletbringpartoftheenergybacktothebathtosustainthereaction,SRV熔融还原炉中发生的反应为：ReactionintheSRV:,1.3HIsmelt工艺流程HIsmeltprocessflow,Ironore,dolomite,dryer,Pre-reductionkiln,Cyclone,Baghouse,Dus

7、tinjection,Coalmill,Coal,lime,Granulatedslag,Coalmill,Oreinjection,coalinjection,limelinjection,Ironrecovery,Slaggranulation,Ladlecar,Steelmill,Pigcaster,Knockoutvessel,Convectivecooler,Wastegas,FGD,Cyclonede-dusting,Stoves,boiler,FGD,Suckfan,Oxygenplant,Electricalblower,scrubber,Hotgasgeneratorfort

8、hecoalmill,Generator,HIsmelt工艺技术优势AdvantagesofHIsmelt,投资成本低：与传统的炼铁技术相比，Lowercapitalcostcomparedwithtraditionalblastfurnacedueto:HIsmelt不需要焦炉和烧结厂或球团厂，因此建设成本降低；HIsmelteliminatescokeoven,sinterplantandpelletplantHIsmelt工艺中的许多设备和设施，如热风炉、喷煤系统、发电等都是高炉炼铁工艺常用的设施，因此工厂建设相对比较简单，HIsmeltsharesmanycommonequipment

9、usedinblastfurnace,suchashotblaststoves,generatoretc.HIsmelt技术所使用的原料比较灵活，因此无需大型原料混匀场，极大降低了HIsmelt工厂的占地面积。HIsmeltisflexibleinrawmaterialsselectionandnoblendingfacilityisneeded.,2HIsmelt工艺技术优势AdvantagesofHIsmelt,操作成本低：Loweroperationalcost直接使用矿粉和煤粉作为原燃料炼铁，不用焦炭、球团和烧结。HIsmeltusesironorefinesandcoaldirect

10、ly;nocoke,sinterorpelletwillbeneeded.,更大的原料灵活性Greatflexibilityinrawmaterial：HIsmelt技术可直接喷吹传统高炉烧结厂不宜使用的低品位铁矿粉。HIsmeltcanuselowgradeironorefineswhichotherwisecannotbeusedbytheblastfurnacesinterplant.,铁水质量稳定，磷含量很低，基本不含硅，因此可进行少渣炼钢，降低炼钢成本。Stablehotmetalquality,lowPcontent,almostnosilicon;solessslagisneed

11、edinthesteelmillandthusreducingsteelmillcost,Himselt工艺与高炉生产铁水成分对比HIsmeltHotMetalvs.BFHotMetal,铁水质量好Superiorhotmetalquality,降低环境影响，通过变革性的工艺创新，取消焦炉、烧结，HIsmelt极大的降低了SO2和NOx、基本遏制二恶英、焦油和酚的排放。Almostnoemissionofdioxins,phenolsortarsduetotherevolutionaryprocessandeliminationofcokingovenandsinteringprocess.,

12、更绿色环保的炼铁技术LessEnvironmentalImpact,3生产情况介绍ProductionExperience,3.1奎纳纳情况概览Kwinanasummary从2005年11月开始了为期3年的达产运行：2006年底实现50%，2007年实现80%，2008年实现85%threeyearramp-upperiodbeginninginNovember2005:50%by2006,80%by2007,85%by2008期间主要问题大多由外围设备引起，在这些问题得以解决后生产率逐步上升。Majorproblemscausedbyancillaryequipmentandproducti

13、onratecontinuedtoriseasbottlenecksremoved2008年12月，由于经济危机影响，生铁市场低迷，工厂因此关闭。Plantputundercareandmaintenanceandthenclosedduetosluggishmarketdemandcausedbyglobaleconomiccrisisfromendof2008,3.2HIsmelt的生产情况ProductionDataofHIsmelt,由上图中可知，2008年12月日产最大达到1834t。Dailyproductionreachesamaximumof1834tinDecemberof2

14、008.,3.2HIsmelt的煤耗CoalRateofHIsmelt,4工艺流程的优化ProcessModification,基于奎纳纳工厂的经验，山东省冶金设计院、力拓公司和业主决定对部分工艺流程和设备进行改进，以降低成本和浪费。BasedontheKwinanaexperience,SDM,RioTintoandtheenduserdecidedtomodifysomeoftheprocessandequipmenttoreducecostandwaste.,4.1新矿粉预热系统ModificationoftheIronOrePreheating,为降低工程投资，矿粉预热采用了技术可靠的

15、双回转窑工艺Adoublekilnsystemisusedwhichhelpreducecapitalcost,特点Advantage:改进后的工艺既能实现矿粉的加热、预还原的目的，且技术成熟、设备运行稳定、作业率高。Thekilnsystemiscapableofpreheatingandpre-reducingtheironore.Itisamature,stableandefficientsolution.同时，改进后的预热还原系统既可以采用煤粉也可以采用SRV煤气作为燃料，设计独立的煤粉供应系统，有助于提高HIsmelt工艺整体的作业率。Atthesametime,thissystem

16、canrunonbothcoalandSRVoffgas,whichhelpincreasetheutilizationrate.,4.2矿粉喷吹系统ModificationofIronOreInjectionSystem,考虑新的矿粉预热系统的收尘系统收集的粉尘中含有大量的含铁氧化物及少量未然碳粉，为提高资源的利用率，新的HIsmelt工艺设计中增加一套细粉喷吹系统，其主要作用：将工厂产生的含铁、含碳粉尘喷入SRV内，完成含铁废弃物的合理利用，提高铁水产量，同时喷入SRV内的含碳粉尘可以为铁矿石的融化还原提供热源和还原剂，有利于降低吨铁工序能耗。ThenewHIsmeltplantadded

17、adustinjectionsystemtorecovertheironbearingdustandcarbonbearingdust,whichwillhelpreducewasteandimproverawmaterialutilizationrate.,4.3铁、渣系统的改进Modificationoftheslagandmetalhandlingsystem,残铁回收：当SRV事故状态时，一次残铁量约300t铁水需从SRV炉内排出，因此新设计中通过增加残铁回收跨，残铁回收跨内设置有残铁受铁设施，设置有通向铸铁厂房的80t铁水罐电动平车，使SRV炉残铁能至铸铁机铸铁，有利于残铁的再利用。

18、Endtappedmetalrecovery:about300thotmetalwillbedischargedtothepitifthereisanemergency.Aendtapmetalrecoveryfacilityisdesignedand80tladlecarsareusedtotransfertheendtapmetaltothepigcaster.,熔渣处理及渣中铁的回收技术Slaghandlingandironrecovery,该流程能有效回收HIsmelt熔融还原技术生产熔渣中携带的铁，能提高HIsmelt工艺铁水收得率，降低HIsmelt工艺的工序成本。Thisproc

19、esshelpsrecovertheirontrappedintheslagduringslagtapping,thusreducingtheproductioncost.,图中：1熔渣沟；2渣罐；2渣罐；3专用起重机；4渣罐运输车；5渣罐倾翻装置；6熔渣沟；7熔渣处理设施；8铁水罐运输车；9铁水罐；,HIsmelt熔融还原工艺熔渣中铁的回收流程如下图Thefollowingistheprocessofrecoveringtheirontrappedintheslag:,4.4煤气余热回收系统Modificationofoffgaswasteheatrecoverysystem,去除煤气中携带

20、的较大颗粒烟尘，防止后续煤气管道积灰堵塞。Removethelargeparticlesinthedustandavoidblockingtheoffgaspipes,降低气体的含尘量，提高气体的对流换热系数。Reducedustcontentandincreaseheatexchangeefficiency,回收余热，产生蒸汽用于发电；Wasteheatisrecoveredtogenerateelectricity,当余热锅炉故障时，高温气体可以直接进入湿法洗涤系统，不影响SRV正常生产。Whentheboilsstops,hotoffgaswillgoestoscrubber.,4.5锅

21、炉及动力系统ModificationoftheBoilerandPowersystem,原鼓风发电机组利旧OldTABwillbere-used新增一台中温中压抽汽凝汽式汽轮发电机组。Addanewmediumpressureturbinegenerator增设一台电动鼓风机备用。Addabackupelectricalblower制氧驱动方式改为电动。Oxygenplantisdrivenbyelectricity燃气锅炉采用自然循环，在炉膛下部采用强化传热传质的SRV煤气锅炉炉内蓄热稳燃装置，保证了难以燃烧的SRV煤气的充分燃烧。Theboilerusesnaturalcirculatio

22、n.Thereisathermalstoragedeviceinthelowerchamberoftheboilerwhichhelpstabilizecombustion.,特点：各系统相互独立，互不影响。Characteristic:thefunctionofeachequipmentisnotsolelyreliantontheupstreamequipment,whichprovidesredundancy.,5总结Conclusion,Hlsmelt熔融还原炼铁技术是实现工业化生产的非高炉炼铁技术之一，其工艺可看作是冶金行业中各种成熟技术的新组合，和当前的耐火材料技术、喷吹技术、烟气余热回收和净化技术以及其他的冶金技术