直接還原鐵(DRI),又稱海綿鐵,是通過還原劑(煤或煤氣)在低于鐵礦熔化溫度下進行還原反應(yīng),去除鐵礦中的氧,得到高度金屬化的含鐵產(chǎn)品。由于其多孔結(jié)構(gòu)、有害元素含量低、鐵純度高,DRI成為冶煉優(yōu)質(zhì)鋼、特殊鋼的純凈鐵料,也是高端鑄造、鐵合金、粉末冶金等行業(yè)的重要原料。本文將詳細介紹直接還原鐵的種類、生產(chǎn)工藝及其在電爐鋼中的應(yīng)用。
直接還原鐵的生產(chǎn)工藝及特點
直接還原鐵是通過還原劑(如煤或煤氣)在高溫下還原鐵礦或氧化球團而制成。其特點是:
多孔結(jié)構(gòu):DRI產(chǎn)品具有高度多孔性,因此被稱為“海綿鐵”。
高純度:S、P、Cu、Zn等有害元素含量低,適合冶煉優(yōu)質(zhì)鋼。
環(huán)保性:相比傳統(tǒng)煉鐵工藝,DRI生產(chǎn)過程中碳排放更低,符合綠色環(huán)保趨勢。
直接還原鐵的種類及應(yīng)用領(lǐng)域
直接還原鐵主要分為冷DRI、熱壓塊(HBI)和熱DRI,不同種類的DRI在形態(tài)、密度、金屬化率等方面各有特點,適用于不同的工業(yè)領(lǐng)域。
表1:直接還原鐵的種類及特點
直接還原鐵的種類及特點 |
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產(chǎn)品種類 |
冷 DRI |
熱壓塊(HBI) |
熱 DRI
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產(chǎn)品形態(tài) |
圓柱或塊狀 |
球團或塊礦 |
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真密度 |
3.5g/cm3 |
5g/cm3 |
3.5g/cm3 |
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堆密度
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1.55~1.9g/cm3 |
2.5~3.0g/cm3 |
1.55~1.9g/cm3
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規(guī)格尺寸 |
ф4~40mm |
110x50x30mm |
ф4~40mm |
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金屬化率 |
92~95%
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C
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1~4% |
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P 0.005~0.09%
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0.005~0.09%
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S |
0.001~0.03%
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脈石 |
2.8~6.0% |
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電爐或轉(zhuǎn)爐 電爐或轉(zhuǎn)爐或高爐 加料方式 連續(xù)或間斷
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微量 |
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產(chǎn)品溫度 |
常溫 |
常溫 |
≥550℃電爐
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后續(xù)用戶 |
電爐或轉(zhuǎn)爐 |
電爐或轉(zhuǎn)爐或高爐
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電爐 |
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加料方式 |
連續(xù)或間斷
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說明 |
冷 DRI 適用于就近供應(yīng)電爐使用,也可在采取適當(dāng)保護措施后通過鐵路或公路運輸?shù)狡渌胤绞褂茫徊捎煤_\。 |
熱壓塊 DRI是一種優(yōu)選方式,尤其是作為長期的儲存和運輸?shù)闹饕绞健釅簤K DRI 通常給電爐使用,也可供高爐或轉(zhuǎn)爐用。 |
熱DRI直接以熱態(tài)的方式排出還原爐并送至電爐熔化,可以提高用戶的產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本。 |
冷DRI
特點:常溫儲存,適合就近供應(yīng)電爐使用。
運輸:可通過鐵路或公路運輸,但不海運。
熱壓塊(HBI)
特點:密度高,適合長期儲存和運輸,是電爐、轉(zhuǎn)爐和高爐的理想原料。
優(yōu)勢:減少運輸損耗,提高生產(chǎn)效率。
熱DRI
特點:以熱態(tài)直接進入電爐熔化,可提高產(chǎn)量并降低生產(chǎn)成本。
應(yīng)用:主要用于電爐煉鋼。
直接還原鐵與廢鋼的搭配使用
廢鋼作為電爐鋼原料,由于來源復(fù)雜,化學(xué)成分波動大,且非金屬材料和有色金屬比例增加,導(dǎo)致廢鋼質(zhì)量下降。通過將直接還原鐵與廢鋼搭配使用,可以:
改善鋼水成分:DRI的高純度和穩(wěn)定性有助于控制鋼水成分。
提升鋼材物理性能:DRI與廢鋼的結(jié)合可提高鋼材的強度、韌性和耐腐蝕性。
降低生產(chǎn)成本:減少對高質(zhì)量廢鋼的依賴,優(yōu)化原料成本。
全球直接還原鐵生產(chǎn)分布及中國市場現(xiàn)狀
全球直接還原鐵年產(chǎn)量約為8710萬噸,主要生產(chǎn)國包括印度、伊朗、墨西哥、俄羅斯等。其中:
熱壓塊(HBI):主要生產(chǎn)國為俄羅斯、委內(nèi)瑞拉、美國、馬來西亞等。
冷DRI:主要供應(yīng)商為伊朗、巴林等國的直接還原短流程電爐廠。
熱DRI:作為鋼鐵生產(chǎn)中間產(chǎn)品,直接熱裝進入電爐生產(chǎn)工序。
在中國,受限于原燃料條件,直接還原鐵主要用于粉末冶金領(lǐng)域,煉鋼用DRI的供應(yīng)量較少,尚未形成規(guī)?;a(chǎn)。但隨著環(huán)保政策的推進和鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級,DRI在中國市場的應(yīng)用前景廣闊。
直接還原鐵(DRI)作為一種高效、環(huán)保的煉鋼原料,正在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。洛陽凱正環(huán)保工藝設(shè)備有限公司致力于為客戶提供先進的環(huán)保工藝設(shè)備和技術(shù)支持,助力鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。未來,隨著DRI生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化和市場需求的增長,DRI將在高端鋼材生產(chǎn)中發(fā)揮更加重要的作用。