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    米德蘭(MIDREX)直接還原煉鐵法

    作者:1發(fā)布時(shí)間:2010-02-20
           米德蘭技術(shù)是一種重要的氣基直接還原煉鐵方法。該法是美國表面燃燒公司的研究成果。從1936年開(kāi)始研究,經(jīng)長(cháng)期試驗,直至1966年天然氣制取還原氣和氣一固相逆流熱交換還原豎爐兩項關(guān)鍵技術(shù)的成功,才使該技術(shù)趨于成熟。1966年在俄勒岡鋼廠(chǎng)建立了直徑450mm,日產(chǎn)1.5噸的試驗裝置。試驗成功后,于1969年在該廠(chǎng)建立起兩套直徑3.7m的生產(chǎn)裝置,每套年產(chǎn)量為15萬(wàn)噸。1971年。公司為聯(lián)邦德國科夫公司建立起年產(chǎn)40萬(wàn)噸的直接還原鐵生產(chǎn)廠(chǎng)。從此,米德蘭法豎爐在世界上迅速發(fā)展,已成為技術(shù)較成熟,生產(chǎn)量最大的直接還原煉鐵法。截至1992年底統計,世界上已建成和在建的米德蘭生產(chǎn)裝置年產(chǎn)能力已達2115萬(wàn)噸。

        
    MIDREX工藝流程圖
     
           米德蘭法的基本原理是氣、固相逆流熱交換和還原反應。鐵礦石在米德蘭豎爐下降的過(guò)程中,被熱還原氣加熱和還原。豎爐直接還原流程由豎爐、還原氣重整爐(亦稱(chēng)制氣爐)、爐頂氣及冷卻氣凈化、煙氣廢熱回收等部分組成。

    米德蘭法的主要設備系統包括:(1)豎爐:以年產(chǎn)40萬(wàn)噸標準型豎爐為例,豎爐總高45.19m,最大外徑7.188m,還原區直徑4.8m,還原區高度9m,總容積為341m3,上部圓柱體部分262m3,下部圓錐體部分79m3,還原氣入口38個(gè),向下斜吹。圓柱體部分用高鋁磚砌筑,圓錐部分無(wú)爐襯。(2)還原氣重整爐:與年產(chǎn)40萬(wàn)噸直接還原豎爐配套的重整爐長(cháng)3.9m,寬為10m,爐墻耐火材料厚300mm,隔熱層厚為80mm,爐頂厚230mm,爐子外面可以是鋼殼,也可以是耐火磚墻。(3)冷卻氣洗滌塔:采用復合型除塵凈化裝置。洗滌系統由文丘里管,填料洗滌塔和錐心除霧器3部分合成。(4)爐頂氣洗滌塔:其特性和結構與冷卻氣洗滌塔相同。爐頂氣和冷卻氣洗滌塔除塵量約為產(chǎn)品產(chǎn)量的2%。洗滌水經(jīng)閉路或開(kāi)路循環(huán)水系統處理。

    自1970年以來(lái),已在21個(gè)國家內建設或在建64套米德蘭機組,總生產(chǎn)能力為4600萬(wàn)噸/年。2004年至2007年已簽約1500萬(wàn)噸。至今,這些生產(chǎn)線(xiàn)已生產(chǎn)了5億噸直接還原鐵,其商品價(jià)值可超過(guò)1000億美元。

    目前,米德蘭公司為適應鋼鐵工業(yè)發(fā)展,正在以下幾個(gè)方面開(kāi)展研發(fā)工作:(1)利用礦粉、低品位礦和副產(chǎn)品。(2)降低固定資產(chǎn)投入。公司開(kāi)發(fā)的天然氣基直接還原法已經(jīng)歷了近40年的工藝發(fā)展和操作改進(jìn),使得該流程在成本上有很強的競爭力。目前,豎爐的生產(chǎn)率在行業(yè)上居首位,一些設備的生產(chǎn)率已達到14t/(d·m3),年產(chǎn)量接近200萬(wàn)噸/年。(3)使用低成本能源。世界上一些地區天然氣的價(jià)格很低,在這些地區,用米德蘭電爐法生產(chǎn)鋼具有很強競爭力。該公司還和神戶(hù)公司研制使用低成本的煤,正在運轉的大型煤氣化裝置可為豎爐供應合格的合成氣,另外,還計劃開(kāi)發(fā)使用石油焦的工藝以降低成本。(4)減少對環(huán)境的影響。由于天然氣很少或不含硫,故米德蘭裝置基本上不排放二氧化硫,而且就每一單位能源中的碳含量而言,天然氣要低于煤,故對比二氧化碳的排放量,米德蘭電爐法要低于高爐-轉爐法。

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