熔炼煤性质对COREX流程的影响及流程优化

摘要

在焦煤资源日趋缺乏的今天，COREX流程使用非焦煤资源作为主体燃料，从根本上改善了炼铁工业的能源结构，其优势日渐显著。COREX是唯一实现工业化的熔融还原流程，为中国钢铁行业的可持续性发展带来了机遇。由于发展史较短，目前的COREX流程具有宽广的发展和完善空间。COREX的主要问题有两个，其一是煤耗过高，其二是仍需使用一定比例的焦炭，以补充有效热值和形成含碳固定床。这些问题使国内许多对COREX流程感兴趣的企业望而却步。 我国在非焦煤资源上占有一定优势，贮量大，选择范围广。基于此原因，希望通过熔炼煤性质研究，找到降低煤耗与能耗的有效措施。文中采用还原竖炉热模型确定了实验室条件下的最佳还原周期，最终测试了还原气利用率，并推导其理论公式；使用高温可调气氛抗压实验机测试煤的热稳定性；经工业分析测得熔炼煤及矿石成分，并通过计算得到相应有效热值、煤气成分与熔炼热。通过对以上指标及其关系研究，得到流程优化的关键是还原气供求平衡，并确定此条件下的金属化率。 经研究得知，熔炼煤的性质对COREX流程的影响至关重要。使用有效热值适当的熔炼煤可以降低COREX流程的煤耗；选用热稳定性高的煤种可以避免使用焦炭；还原气供求平衡时，整个流程的净能耗降至最低，流程得以优化。通过对熔炼煤性质的研究，找到了降低流程煤耗与净能耗的有效措施，并为COREX熔炼煤的选择提供较高的参考价值。