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熔融还原技术在生产大棚钢管的使用

作者:天津鑫鸿晟钢管有限公司 浏览: 发表时间:2019-11-14 17:16:33

        熔融还原是炼铁技术发展的方向。世界上焦煤资源有限,我国焦煤也不足,而且炼焦过程污染严重。我国已是世界钢铁生产大国,生铁产量为世界之首。2012年1-10月全国生铁累计总产量5.58亿吨,同比增长2.94%,焦炭产量3.32亿吨,同比增长3.9%,不仅每年要消耗大量焦煤,而且如此大量的焦炭生产对环境的污染更是不容忽视的。因此积极发展无焦炼铁技术——熔融还原应是我国的长远之计我国对熔融还原的研究已进行过很多工作,有一定的基础。过去进展不快的原因主要是缺乏资金,其次是缺乏有机的组织。像熔融还原这样难度较大的新开发项目,必须依靠***投入足够的资金,把各方面的技术力量有机地组织起来,统一方案、统一指挥、协调行动,方能奏效。在技术思路上,既要考虑我国铁矿资源的特点(细精矿多),又要借鉴国外不同流程的经验,吸取各家之长,为我所用。目前我国拟采用的“含碳球团一铁浴”流程,预期是有前途的,应早日起步。用于电炉的DRI(或生铁、铁水)一废钢比例可调。电炉供料生产线与传统大棚钢管方法不同,它可与直接还原厂完全分离,且距离可以相隔很远,能够独立生产。传统方法的炼铁厂与炼钢厂相距很近,甚至烧结与焦化通常也都在同一个厂区内。

        另一个重要的优点是,废钢与DR的比例变化灵活,可根据大棚钢管产品的技术条件随意调节。以生产传统的线材为例,用普通较便宜的废钢可生产出一般线材,而生产优质线材则需对DRI制订严格的残留物标准。工厂规模大小灵活。目前,炼钢厂的设计多倾向于中型厂,而不是大型(大于2M/a或3Mt/a)或小型(小于0.1Mu/a)厂。这种倾向是由于连铸技术的应用而引起的,它不仅可用于薄板生产,而且可用于大型钢材的生产,因此,生产线就不须像用连续带钢热轧机那样大,大多数这样的生产线的产量为03~1MU/a。一条这样的生产线可以与电炉相连,也可与现代化钢厂的直接还原厂相连,这比传统的工厂更紧凑也更简单,从某种意义上来说,它扩展了小型钢厂的概念。生产费用低。除了铁矿石供应和能量供给(主要是天然气或煤)外,直接还原厂的生产费用低,它可分为:操作人员(包括生产+维修+管理),每套生产设备为50~100人,即年产0.5Mt工厂每吨产品所需生产时间的费用为0.15-0.3h/,而且年产lM的工厂还只为它的一半;添加剂,用量少,如催化剂;维修和折旧费,它与工厂的规模有关,目前约为250~300美元/吨。

        通过某些措施,上述费用将来还可进一步降低,就冶金设备或化学反应器来讲,还原气体的形成过程随天然气喷吹量的增加而简化。关于铁矿石成本,由于损耗少(粉尘通常都被回收利用),因此实际上总需要量的节约潜力很小,但是如果用粉矿或精矿代替块矿和球团矿,成本还可明显降低。这也说明用FIOR法及类似的方法(快速循环流化床等),到目前为止,其能量效率仍低于竖炉。大量研究表明,通过直接还原法炼大棚钢管可优化整个工艺流程,降低电炉渣量,因此,直接还原法需要高品位铁矿石原料。当然铁矿石成本随品位高低而变化,但是在单位铁矿石成本变化不大的情况下,直接还原法还是使用高品位铁矿石为好。与传统方法相比,直接还原法对环境(即空气、粉尘及水)的影响远低于传统方法,例如,联合国环境规划署(UNEP)的研究指出,它与下列问题有关:用天然气代替煤(甚至必须用煤时),直接还原法不需要复杂的控制系统,通常以焦化厂作为环境监测点;用块矿或球团矿取代烧结矿原料;能量效率髙,其副产品煤气量较少(如高炉煤气和焦炉煤气)。扩大了能源。由于直接还原炼铁可以完全不用焦炭,因此可用其他燃料(各种非焦煤、燃料油、气体燃料、电能和其他原子能等)代替日益缺乏和价格昂贵的冶金焦。扩大了含铁原料的适应性。近代高炉对含铁原料的物理化学性能(品位、粒度、强度等)有较严格的要求。而直接还原炼铁方法,有的可处理品位很低的贫矿。有的使用品位极高的铁精矿,生产含杂质极少的海绵铁或铁粉,如竖炉法;有的可省去造块工序直接用矿粉作原料,如流态法和悬浮法。改善大棚钢管的质量。高炉一般只能生产高碳生铁或铁合金。直接还原炼铁能生产低碳的海绵铁或铁粉。这种产品不仅可代替废钢,而且成分纯净稳定,有利于提高炼钢的质量和产量。更纯净的产品还可用于粉末冶金和化工原料。经济、效率高。虽然目前还没有一种直接还原炼铁方法的生产率能超过高炉,但有些方法的单位容积利用系数已超过高炉(高达6~10年)。并且,在中小规模的条件下直接还原一电炉流程比高炉一氧气转炉流程节省投资约30%,降低了生产成本。这对充分利用地方资源,因地制宜安排钢铁工业布局有重要意义。

  

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