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米德兰(MIDREX)直接还原炼铁法

作者:1 发布时间:2010-02-20 文字大?。?span id="da">【大】【中】【小】
       米德兰技术是一种重要的气基直接还原炼铁方法。该法是美国表面燃烧公司的研究成果。从1936年开始研究,经长期试验,直至1966年天然气制取还原气和气一固相逆流热交换还原竖炉两项关键技术的成功,才使该技术趋于成熟。1966年在俄勒冈钢厂建立了直径450mm,日产1.5吨的试验装置。试验成功后,于1969年在该厂建立起两套直径3.7m的生产装置,每套年产量为15万吨。1971年。公司为联邦德国科夫公司建立起年产40万吨的直接还原铁生产厂。从此,米德兰法竖炉在世界上迅速发展,已成为技术较成熟,生产量最大的直接还原炼铁法。截至1992年底统计,世界上已建成和在建的米德兰生产装置年产能力已达2115万吨。

    
MIDREX工艺流程图
 
       米德兰法的基本原理是气、固相逆流热交换和还原反应。铁矿石在米德兰竖炉下降的过程中,被热还原气加热和还原。竖炉直接还原流程由竖炉、还原气重整炉(亦称制气炉)、炉顶气及冷却气净化、烟气废热回收等部分组成。

米德兰法的主要设备系统包括:(1)竖炉:以年产40万吨标准型竖炉为例,竖炉总高45.19m,最大外径7.188m,还原区直径4.8m,还原区高度9m,总容积为341m3,上部圆柱体部分262m3,下部圆锥体部分79m3,还原气入口38个,向下斜吹。圆柱体部分用高铝砖砌筑,圆锥部分无炉衬。(2)还原气重整炉:与年产40万吨直接还原竖炉配套的重整炉长3.9m,宽为10m,炉墙耐火材料厚300mm,隔热层厚为80mm,炉顶厚230mm,炉子外面可以是钢壳,也可以是耐火砖墙。(3)冷却气洗涤塔:采用复合型除尘净化装置。洗涤系统由文丘里管,填料洗涤塔和锥心除雾器3部分合成。(4)炉顶气洗涤塔:其特性和结构与冷却气洗涤塔相同。炉顶气和冷却气洗涤塔除尘量约为产品产量的2%。洗涤水经闭路或开路循环水系统处理。

自1970年以来,已在21个国家内建设或在建64套米德兰机组,总生产能力为4600万吨/年。2004年至2007年已签约1500万吨。至今,这些生产线已生产了5亿吨直接还原铁,其商品价值可超过1000亿美元。

目前,米德兰公司为适应钢铁工业发展,正在以下几个方面开展研发工作:(1)利用矿粉、低品位矿和副产品。(2)降低固定资产投入。公司开发的天然气基直接还原法已经历了近40年的工艺发展和操作改进,使得该流程在成本上有很强的竞争力。目前,竖炉的生产率在行业上居首位,一些设备的生产率已达到14t/(d·m3),年产量接近200万吨/年。(3)使用低成本能源。世界上一些地区天然气的价格很低,在这些地区,用米德兰电炉法生产钢具有很强竞争力。该公司还和神户公司研制使用低成本的煤,正在运转的大型煤气化装置可为竖炉供应合格的合成气,另外,还计划开发使用石油焦的工艺以降低成本。(4)减少对环境的影响。由于天然气很少或不含硫,故米德兰装置基本上不排放二氧化硫,而且就每一单位能源中的碳含量而言,天然气要低于煤,故对比二氧化碳的排放量,米德兰电炉法要低于高炉-转炉法。

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