從2013年以來,我國直接還原鐵產(chǎn)量近似為零,這與我國粗鋼產(chǎn)量世界*大國的地位極不相稱,影響了我國潔凈鋼生產(chǎn)和裝備制造業(yè)的發(fā)展。我國直接還原的發(fā)展現(xiàn)狀主要有以下表現(xiàn):
回轉(zhuǎn)窯法技術(shù)成熟,因缺乏高品位鐵礦/球團(tuán)原料,全部被迫停產(chǎn)。截至2014年底,我國曾建成煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原鐵生產(chǎn)線6條(天津鋼管2條,新疆富蘊(yùn)1條,北京密云、山東萊蕪、遼寧喀左各1條),年總產(chǎn)能約65萬噸。
天津鋼管公司引進(jìn)英國戴維公司2條“DRC” ф4.80m×80m直接還原回轉(zhuǎn)窯,以塊礦或氧化球團(tuán)為原料,以褐煤為還原劑和燃料,生產(chǎn)煉鋼用直接還原鐵。該回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)指標(biāo)良好,運(yùn)行穩(wěn)定,環(huán)境條件達(dá)到世界回轉(zhuǎn)窯法的*佳;但因采用進(jìn)口高品位球團(tuán)為原料,難以維持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,被迫停產(chǎn)。
國內(nèi)其余的回轉(zhuǎn)窯均為我國自主開發(fā)的鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯(一步法回轉(zhuǎn)窯直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)),以鐵精礦粉為原料,經(jīng)造球—球團(tuán)鏈箅機(jī)干燥、固結(jié)—加煤在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)還原。該法因回轉(zhuǎn)窯尾氣含有CO和煤的揮發(fā)分,無法保證球團(tuán)在鏈箅機(jī)上實(shí)現(xiàn)有效氧化固結(jié),進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度,尤其是球團(tuán)的耐磨強(qiáng)度難以達(dá)到回轉(zhuǎn)窯對入窯球團(tuán)強(qiáng)度的要求;剞D(zhuǎn)窯生產(chǎn)穩(wěn)定性差,黏結(jié)、結(jié)圈事故頻發(fā),生產(chǎn)未達(dá)到人們的預(yù)期,先后被迫停產(chǎn)。
隧道窯法曾異常發(fā)展,因原料、能耗、環(huán)保等問題已全部停產(chǎn)。煤基隧道窯罐式法是傳統(tǒng)的粉末冶金還原鐵粉還原鐵的生產(chǎn)方法,前幾年在我國曾經(jīng)異常發(fā)展,建成隧道窯生產(chǎn)線數(shù)百條,總產(chǎn)能超過200萬噸/年。但這些隧道窯直接還原鐵生產(chǎn)線多遭遇鐵礦原料品位低的問題,產(chǎn)品難以滿足煉鋼生產(chǎn)對直接還原鐵的*低要求。
隧道窯法能耗高,對環(huán)境的負(fù)面影響大,單機(jī)年生產(chǎn)能力過小(通常小于3.0萬噸/年),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差,難以滿足煉鋼生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定、可批量供應(yīng)的要求,逐步停產(chǎn)。目前,我國煉鋼用直接還原鐵的隧道窯生產(chǎn)線幾乎全部停產(chǎn)。
氣基豎爐直接還原開發(fā)因原料及還原氣問題頻頻受挫,至今未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。早在上世紀(jì)70年代,我國自行設(shè)計(jì)、建設(shè)了處理釩鈦磁鐵礦球團(tuán)的5m3氣基豎爐,試驗(yàn)順利成功,僅因天然氣資源問題被迫終止。后來,陸續(xù)也有氣基豎爐工業(yè)化、半工業(yè)化試驗(yàn)的研究,但都未能進(jìn)一步開發(fā)。
2012年,山西中晉公司在左權(quán)籌備建設(shè)100萬噸/年焦化和以焦?fàn)t煤氣為還原氣的氣基豎爐年產(chǎn)30萬噸直接還原鐵生產(chǎn)線。2015年工程建設(shè)已接近完成,但因焦炭價(jià)格急劇下降,喪失維持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件而被迫停工。
自2005年開始,遼寧、吉林、內(nèi)蒙、安徽、山西等地均有籌備建設(shè)煤制氣———?dú)饣Q爐直接還原鐵生產(chǎn)線的規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目,但均由于高品位鐵原料來源受限、制氣系統(tǒng)造價(jià)過高等原因未能實(shí)施。
直接還原鐵的品質(zhì)是影響我國直接還原鐵發(fā)展的重要因素。在世界鋼鐵業(yè)中,直接還原鐵是公認(rèn)的煉鋼生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料,生產(chǎn)潔凈鋼、優(yōu)質(zhì)鋼*佳殘留元素的稀釋劑;進(jìn)口的直接還原鐵(DRI、HBI)在國內(nèi)煉鋼生產(chǎn)中也是受歡迎的原料。然而,在我國國內(nèi)生產(chǎn)的直接還原鐵因原料含鐵較低,產(chǎn)品質(zhì)量難以滿足電爐生產(chǎn)潔凈鋼、優(yōu)質(zhì)鋼的要求,在電爐鋼廠不受歡迎,成為影響我國直接還原鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原因之一。
總結(jié)我國直接還原鐵技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn),業(yè)內(nèi)的主流認(rèn)識是:我國發(fā)展直接還原鐵生產(chǎn)必須堅(jiān)持高質(zhì)量、高品質(zhì)的路線。直接還原鐵產(chǎn)品應(yīng)保證TFe≥92.0%、S≤0.0150%、P≤0.0150%、SiO2≤3.00%,殘留元素低。我國現(xiàn)行煉鋼用直接還原鐵標(biāo)準(zhǔn)難以滿足煉鋼生產(chǎn),尤其是潔凈鋼生產(chǎn)對直接還原鐵的要求,應(yīng)予修訂。以動力煤為原料的制氣技術(shù)和磁鐵礦精選技術(shù)的成熟,使我國具備了發(fā)展氣基豎爐生產(chǎn)直接還原鐵的資源條件。煤制氣—?dú)饣Q爐是我國發(fā)展直接還原鐵生產(chǎn)的主導(dǎo)方向。