COREX流程存在問題
1.COREX流程不屬于無焦炭煉鐵流程
目前已投產的幾座COREX流程其生產操作依然離不開焦炭(占煤耗的15%~25%),熔融氣化爐內存在明顯的焦床,不僅在熔融氣化爐中要加入焦炭,在還原豎爐中也需要配加焦炭,以保證豎爐的物料順行。寶鋼C-3000噸鐵的焦炭加人量達到260kg,而且還使用了優(yōu)**質焦炭。隨著更多的信息公布,印度的C-2000噸鐵焦炭的加入量實際上也達到**200kg。
COREX流程宣傳的無需焦炭煉鐵,指的是不建焦化廠,焦炭可以購買,轉移了流程的焦炭環(huán)境評價負擔。
2.COREX工藝對礦石的質量要求嚴格
粉末大量入爐或粒度不均勻會造成豎爐料柱透氣性惡化以及煤炭流化床粉塵量過高,粒度太大則影響還原和加熱速度。因此入爐礦以中等的均勻粒度為佳(8~30mm),由于優(yōu)**質天然礦很少,實際上還是在使用熟料。目前主要使用氧化球團礦,部分使用燒結礦。
3. COREX對煤種的要求較高
COREX對煤的要求較高,我國很多煤種不宜使用,另外COREX存在粉煤如何利用的問題。當今采煤大多已機械化,原煤中含粉率較高,COREX要求使用塊煤將是一個潛在問題,且塊煤在儲運過程中,產生粉末是不可避免的。目前寶鋼正在攻關型煤技術以及熔融氣化爐噴煤技術,以降低優(yōu)**質煤礦的使用量。
4. 產能由于預還原豎爐采用塊礦,氣固接觸面積較小,反應速度慢,而熔融氣化爐的反應速度很快,造成預還原爐和終還原爐的生產效率很難匹配。豎爐與熔融氣化爐的容積超過4000m3,COREX流程的設備綜合利用系數僅為0.9t/(m3·d),大大低于高爐的利用系數。
5. COREX煤耗
由于進入預還原豎爐的煤氣溫度低,還原動力學差,導致噸礦氣量消耗大,熔融氣化爐要完成3項任務:①繼續(xù)還原豎爐出來的中等金屬化率球團;②熔化爐渣和球團;③產生豎爐預還原所需要的煤氣成分及煤氣流量。目前COREX的噸鐵綜合燃料比約為1000kg,遠高于高爐流程,在能耗、排放等多方面,目前還無法與高爐流程競爭。
6. COREX流程的環(huán)保性COREX在宣傳環(huán)保優(yōu)勢時,忽略了自身需要的焦炭、燒結礦、氧化球團的環(huán)境負荷情況。煉鐵環(huán)保中,焦化、燒結(球團)是廢氣、粉塵排放的主要源泉。如果單拿COREX與高爐主體相比,在SOx、NOx上COREX并不占優(yōu)勢,相反COREX本體的燃料比高于高爐,CO2排放( 2800kg/t)也遠高于高爐本體(1400kg/t)。
7. COREX的作業(yè)率
寶鋼COREX熔融還原設備,自2007年11月出鐵以來C-3000的作業(yè)率一直不高,離設計指標95.89%,相差甚遠。除了新設備熟悉需要一個過程外,C-3000的還原豎爐事故率***高,以豎爐粘結與熱螺旋故障為主等。
8. COREX的經濟性
寶鋼C-3000設備的利用系數低,噸鐵固定投資相當高昂,包括大型制氧機、煤氣增壓機等。C-3000的操作成本也是相當高昂的:燃料比過高,并且都為價格高昂的優(yōu)**質焦炭與塊煤,另外,還要消耗550Nm3/t的氧氣。C-3000當然還產生大量優(yōu)**質煤氣,可以發(fā)電或用于其他用途。但是其發(fā)電效益不明朗,正?;鹆Πl(fā)電使用質量一般的電煤,而用C-3000的尾氣發(fā)電,用的是價格高昂的焦炭和優(yōu)**質塊煤。
因此,COREX絕**對不是所報道的先進煉鐵流程,由于工藝不當,需要使用大量優(yōu)**質燃料,結果產生充足的富余煤氣。作為末端治理,富余煤氣用于發(fā)電或蒸汽,實屬無奈之舉。
為什么COREX的冶煉指標不夠先進,主要原因為:熔融氣化爐出來的高溫煤氣(1150℃),進豎爐溫度約850℃,氣基還原***快的階段被浪費,反應動力學條件變差,其豎爐預還原效率不足1t/(m3·d),是流程的速度瓶頸。若進氣溫度過高,則容易引起豎爐粘結,物料順行困難;進氣溫度過低,還原動力學還會進一步惡化。目前C-3000豎爐在添加焦炭情況下,球團金屬化率只能維持在60%左右,與寶鋼大高爐軟熔帶上部的金屬化率相當。低的球團金屬化率,則在熔融氣化爐形成過厚的軟熔帶,這需要提高焦炭加入量以改善透氣性與物料順行。
綜上所述,盡管熔融還原工藝從總體上來說發(fā)展得不盡完善,但從長遠來看,因為煉焦煤資源必然出現世界性的匱乏,所以發(fā)展使用煤炭或不以焦炭為主要燃料的廣義熔融還原方法勢必具有強大的生命力。從當今熔融還原發(fā)展的經驗看,將來熔融還原技術不再拘泥于高二次燃燒、低預還原度,而應在開發(fā)在不以焦炭為主要燃料的前提下,采用合理的預還原度和合理的二次燃燒率相結合,盡量降低熔融還原工序能耗的熔融還原技術的同時,應確保熔融還原反應器有足夠長的冶煉壽命,保證熔融還原技術的經濟性。
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