铁矿石吸热

胡望明：依托两大工艺路径，中国宝武“碳”索低碳冶金

“以矿石为原料的氢冶金日益重要，是面向未来的钢铁碳中和的终极方案”胡望明表示，氢冶金技术的落地，首要问题是如何在冶金流程中实现能源的高效使用 他认为，当前氢冶金面临两大技术挑战：一是氢在还原铁矿过程中会大量吸热，需要进行补热来确保高还原效率，片面提高温度又会导致铁矿石熔融粘结，破坏反应过程因此，如何实现低耗加热，以及氢气与铁矿高效换热、固态高效还原是氢冶金的一大关键技术挑战。

碳中和背景下氢冶金工艺或将受热捧

除了现有的利用氢气-一氧化碳混合气进行铁矿石冶炼外，行业内对于纯氢气炼铁的探索同样一直在积极推进与长流程相比，该工艺下二氧化碳排放将降低98%，再一次为钢铁行业的清洁生产创造全新可能当然，现有条件下，由于氢还原的强吸热效应导致全氢竖炉煤气量大幅增加、还原速率同样也会受到影响、全氢对设备与操作等要求高等问题，全氢冶金技术还不能得到真正意义上的大面积推广与实际应用。

Mysteel：碳中和时代，高炉炼铁往何处走

另外，不同于一氧化碳还原放热，仅用氢还原铁是吸热反应，冶炼出来的海绵铁需要经过电炉加热融化，也是耗电的另一方面同时，使用氢气炼铁可以完全节约焦炭，大幅减少二氧化碳排放 2.氢还原铁速度快 氢还原铁的速度可达一氧化碳还原的四倍以上，在1000℃下，使用氢气还原铁矿石，98%的还原发生在20分钟内，而对于一氧化碳，83%的还原发生在60分钟内反应速度的提升有利于提高生产效率，节约时间成本。

Mysteel：碳中和时代，高炉炼铁往何处走

另外，不同于一氧化碳还原放热，仅用氢还原铁是吸热反应，冶炼出来的海绵铁需要经过电炉加热融化，也是耗电的另一方面同时，使用氢气炼铁可以完全节约焦炭，大幅减少二氧化碳排放 2.氢还原铁速度快 氢还原铁的速度可达一氧化碳还原的四倍以上，在1000℃下，使用氢气还原铁矿石，98%的还原发生在20分钟内，而对于一氧化碳，83%的还原发生在60分钟内反应速度的提升有利于提高生产效率，节约时间成本。

绿色低碳炼铁技术展望

3.2强化炼铁相关反应过程的举措 强化冶炼过程，主要从以下四个方面着手:一是减小固相反应物(铁矿粉、煤粉、熔剂)颗粒粒度，以提高其比表面积;二是提高多相反应体系中各物相之间的相对运动速度，以使各相能够快速、充分接触;三是充分发挥铁浴熔融还原比气固两相还原快得多的特性;四是采用富氧或纯氧为铁矿石还原吸热反应创造有利条件，并提高副产煤气热值以上前两点强调的是要尽量采用流化床或气流床技术，并重点关注气流床炼铁工艺(如闪速炼铁);第一和第三两点说明熔融还原炼铁技术也是一个重要方向，并尤以直接使用粉状物料(铁矿粉、煤粉、熔剂)的一步法熔融还原炼铁工艺(如ＲOMELT、HIsmelt)为首选。

王维兴：高炉炼铁与非高炉炼铁的能耗比较

在高炉内能源得到合理充分利用.所以,目前我国高炉炼铁的能耗可以在410kgce/t左右.在转底炉中被还原的球，大多数是中上层受到煤气加热和还原，而在底部接触煤气就较弱所以，在转底炉中，只能布一层球如果球有布二层以上的现象，在底部的球就几乎接触不到还原气和热量，也就不能被充分还原因此,转底炉的能耗要比高炉高,且球团的质量是不均匀,生产规模也有限制.作为处理含有害物质的尘泥是有利的. 1.2炉料在高炉内有一半左右是进行间接还原,有利于节能 炼铁学理论说明，铁矿石进行直接还原是个吸热反应，进行间接还原是个放热反应。

直接还原铁技术现状

炼铁系统节能的主要措施

2003年我国炉料结构质量指标情况

近年来，我国高炉炼铁提高了球团矿和块矿使用的比例全国有45座高炉使用块矿配比在10%以上，其中1000立方米容积以上高炉有19座海鑫1080立方米高炉配块矿27.2%为最高，宝钢4063立方米高炉配块矿达到20.7%现在，炼铁企业已不再追求高熟料比这个炼铁指标冶炼界认为，高炉炼铁使用熟料主要是提高入炉料的间接还原度，以降低炼铁能耗因为铁矿石直接还原是吸热反应，间接还原是放热反应。

我国高炉喷煤现状及供求趋势分析

　　（2）硫分硫在煤中是一种较为有害的元素，在燃烧中形成SO2和SO3两种有害物质，同时还会影响生铁和钢的质量随着铁水预处理技术的发展，高炉对硫负荷的要求可适当放宽，但一般应小于1% 　　（3）固定碳这是煤种选择的主要依据之一，对高炉而言，碳比氢价值高，因为含碳高的无烟煤分解吸热低于烟煤，而含氢高的烟煤其氢以碳氢化合物或水的形态进入高炉，分解吸收大量热量；在高炉风口前碳燃烧生成CO，当CO还原铁矿石中铁氧化物时是微放热过程，而氢还原铁氧化物时是吸热过程；再者高炉内氢的利用率比碳低，仅有一半左右。

熔融还原炼铁法开发现状（二）

结果，根据熔融还原炉内的燃烧和渣表面以下产生的还原反应的热平衡计算可知，燃烧效率达到85％以上 由于反应所需的热量由顶吹氧的燃烧供给，因此在铁矿石的预热温度和预还原率、二次燃烧率及吸热效率一定的条件下，铁水的生产能力与顶吹氧的供给速率有关 3.2.5预还原炉的开发成果 预热炉和预还原炉中能装入最大直径为8mm的烧结料通常，用流化床炉处理的粉体粒度范围广、比重大，因此决定原料稳定流动的条件，如原料分散盘的分散出口径、开孔比和与炉内矿石滞留量对应的煤气流量等是一个重要的课题。

熔融还原炼铁法开发现状（四）

为解决铁矿石粒度制约的问题，浦项公司开发了使用3段气泡流化床的FINEX来取代还原竖炉，现在日产2000t的COREX所发生的煤气以分流的形式用于日产150t规模试验流化床炉的试验计划在2003年之前与COREX本体连接，达到年产60万t规模，其后到2010年浦项公司的1#和2#高炉就要开始大修，届时除了将这两座高炉更换成FINEX外，还准备向海外推广这一技术 5、各种熔融还原法的比较 对在各种熔融还原法中起关键作用的熔融还原炉的技术优势，以二次燃烧和吸热技术、原燃料装入技术和所需的原燃料特性等为主进行了比较。

熔融还原炼铁法开发现状(二）

结果，根据熔融还原炉内的燃烧和渣表面以下产生的还原反应的热平衡计算可知，燃烧效率达到85％以上 由于反应所需的热量由顶吹氧的燃烧供给，因此在铁矿石的预热温度和预还原率、二次燃烧率及吸热效率一定的条件下，铁水的生产能力与顶吹氧的供给速率有关 3.2.5预还原炉的开发成果 预热炉和预还原炉中能装入最大直径为8mm的烧结料。

HYL　Ⅲ海绵铁生产技术

而MIDREX工艺重整炉处理气体体积为每吨海绵铁1　810m3； 　　(3)可以处理硫含量较高的铁矿而MIDREX竖炉对铁矿的硫含量有一定限制，否则含硫炉顶气进入重整炉将造成裂解催化剂失效 4.2　还原气中氢气含量高 　　通过天然气和水蒸汽在重整炉中催化裂解生产还原气，因此还原气中氢含量高，H2/CO为5.6～5.9，使HYLⅢ竖炉中还原气和铁矿石的反应为吸热反应，入炉还原气温度较高，为930℃。