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DRI (
直接还原铁
)
和
HBI
(热压铁块)的贸易和运输
DRI
( Direct Reduced Iron)
“直接还原铁”是一种高品质冶金产品
(
97%
的纯铁含量)
通过矿粉,球团或矿块同天然气或煤加
热化学的还原反应中得到,反应温度比铁的溶点低。
相对高品位的铁矿作为填料。矿粉可
以直接应用,不需要烧结过程。生产
1
吨的
DRI
,大概
需要吨的铁矿。
(一)直接还原法生产
生铁
直接还原法是指在低于熔化温度之下将
铁矿石
还原成
海绵铁
的炼铁生产过程
,
其产品为直
接还原铁(即
DRI
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),也称海绵铁。
该产品未经熔化,
仍保持矿石外形,
由于还原失氧形成大量
气孔,
在显微镜下观察团形似
海绵而得名。海绵铁的特点是含碳
低(<
1
%),并保存了矿石中的脉石。这些特性使其不
宜大规模用于转炉
炼钢
,只适于代替
废钢
作为
电
炉炼
钢
的原料。
直接还
原法分气基法和
煤
基法两大类。
前者是
用
天然气
经裂化产出
H2
和
CO
气体,
作为还原
p>
剂,在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。主要有
< br>Midrex
法、
HYL
Ⅲ法
、
FIOR
法等。后者是用煤作还原剂,在回转窑、隧道窑等设
备内将铁矿石中的氧化铁
还原。主要有
FASMET
法等。
直接还原法的优点有:
(
p>
1
)流程短,直接还原铁加电炉炼钢;
p>
(
2
)不用
焦炭<
/p>
,不受炼焦煤短缺的影响;
(
p>
3
)污染少,取消了焦炉、烧结等工序;
p>
(
4
)海绵铁中硫、
磷
等有害杂质与
有色金属
含量低,有
利于电炉冶炼优质钢种。
直接还原法的缺点有:
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(
1
)对原料要求较高:气基要有天然气;
煤基要用灰熔点高、反应性好的煤;
(
p>
2
)海绵铁的价格一般比废钢要高。
直接还原法已有上百年的发展历史,但直到
< br>20
世纪
60
年代才获得较大突
破。进入
20
世纪
90
年代,其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。其主要原因是:
p>
(
1
)天然气的大量开发利用,特别是高效
率天然气转化法的采用,提供了适用的
还原煤气,使直接还原法获得了来源丰富、价格相
对便宜的
新能源
。
p>
(
2
)
电炉炼钢迅
速发展以及冶炼多种优质钢的需要,
大大扩展了对海绵铁的需求。
(
3
)选矿技术提高,可提供大量高品
位精矿,矿石中的脉石量降低到还原冶炼过
程中不需加以脱除的程度,从而简化了直接还
原技术。
当前世界上直接还原铁量的
90
%以上是采用气基法生产的。
我
国天然气主要供应
化工
和民用,不可能大量用于
钢铁
工业。由于我国
煤炭
储量
相对丰富,
20
世纪
90
年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地形成了一定的生产规
模。
直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的
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金属
铁。
按生产方法可分为煤基直接还原<
/p>
铁和气基直接还原铁;
按用途可分为炼钢用直接还原铁和其它用直
接还原铁;
按产品形式可
分为海绵铁(
DRI
)和热压块铁(
HBI
)。
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目前国内直接还原铁没有国家统一标
准生产规格,
只有行业内的不成文的标准,
最终元素含
量仍是根据客户需求。
规格如下:
一类
化学
成分为:TFe≥95%,SO2≤%,S≤%,P≤%。
二类化学成分为:TFe≥92%,SO2≤%,S≤%,P≤%。
三类化学成分为:TFe≥90%,SO2≤%,S≤%,P≤%。
四类化学成分为:TFe≥88%,SO2≤%,S≤%,P≤%。
另外,含铁量超过
97
%以上也属于海绵铁,但应用于粉末冶金领域,其形状分块状和粉状
p>
(一次还原
铁粉
),如深加工还可做二次还
原铁粉,其含铁量将达到
99
%以上,价格也相
应较高。
DRI
是用还原气生产的,有多孔渗水的结构,这个增加了反映面积,大
大增加了产生化学反
应的可能性。当
DRI
遇水的时候,就会发生氧化反应,从水中释放出氢气。
如果遇到含有盐
分的水如海水,
这个反应将会加剧。
作为反应的一部
分还会大量释放出热量,
从而更加剧了
氧化反应,形成了一个连
锁反应。如果氧气充足的情况下,温度能够达到
1500
度,如
果是
在一个密闭的空间,
如船舱,释放出来的氢气,将会形成有
爆炸危险的混合气体。
如果要通
风换气,减少氢气,将会带来更
多氧气,货物将会过热。
刚生产
出来的
DRI
对水和氧气非常敏感,
易
反应。
有一些办法可以减缓
DRI
的氧
化反应速率,
这样使其能相对安全地储藏和运输。
首选的,
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也是最简单的方法就是较长时间堆放,
暴露在
空气中,
使其表面生成一层薄薄的氧化膜,
阻止进一步的氧化
反应。
一般货物在仓库中堆放
2-3
星期,然后运到比较近的地方用作生产。
第二种办法是把直接还原铁包裹上一层隔离物,
硅酸钠,
这种物质能有效隔离淡水,
但是对
于海水还不是那么有效。
第三种办法就是在生产
DRI
的过程中,在温度约<
/p>
650
度的时候把还原铁压缩成
100<
/p>
毫米长,
90
毫米宽的,
30-40
毫米厚的铁块,减少空隙率,减少反映面积,降低反应速度。这种产
品
就叫做
HBI
,热压铁块。
HBI ( Hot
Briquetted
Iron)“热压铁块”是浓缩钝化的直接还原铁,以便于更简
便、安全
的储存和运输。
(二)
DRI/HBI
的应用
/
贸易
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