我国钢铁冶金领域主要技术发展方向

时间:2019-10-25 来源: 热点专题

钢铁业是最重要的原材料产业,其最根本的任务是为社会提供数量和质量最高的环境和生态负荷最小,环境和生态负荷最小的高性能钢。最高的效率和劳动生产率。产品满足社会发展,国家安全和人民生活的需要。为了完成这一任务,我相信钢铁行业应把握钢铁冶金领域的以下主要技术发展方向:

1。低碳炼铁技术

在全球减少温室气体排放的努力中,国际钢铁行业正在积极开发技术以减少炼铁过程中的二氧化碳排放,其中之一就是高炉低碳炼铁技术,其重点是利用高炉。新的装料,例如碳铁复合装料,高炉炉顶煤气的回收,含氢物质(富氢,天然气,COG)注入,高富氧(富氧率≥30%或总氧)注入,注入氢的数量有限等。注入氢的物质(富氢的注入)具有显着减少碳排放的作用,提高氢的吹入量是高炉技术的发展趋势,应特别注意付费的。另外,高粒料比优化装料结构,装料与装料的比例,矿石的最佳分布以及高效高炉冶炼技术要好。

2。低碳减排非高炉炼铁技术

炼铁技术的另一个重要研究方向是非高炉炼铁技术。与高炉炼铁技术相比,非高炉炼铁技术有利于摆脱焦煤资源的短缺,改变能源结构,节约能源,大大减少炼焦和烧结过程中SOx和NOx的排放,保护环境。对重要的方向和手段进行排名。非高炉炼铁技术使用氢还原技术,可以显着减少二氧化碳排放量。

1)冶炼还原技术

用于非高炉炼铁的熔炼还原技术包括Himmelt,Hisarna,COREX,FINEX和闪速炼铁。韩国浦项制铁所开发的FINEX减熔技术已经产业化并开始出口。同时,浦项制铁将FINEX与其他技术相结合,形成了新的非高炉炼铁技术,例如POIST工艺,混合氢还原工艺和核氢还原工艺。美国钢铁协会目前正在开展一项非高炉炼铁项目,以减少钢铁行业的CO2排放,包括通过氢气闪速熔炼(使用氢气作为燃料)生产氢气,熔融氧化物电解研究,新型悬浮炼铁技术,和二氧化碳地质封存研究。等待。中国宝钢已引入COREX熔炼还原技术。考虑到经济因素,它已搬到新疆继续工作。张文海院士正致力于闪速炼铁技术的发展,并正在河北建设中试设备。上述大多数熔融还原技术未能摆脱使用粉煤作为原料的基本条件,因此,对碳排放的影响是有限的。基于氢的还原剂的优点和问题,要发展具有中国特色的低成本,高效,低碳的冶炼还原炼铁技术。

2)直接还原技术

有许多直接还原的方法,例如直接还原隧道窑,直接还原回转窑,直接还原竖炉。燃料可以是基于煤或基于气体的。但是,最成功的方法是直接还原气基竖炉。年产2-3万吨天然气的气基竖炉直接还原装置已投入工业生产。它在天然气丰富,价格低廉的地区发展迅速,目前是DRI的主要生产方法。鉴于中国的情况,使用精选的铁精矿和非焦化煤气,然后连续进行热装炉熔炼,可以以比高炉更低的成本生产出高质量的纯钢,这对某些小型钢厂来说是有竞争力的。生产方式值得结合中国国情,特别是对于中国独特的资源,如高铬钒钛矿,含硼矿等,进行研究和应用,走自己的路。气基竖炉的直接还原除使用煤气作为还原剂外,天然气,氢气等也可以用作还原剂,并且可以一定比例使用。在当今减少碳排放的强调中,增加氢的比例已成为直接减少基于气体的竖炉的发展方向。因此,从气基竖炉直接还原到氢基还原剂的转变以实现显着的二氧化碳减排应该是未来努力的主要方向。

3)直接还原氢

奥钢联制定了一项为期20年的长期计划,以促进减氢技术的发展,并将二氧化碳减排目标定为50%。在第一阶段,使用奥地利传统的高炉-变流器长流程钢厂,使用基于气体的竖炉直接还原铁热压块HBI,同时使用基于天然气的竖炉美国得克萨斯州DRI工厂的一部分改成了氢竖炉(与使用煤和焦炭相比,它减少了40%的排放。第二阶段又用了10到15年,增加了氢气的使用量)。高炉以氢为主要还原剂,但并非全部替代煤粉和焦炭,减少了源头的CO2排放,而不是依靠捕集和固定技术来减少CO2排放。测试正在进行中,到2030年左右,基于氢气还原的生产工艺将大规模投入实际应用,随着二氧化碳减排压力的增加,氢气还原技术将越来越多。 d钢铁行业更加看重,欢迎有蓬勃发展的机会。诸如生物质还原技术和核氢还原工艺等氢还原技术的研究应该是主要的发展方向。因此,低成本氢的来源已经成为重要的问题。与核能工业合作,研究核氢还原工艺应成为重要方向。

4)基于氢冶金冶炼还原的直接冶金

东北大学2011年协作创新中心钢铁冶金学系的首席教授提出了一种基于冶炼氢冶金法的直接炼钢设计方案。该方案以冷提纯超纯铁精矿为原料,以减少污染源。通过1200℃的快速氢还原和1600℃的高能量密度的铁浴熔炼还原获得超纯钢水。经过连续铸造和轧制,可以获得高质量,高清洁度的钢材。该工艺完全消除了炼铁,实现了连续装料,连续炼钢,连续铸造和轧制的连续集成生产方式,简化了工艺,提高了生产效率。

5)二氧化碳的分离,收集,储存和利用技术

希望通过这项研究,二氧化碳的回收和封存将被用于显着减少炼铁过程中的碳排放并摆脱低碳排放。

3。炼钢技术

1)高效脱硫铁水预处理技术

开发一种具有强力搅拌和喷射功能的高效铁水预处理方法,以在短时间内将硫含量降低到极低的水平。

2)有效精炼钢包底粉的新工艺

在炉外精炼过程中钢包除尘技术的发展。底部粉末喷涂过程无铁损,搅拌动力学条件优于顶部粉末喷涂。支持技术成熟,易于实现。改造投资少,原始过程不变。可以建立超低硫清洁钢生产平台,以达到良好的脱硫效果。

3)氧化物冶金技术用于生产大线能量焊接钢

利用氧化物冶金技术,可以开发用于大功率能量焊接的碳锰钢,HSLA,高强度钢等。该技术与传统的“纯净”和“清洁”观念背道而驰,在炼钢过程中使用有效控制夹杂物特性(分布,组成和尺寸),随后进行凝固,轧制,冷却,在此过程中改善钢的结构。用于获得所需的结构和新性能,例如用于大功率能量焊接的钢。

4)厚规格结构钢的组织均匀性控制

通过氧化物冶金技术实现的冶炼过程控制与随后的轧制过程中的轧制和冷却控制相结合。在冶炼过程控制的基础上,可以实现一定的终轧温度控制和冷却速率控制。具有全断面(均匀)微晶组织的厚规格钢,具有高强度韧性和高线能量焊接性能,可用于厚板,重型H型钢,厚板等钢材生产壁无缝钢管。

4,优质特种钢高效,低成本特种冶金新工艺

1)三种提炼技术

在常规的电炉或转炉工艺中,可以使用三次精炼(例如真空自耗式炉或电渣重熔)来获得用于航空航天和高效率等特殊应用的高纯度特种钢。钢材和其他高性能金属材料。

2)新一代特殊钢的清洁和均质精炼技术

开发新一代的特殊钢包清洁精炼技术,包括钢水无污染,加热和脱氧,高端不锈钢加压氮化冶金新技术,基于导电结晶器的电渣重熔技术等。合金钢。

tags:钢铁冶金

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