鐵精礦復合粘結(jié)劑球團直接還原法實現(xiàn)創(chuàng)新
http://www.dcyhziu.cn 2007/5/30 源自:中華職工學習網(wǎng) 【字體：
】
】
中南大學“鐵精礦復合粘結(jié)劑球團直接還原法”項目榮獲2005年度國家技術發(fā)明獎二等獎。
項目負責人邱冠周教授、博士生導師，中南大學副校長。中國顆粒協(xié)會常務理事、中國礦業(yè)學會理事、中國大洋協(xié)會常務理事及教育部科學技術委員會材料學部副主任。在礦物加工科技領域承擔過21項重要科研項目，15項成果通過省部級鑒定，獲國家科技進步一等獎1項，國家科技進步二等獎1項，國家發(fā)明二等獎1項；省部級一等獎6項、二等獎4項；2項科技成果分別被評為1998年和2002年中國高校十大科技進展。獲得國家發(fā)明專利8項；被評為國家有突出貢獻的博士、入選教育部跨世紀人才42名首批專家和國家有突出貢獻的中青年專家，是礦物加工國家創(chuàng)新群體的學術帶頭人和“973”項目首席科學家。針對我國鐵礦資源特點，他所領導的課題組經(jīng)過十多年的攻關，成功開發(fā)出“鐵精礦復合粘結(jié)劑球團煤基直接還原新工藝”，該成果獲2005年度國家發(fā)明二等獎。
直接還原鐵含鐵量高、成份穩(wěn)定而純凈，不僅是替代廢鋼的理想電爐原料，而且是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼和特殊鋼時不可缺少的稀釋劑，發(fā)達國家電爐爐料比中DRI已高達40%%-50%%。目前世界鋼鐵生產(chǎn)正加速向“直接還原鐵/廢鋼—電爐煉鋼”的短流程方向發(fā)展，直接還原鐵生產(chǎn)已成為發(fā)展熱點之一。
目前我國鋼鐵產(chǎn)量已居世界第一，但優(yōu)、特鋼比例偏低，品種結(jié)構(gòu)不合理，仍需大量進口。電爐是公認的冶煉優(yōu)、特鋼有效手段，我國電爐鋼的生產(chǎn)能力目前已達4000萬噸/年以上，尚有一批大型電爐在建或即將投產(chǎn)。但廢鋼特別是直接還原鐵資源的短缺，已嚴重制約了其生產(chǎn)能力的發(fā)揮和產(chǎn)品檔次的提高。一部分企業(yè)采用加鐵水的辦法來補充廢鋼和直接還原鐵資源的不足，但只能生產(chǎn)普通鋼材。我國電爐鋼比僅18%%左右（發(fā)達國家已在50%%以上），直接還原鐵在電爐爐料比中平均不到5%%(世界平均水平為15%%)，其中大部分直接還原鐵是從國外進口的。因此，加速發(fā)展直接還原鐵的生產(chǎn)是實現(xiàn)我國鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、質(zhì)量優(yōu)化的戰(zhàn)略需要。
直接還原鐵的生產(chǎn)方法有多種，但由于我國天然氣和優(yōu)質(zhì)鐵塊礦資源缺乏，而非焦煤資源十分豐富、分布較廣。因此，我國適合發(fā)展以鐵精礦球團為原料的“回轉(zhuǎn)窯煤基直接還原法”。此類方法中，目前技術成熟、應用較廣的為“二步法”直接還原工藝。它以膨潤土為粘結(jié)劑，將鐵精礦造球，先經(jīng)高溫（1200-1300℃）氧化焙燒固結(jié)后，再入窯進行高溫（1050-1100℃）直接還原，故需經(jīng)兩步高溫過程方能獲得直接還原鐵。所以其工藝流程長、高溫設備多、建設投資大、能源消耗高、加工成本高、產(chǎn)品鐵品位低。此外，氧化球團礦孔隙率小、還原速度慢、還原過程中存在著較嚴重的粉化現(xiàn)象。這都嚴重制約了其推廣應用和我國直接還原鐵生產(chǎn)的發(fā)展。
本發(fā)明是根據(jù)我國經(jīng)濟建設之急需，針對鐵精礦球團二步法回轉(zhuǎn)窯直接還原工藝中需二步高溫過程、流程長、窯容利用系數(shù)低及粉化率高等技術難題，在原國家計委和國家科委的立項支持下，由研究、設計和生產(chǎn)單位通力合作、八十多位科研人員歷經(jīng)十余年努力所取得的研究成果。
該成果發(fā)明了具粘結(jié)、放熱、催化等多項功能的復合粘結(jié)劑及與之配套的混合料活化預處理工藝、強制分級造成球技術、“全窯高溫、快速還原”的直接還原熱工體系，以復合粘結(jié)劑球團取代高溫氧化焙燒球團入窯，由此省掉了一步高溫（1200℃以上）氧化焙燒過程及相關設備，變兩步高溫為一步高溫過程生產(chǎn)直接還原鐵。從根本上解決了上述技術難題。經(jīng)原冶金部組織的20個單位的34位專家鑒定，認為本發(fā)明“國內(nèi)外尚無先例。是煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原的一項重大的工藝技術突破”，“具有創(chuàng)新性、開拓性”。為我國直接還原鐵生產(chǎn)的發(fā)展開拓了一條新途徑。
本發(fā)明于1992年在原冶金部西昌410廠成功地完成了工業(yè)性試驗，分別于1998年和1999年在山東魯中冶金礦山公司、北京密云冶金礦山公司建廠投產(chǎn)。其中密云冶金礦山公司直接還原球團廠的主要技術經(jīng)濟指標為：窯容利用系數(shù)0.8t/m3•d、金屬化率94%%、磁性粉率<2%%、煤耗650Kg/t.DRI左右、產(chǎn)品含鐵90%%以上、作業(yè)率92%%以上。已達到回轉(zhuǎn)窯直接還原的國際領先水平。設計能力為年產(chǎn)6.2萬噸的回轉(zhuǎn)窯，實際年產(chǎn)量已達9萬噸以上，近三年累計經(jīng)濟效益13972萬元。
經(jīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對比、計算，
“二步法”工藝相比，本發(fā)明工藝流程縮短40%%左右、基建與設備投資減少30%%以上、節(jié)煤15%%左右、節(jié)電約20%%、降低成本21%%、產(chǎn)品含鐵量提高1.0%%，經(jīng)濟、社會效益都十分顯著。因而勢必易為廠家所接受，能較快的推廣應用，具有很強的市場競爭力。
本發(fā)明中的復合粘結(jié)劑已用于有色金屬、煤炭及化工行業(yè)的粉體成型，經(jīng)濟效益顯著，顯著地推動了相關行業(yè)的技術進步。此外，先后有10余家單位已簽訂合作合同，擬采用本發(fā)明建廠。
在多金屬共生鐵礦綜合利用領域，攀鋼集團（釩鈦磁鐵礦）、重鋼集團（含鈦鐵精礦）、內(nèi)蒙黃岡（高錫、鋅、砷鐵礦）等多家單位，都擬采用本發(fā)明進行多金屬的分離、回收利用，完成了建廠設計所要求的半工業(yè)型試驗。此外，復合粘結(jié)劑成功用于強化有色金屬硫化礦燒結(jié)。
本發(fā)明在國際上也產(chǎn)生了較大影響。美國、德國、加拿大及印度等國的多家公司都曾來函、來電或來人，探討交流合作事宜。目前，已與印度的ELECTROTHERM有限公司、美國斯維達拉公司等境外單位正式接觸，商定合作意向。
采用本成果年產(chǎn)30萬噸直接還原鐵的工廠（兩條大型回轉(zhuǎn)窯）進入設計階段，預計2007年7月投產(chǎn)。
項目負責人邱冠周教授、博士生導師，中南大學副校長。中國顆粒協(xié)會常務理事、中國礦業(yè)學會理事、中國大洋協(xié)會常務理事及教育部科學技術委員會材料學部副主任。在礦物加工科技領域承擔過21項重要科研項目，15項成果通過省部級鑒定，獲國家科技進步一等獎1項，國家科技進步二等獎1項，國家發(fā)明二等獎1項；省部級一等獎6項、二等獎4項；2項科技成果分別被評為1998年和2002年中國高校十大科技進展。獲得國家發(fā)明專利8項；被評為國家有突出貢獻的博士、入選教育部跨世紀人才42名首批專家和國家有突出貢獻的中青年專家，是礦物加工國家創(chuàng)新群體的學術帶頭人和“973”項目首席科學家。針對我國鐵礦資源特點，他所領導的課題組經(jīng)過十多年的攻關，成功開發(fā)出“鐵精礦復合粘結(jié)劑球團煤基直接還原新工藝”，該成果獲2005年度國家發(fā)明二等獎。
直接還原鐵含鐵量高、成份穩(wěn)定而純凈，不僅是替代廢鋼的理想電爐原料，而且是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼和特殊鋼時不可缺少的稀釋劑，發(fā)達國家電爐爐料比中DRI已高達40%%-50%%。目前世界鋼鐵生產(chǎn)正加速向“直接還原鐵/廢鋼—電爐煉鋼”的短流程方向發(fā)展，直接還原鐵生產(chǎn)已成為發(fā)展熱點之一。
目前我國鋼鐵產(chǎn)量已居世界第一，但優(yōu)、特鋼比例偏低，品種結(jié)構(gòu)不合理，仍需大量進口。電爐是公認的冶煉優(yōu)、特鋼有效手段，我國電爐鋼的生產(chǎn)能力目前已達4000萬噸/年以上，尚有一批大型電爐在建或即將投產(chǎn)。但廢鋼特別是直接還原鐵資源的短缺，已嚴重制約了其生產(chǎn)能力的發(fā)揮和產(chǎn)品檔次的提高。一部分企業(yè)采用加鐵水的辦法來補充廢鋼和直接還原鐵資源的不足，但只能生產(chǎn)普通鋼材。我國電爐鋼比僅18%%左右（發(fā)達國家已在50%%以上），直接還原鐵在電爐爐料比中平均不到5%%(世界平均水平為15%%)，其中大部分直接還原鐵是從國外進口的。因此，加速發(fā)展直接還原鐵的生產(chǎn)是實現(xiàn)我國鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、質(zhì)量優(yōu)化的戰(zhàn)略需要。
直接還原鐵的生產(chǎn)方法有多種，但由于我國天然氣和優(yōu)質(zhì)鐵塊礦資源缺乏，而非焦煤資源十分豐富、分布較廣。因此，我國適合發(fā)展以鐵精礦球團為原料的“回轉(zhuǎn)窯煤基直接還原法”。此類方法中，目前技術成熟、應用較廣的為“二步法”直接還原工藝。它以膨潤土為粘結(jié)劑，將鐵精礦造球，先經(jīng)高溫（1200-1300℃）氧化焙燒固結(jié)后，再入窯進行高溫（1050-1100℃）直接還原，故需經(jīng)兩步高溫過程方能獲得直接還原鐵。所以其工藝流程長、高溫設備多、建設投資大、能源消耗高、加工成本高、產(chǎn)品鐵品位低。此外，氧化球團礦孔隙率小、還原速度慢、還原過程中存在著較嚴重的粉化現(xiàn)象。這都嚴重制約了其推廣應用和我國直接還原鐵生產(chǎn)的發(fā)展。
本發(fā)明是根據(jù)我國經(jīng)濟建設之急需，針對鐵精礦球團二步法回轉(zhuǎn)窯直接還原工藝中需二步高溫過程、流程長、窯容利用系數(shù)低及粉化率高等技術難題，在原國家計委和國家科委的立項支持下，由研究、設計和生產(chǎn)單位通力合作、八十多位科研人員歷經(jīng)十余年努力所取得的研究成果。
該成果發(fā)明了具粘結(jié)、放熱、催化等多項功能的復合粘結(jié)劑及與之配套的混合料活化預處理工藝、強制分級造成球技術、“全窯高溫、快速還原”的直接還原熱工體系，以復合粘結(jié)劑球團取代高溫氧化焙燒球團入窯，由此省掉了一步高溫（1200℃以上）氧化焙燒過程及相關設備，變兩步高溫為一步高溫過程生產(chǎn)直接還原鐵。從根本上解決了上述技術難題。經(jīng)原冶金部組織的20個單位的34位專家鑒定，認為本發(fā)明“國內(nèi)外尚無先例。是煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原的一項重大的工藝技術突破”，“具有創(chuàng)新性、開拓性”。為我國直接還原鐵生產(chǎn)的發(fā)展開拓了一條新途徑。
本發(fā)明于1992年在原冶金部西昌410廠成功地完成了工業(yè)性試驗，分別于1998年和1999年在山東魯中冶金礦山公司、北京密云冶金礦山公司建廠投產(chǎn)。其中密云冶金礦山公司直接還原球團廠的主要技術經(jīng)濟指標為：窯容利用系數(shù)0.8t/m3•d、金屬化率94%%、磁性粉率<2%%、煤耗650Kg/t.DRI左右、產(chǎn)品含鐵90%%以上、作業(yè)率92%%以上。已達到回轉(zhuǎn)窯直接還原的國際領先水平。設計能力為年產(chǎn)6.2萬噸的回轉(zhuǎn)窯，實際年產(chǎn)量已達9萬噸以上，近三年累計經(jīng)濟效益13972萬元。
經(jīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對比、計算，
“二步法”工藝相比，本發(fā)明工藝流程縮短40%%左右、基建與設備投資減少30%%以上、節(jié)煤15%%左右、節(jié)電約20%%、降低成本21%%、產(chǎn)品含鐵量提高1.0%%，經(jīng)濟、社會效益都十分顯著。因而勢必易為廠家所接受，能較快的推廣應用，具有很強的市場競爭力。
本發(fā)明中的復合粘結(jié)劑已用于有色金屬、煤炭及化工行業(yè)的粉體成型，經(jīng)濟效益顯著，顯著地推動了相關行業(yè)的技術進步。此外，先后有10余家單位已簽訂合作合同，擬采用本發(fā)明建廠。
在多金屬共生鐵礦綜合利用領域，攀鋼集團（釩鈦磁鐵礦）、重鋼集團（含鈦鐵精礦）、內(nèi)蒙黃岡（高錫、鋅、砷鐵礦）等多家單位，都擬采用本發(fā)明進行多金屬的分離、回收利用，完成了建廠設計所要求的半工業(yè)型試驗。此外，復合粘結(jié)劑成功用于強化有色金屬硫化礦燒結(jié)。
本發(fā)明在國際上也產(chǎn)生了較大影響。美國、德國、加拿大及印度等國的多家公司都曾來函、來電或來人，探討交流合作事宜。目前，已與印度的ELECTROTHERM有限公司、美國斯維達拉公司等境外單位正式接觸，商定合作意向。
采用本成果年產(chǎn)30萬噸直接還原鐵的工廠（兩條大型回轉(zhuǎn)窯）進入設計階段，預計2007年7月投產(chǎn)。
|
|
相關鏈接
|
|