氢气闪速熔炼法低碳炼铁低碳

lesniko

因为炼铁是钢铁企业排放CO2的主要工序，近年来，美国、日本、韩国等都在研究低碳炼铁技术，美国开发的炼铁低碳技术主要有两项：一项是氢气闪速熔炼法，另一项是熔融氧化铁电解法。

氢气闪速熔炼法是使铁精矿粉在悬浮状态下，被热还原气体还原成金属化率较高还原铁的工艺。热还原气体可以是H2，也可以是由煤、重油等经过不完全燃烧产生的还原气体CO，或者是H2和CO的混合气体。

这是针对美国铁矿资源和世界上粉矿资源情况而开发的工艺。美国产的铁矿有60%都是粒度为-400～-500目的铁燧岩精矿粉(5000～5500万t/a，其他国家很多新的铁矿资源也需要被破碎成很细的粒度后，才能供高炉炼铁使用。氢气闪速熔炼法的目的就是不经过烧结或者球团造块，直接用这些细精矿粉生产铁水。

从环保和还原动力学观点来说，氢气非常适合作还原剂和燃料。氢气闪速熔炼法所生产的铁水可直接供后面炼钢工序。

目前已完成了试验室滴管试验和较大规模的试验[1-2]。试验发现，新技术利用H2、CH4和煤分别作燃料生产1t铁水时，对应的CO2排放量分别为71、650和1145kg，而常规高炉炼铁生产1t铁水对应的CO2排放量高达1671kg。因此，即使采用煤作燃料，新技术也比常规高炉炼铁工艺排放的CO2量显著降低。

一系列试验表明，在氢气的过剩百分数为860%(32.7kPaH2，53.4kPaN2情况下，在3.5s的停留时间里还原率约达到90%。

犹他大学认为，该工艺与高炉炼铁相比，可使能耗降低38%，因此，可很大地减少对环境的污染，尤其有利于减少二氧化碳排放。动力学检测表明，在温度为1200-1400℃时，1-7s内可快速获得90%-99%的还原率，还原率的大小取决于氢的过剩百分数。