從2013年以來,我國直接還原鐵產量近似為零,這與我國粗鋼產量世界*大國的地位極不相稱,影響了我國潔凈鋼生產和裝備制造業(yè)的發(fā)展。我國直接還原的發(fā)展現狀主要有以下表現:
回轉窯法技術成熟,因缺乏高品位鐵礦/球團原料,全部被迫停產。截至2014年底,我國曾建成煤基回轉窯直接還原鐵生產線6條(天津鋼管2條,新疆富蘊1條,北京密云、山東萊蕪、遼寧喀左各1條),年總產能約65萬噸。
天津鋼管公司引進英國戴維公司2條“DRC” ф4.80m×80m直接還原回轉窯,以塊礦或氧化球團為原料,以褐煤為還原劑和燃料,生產煉鋼用直接還原鐵。該回轉窯生產指標良好,運行穩(wěn)定,環(huán)境條件達到世界回轉窯法的*佳;但因采用進口高品位球團為原料,難以維持經濟運行,被迫停產。
國內其余的回轉窯均為我國自主開發(fā)的鏈箅機—回轉窯(一步法回轉窯直接還原鐵生產技術),以鐵精礦粉為原料,經造球—球團鏈箅機干燥、固結—加煤在回轉窯內還原。該法因回轉窯尾氣含有CO和煤的揮發(fā)分,無法保證球團在鏈箅機上實現有效氧化固結,進入回轉窯的球團的抗壓強度,尤其是球團的耐磨強度難以達到回轉窯對入窯球團強度的要求。回轉窯生產穩(wěn)定性差,黏結、結圈事故頻發(fā),生產未達到人們的預期,先后被迫停產。
隧道窯法曾異常發(fā)展,因原料、能耗、環(huán)保等問題已全部停產。煤基隧道窯罐式法是傳統的粉末冶金還原鐵粉還原鐵的生產方法,前幾年在我國曾經異常發(fā)展,建成隧道窯生產線數百條,總產能超過200萬噸/年。但這些隧道窯直接還原鐵生產線多遭遇鐵礦原料品位低的問題,產品難以滿足煉鋼生產對直接還原鐵的*低要求。
隧道窯法能耗高,對環(huán)境的負面影響大,單機年生產能力過小(通常小于3.0萬噸/年),產品質量穩(wěn)定性差,難以滿足煉鋼生產的質量穩(wěn)定、可批量供應的要求,逐步停產。目前,我國煉鋼用直接還原鐵的隧道窯生產線幾乎全部停產。
氣基豎爐直接還原開發(fā)因原料及還原氣問題頻頻受挫,至今未能實現工業(yè)化生產。早在上世紀70年代,我國自行設計、建設了處理釩鈦磁鐵礦球團的5m3氣基豎爐,試驗順利成功,僅因天然氣資源問題被迫終止。后來,陸續(xù)也有氣基豎爐工業(yè)化、半工業(yè)化試驗的研究,但都未能進一步開發(fā)。
2012年,山西中晉公司在左權籌備建設100萬噸/年焦化和以焦爐煤氣為還原氣的氣基豎爐年產30萬噸直接還原鐵生產線。2015年工程建設已接近完成,但因焦炭價格急劇下降,喪失維持經濟運行的條件而被迫停工。
自2005年開始,遼寧、吉林、內蒙、安徽、山西等地均有籌備建設煤制氣———氣基豎爐直接還原鐵生產線的規(guī)劃或建設項目,但均由于高品位鐵原料來源受限、制氣系統造價過高等原因未能實施。
直接還原鐵的品質是影響我國直接還原鐵發(fā)展的重要因素。在世界鋼鐵業(yè)中,直接還原鐵是公認的煉鋼生產的優(yōu)質原料,生產潔凈鋼、優(yōu)質鋼*佳殘留元素的稀釋劑;進口的直接還原鐵(DRI、HBI)在國內煉鋼生產中也是受歡迎的原料。然而,在我國國內生產的直接還原鐵因原料含鐵較低,產品質量難以滿足電爐生產潔凈鋼、優(yōu)質鋼的要求,在電爐鋼廠不受歡迎,成為影響我國直接還原鐵產業(yè)發(fā)展的重要原因之一。
總結我國直接還原鐵技術開發(fā)、生產的經驗、教訓,業(yè)內的主流認識是:我國發(fā)展直接還原鐵生產必須堅持高質量、高品質的路線。直接還原鐵產品應保證TFe≥92.0%、S≤0.0150%、P≤0.0150%、SiO2≤3.00%,殘留元素低。我國現行煉鋼用直接還原鐵標準難以滿足煉鋼生產,尤其是潔凈鋼生產對直接還原鐵的要求,應予修訂。以動力煤為原料的制氣技術和磁鐵礦精選技術的成熟,使我國具備了發(fā)展氣基豎爐生產直接還原鐵的資源條件。煤制氣—氣基豎爐是我國發(fā)展直接還原鐵生產的主導方向。