铁精矿复合粘结剂球团直接还原法实现创新
http://www.51xue.org.cn 2007/5/30 源自:中华职工学习网 【字体：
】
】
中南大学“铁精矿复合粘结剂球团直接还原法”项目荣获2005年度国家技术发明奖二等奖。
项目负责人邱冠周教授、博士生导师，中南大学副校长。中国颗粒协会常务理事、中国矿业学会理事、中国大洋协会常务理事及教育部科学技术委员会材料学部副主任。在矿物加工科技领域承担过21项重要科研项目，15项成果通过省部级鉴定，获国家科技进步一等奖1项，国家科技进步二等奖1项，国家发明二等奖1项；省部级一等奖6项、二等奖4项；2项科技成果分别被评为1998年和2002年中国高校十大科技进展。获得国家发明专利8项；被评为国家有突出贡献的博士、入选教育部跨世纪人才42名首批专家和国家有突出贡献的中青年专家，是矿物加工国家创新群体的学术带头人和“973”项目首席科学家。针对我国铁矿资源特点，他所领导的课题组经过十多年的攻关，成功开发出“铁精矿复合粘结剂球团煤基直接还原新工艺”，该成果获2005年度国家发明二等奖。
直接还原铁含铁量高、成份稳定而纯净，不仅是替代废钢的理想电炉原料，而且是冶炼优质钢和特殊钢时不可缺少的稀释剂，发达国家电炉炉料比中DRI已高达40%%-50%%。目前世界钢铁生产正加速向“直接还原铁/废钢—电炉炼钢”的短流程方向发展，直接还原铁生产已成为发展热点之一。
目前我国钢铁产量已居世界第一，但优、特钢比例偏低，品种结构不合理，仍需大量进口。电炉是公认的冶炼优、特钢有效手段，我国电炉钢的生产能力目前已达4000万吨/年以上，尚有一批大型电炉在建或即将投产。但废钢特别是直接还原铁资源的短缺，已严重制约了其生产能力的发挥和产品档次的提高。一部分企业采用加铁水的办法来补充废钢和直接还原铁资源的不足，但只能生产普通钢材。我国电炉钢比仅18%%左右（发达国家已在50%%以上），直接还原铁在电炉炉料比中平均不到5%%(世界平均水平为15%%)，其中大部分直接还原铁是从国外进口的。因此，加速发展直接还原铁的生产是实现我国钢铁工业结构调整、质量优化的战略需要。
直接还原铁的生产方法有多种，但由于我国天然气和优质铁块矿资源缺乏，而非焦煤资源十分丰富、分布较广。因此，我国适合发展以铁精矿球团为原料的“回转窑煤基直接还原法”。此类方法中，目前技术成熟、应用较广的为“二步法”直接还原工艺。它以膨润土为粘结剂，将铁精矿造球，先经高温（1200-1300℃）氧化焙烧固结后，再入窑进行高温（1050-1100℃）直接还原，故需经两步高温过程方能获得直接还原铁。所以其工艺流程长、高温设备多、建设投资大、能源消耗高、加工成本高、产品铁品位低。此外，氧化球团矿孔隙率小、还原速度慢、还原过程中存在着较严重的粉化现象。这都严重制约了其推广应用和我国直接还原铁生产的发展。
本发明是根据我国经济建设之急需，针对铁精矿球团二步法回转窑直接还原工艺中需二步高温过程、流程长、窑容利用系数低及粉化率高等技术难题，在原国家计委和国家科委的立项支持下，由研究、设计和生产单位通力合作、八十多位科研人员历经十余年努力所取得的研究成果。
该成果发明了具粘结、放热、催化等多项功能的复合粘结剂及与之配套的混合料活化预处理工艺、强制分级造成球技术、“全窑高温、快速还原”的直接还原热工体系，以复合粘结剂球团取代高温氧化焙烧球团入窑，由此省掉了一步高温（1200℃以上）氧化焙烧过程及相关设备，变两步高温为一步高温过程生产直接还原铁。从根本上解决了上述技术难题。经原冶金部组织的20个单位的34位专家鉴定，认为本发明“国内外尚无先例。是煤基回转窑直接还原的一项重大的工艺技术突破”，“具有创新性、开拓性”。为我国直接还原铁生产的发展开拓了一条新途径。
本发明于1992年在原冶金部西昌410厂成功地完成了工业性试验，分别于1998年和1999年在山东鲁中冶金矿山公司、北京密云冶金矿山公司建厂投产。其中密云冶金矿山公司直接还原球团厂的主要技术经济指标为：窑容利用系数0.8t/m3•d、金属化率94%%、磁性粉率<2%%、煤耗650Kg/t.DRI左右、产品含铁90%%以上、作业率92%%以上。已达到回转窑直接还原的国际领先水平。设计能力为年产6.2万吨的回转窑，实际年产量已达9万吨以上，近三年累计经济效益13972万元。
经生产数据的对比、计算，
“二步法”工艺相比，本发明工艺流程缩短40%%左右、基建与设备投资减少30%%以上、节煤15%%左右、节电约20%%、降低成本21%%、产品含铁量提高1.0%%，经济、社会效益都十分显著。因而势必易为厂家所接受，能较快的推广应用，具有很强的市场竞争力。
本发明中的复合粘结剂已用于有色金属、煤炭及化工行业的粉体成型，经济效益显著，显著地推动了相关行业的技术进步。此外，先后有10余家单位已签订合作合同，拟采用本发明建厂。
在多金属共生铁矿综合利用领域，攀钢集团（钒钛磁铁矿）、重钢集团（含钛铁精矿）、内蒙黄冈（高锡、锌、砷铁矿）等多家单位，都拟采用本发明进行多金属的分离、回收利用，完成了建厂设计所要求的半工业型试验。此外，复合粘结剂成功用于强化有色金属硫化矿烧结。
本发明在国际上也产生了较大影响。美国、德国、加拿大及印度等国的多家公司都曾来函、来电或来人，探讨交流合作事宜。目前，已与印度的ELECTROTHERM有限公司、美国斯维达拉公司等境外单位正式接触，商定合作意向。
采用本成果年产30万吨直接还原铁的工厂（两条大型回转窑）进入设计阶段，预计2007年7月投产。
项目负责人邱冠周教授、博士生导师，中南大学副校长。中国颗粒协会常务理事、中国矿业学会理事、中国大洋协会常务理事及教育部科学技术委员会材料学部副主任。在矿物加工科技领域承担过21项重要科研项目，15项成果通过省部级鉴定，获国家科技进步一等奖1项，国家科技进步二等奖1项，国家发明二等奖1项；省部级一等奖6项、二等奖4项；2项科技成果分别被评为1998年和2002年中国高校十大科技进展。获得国家发明专利8项；被评为国家有突出贡献的博士、入选教育部跨世纪人才42名首批专家和国家有突出贡献的中青年专家，是矿物加工国家创新群体的学术带头人和“973”项目首席科学家。针对我国铁矿资源特点，他所领导的课题组经过十多年的攻关，成功开发出“铁精矿复合粘结剂球团煤基直接还原新工艺”，该成果获2005年度国家发明二等奖。
直接还原铁含铁量高、成份稳定而纯净，不仅是替代废钢的理想电炉原料，而且是冶炼优质钢和特殊钢时不可缺少的稀释剂，发达国家电炉炉料比中DRI已高达40%%-50%%。目前世界钢铁生产正加速向“直接还原铁/废钢—电炉炼钢”的短流程方向发展，直接还原铁生产已成为发展热点之一。
目前我国钢铁产量已居世界第一，但优、特钢比例偏低，品种结构不合理，仍需大量进口。电炉是公认的冶炼优、特钢有效手段，我国电炉钢的生产能力目前已达4000万吨/年以上，尚有一批大型电炉在建或即将投产。但废钢特别是直接还原铁资源的短缺，已严重制约了其生产能力的发挥和产品档次的提高。一部分企业采用加铁水的办法来补充废钢和直接还原铁资源的不足，但只能生产普通钢材。我国电炉钢比仅18%%左右（发达国家已在50%%以上），直接还原铁在电炉炉料比中平均不到5%%(世界平均水平为15%%)，其中大部分直接还原铁是从国外进口的。因此，加速发展直接还原铁的生产是实现我国钢铁工业结构调整、质量优化的战略需要。
直接还原铁的生产方法有多种，但由于我国天然气和优质铁块矿资源缺乏，而非焦煤资源十分丰富、分布较广。因此，我国适合发展以铁精矿球团为原料的“回转窑煤基直接还原法”。此类方法中，目前技术成熟、应用较广的为“二步法”直接还原工艺。它以膨润土为粘结剂，将铁精矿造球，先经高温（1200-1300℃）氧化焙烧固结后，再入窑进行高温（1050-1100℃）直接还原，故需经两步高温过程方能获得直接还原铁。所以其工艺流程长、高温设备多、建设投资大、能源消耗高、加工成本高、产品铁品位低。此外，氧化球团矿孔隙率小、还原速度慢、还原过程中存在着较严重的粉化现象。这都严重制约了其推广应用和我国直接还原铁生产的发展。
本发明是根据我国经济建设之急需，针对铁精矿球团二步法回转窑直接还原工艺中需二步高温过程、流程长、窑容利用系数低及粉化率高等技术难题，在原国家计委和国家科委的立项支持下，由研究、设计和生产单位通力合作、八十多位科研人员历经十余年努力所取得的研究成果。
该成果发明了具粘结、放热、催化等多项功能的复合粘结剂及与之配套的混合料活化预处理工艺、强制分级造成球技术、“全窑高温、快速还原”的直接还原热工体系，以复合粘结剂球团取代高温氧化焙烧球团入窑，由此省掉了一步高温（1200℃以上）氧化焙烧过程及相关设备，变两步高温为一步高温过程生产直接还原铁。从根本上解决了上述技术难题。经原冶金部组织的20个单位的34位专家鉴定，认为本发明“国内外尚无先例。是煤基回转窑直接还原的一项重大的工艺技术突破”，“具有创新性、开拓性”。为我国直接还原铁生产的发展开拓了一条新途径。
本发明于1992年在原冶金部西昌410厂成功地完成了工业性试验，分别于1998年和1999年在山东鲁中冶金矿山公司、北京密云冶金矿山公司建厂投产。其中密云冶金矿山公司直接还原球团厂的主要技术经济指标为：窑容利用系数0.8t/m3•d、金属化率94%%、磁性粉率<2%%、煤耗650Kg/t.DRI左右、产品含铁90%%以上、作业率92%%以上。已达到回转窑直接还原的国际领先水平。设计能力为年产6.2万吨的回转窑，实际年产量已达9万吨以上，近三年累计经济效益13972万元。
经生产数据的对比、计算，
“二步法”工艺相比，本发明工艺流程缩短40%%左右、基建与设备投资减少30%%以上、节煤15%%左右、节电约20%%、降低成本21%%、产品含铁量提高1.0%%，经济、社会效益都十分显著。因而势必易为厂家所接受，能较快的推广应用，具有很强的市场竞争力。
本发明中的复合粘结剂已用于有色金属、煤炭及化工行业的粉体成型，经济效益显著，显著地推动了相关行业的技术进步。此外，先后有10余家单位已签订合作合同，拟采用本发明建厂。
在多金属共生铁矿综合利用领域，攀钢集团（钒钛磁铁矿）、重钢集团（含钛铁精矿）、内蒙黄冈（高锡、锌、砷铁矿）等多家单位，都拟采用本发明进行多金属的分离、回收利用，完成了建厂设计所要求的半工业型试验。此外，复合粘结剂成功用于强化有色金属硫化矿烧结。
本发明在国际上也产生了较大影响。美国、德国、加拿大及印度等国的多家公司都曾来函、来电或来人，探讨交流合作事宜。目前，已与印度的ELECTROTHERM有限公司、美国斯维达拉公司等境外单位正式接触，商定合作意向。
采用本成果年产30万吨直接还原铁的工厂（两条大型回转窑）进入设计阶段，预计2007年7月投产。
|
|
相关链接
|
|