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Page 1 of 4 读《钢铁冶金前沿技术》 世纪之交钢铁工业，从整体流程到每一个工序环节，其技术发展之速令人瞩目。中国作 为钢铁工业的大国，在面临限制总量、结构调整的关键时期，深入研究钢铁冶金前沿技术有 着重要的意义。 仔细地研读李正邦教授的《钢铁冶金前沿技术》一书，现结合自己所从事的工作，以熔 融还原和超高功率电炉为题，谈一点体会。 1、关于熔融还原 熔融还原指的是以碳或以碳为主的还原剂还原金属氧化物熔体的反应。由于钢铁工业迫 切希望改变能源、降低投资、减少污染、提高市场适应能力，80 年代以来，熔融还原已成 为国际界的一个热门话题。 熔融还原和以高炉为核心的传统炼钢技术比较，在以下几方面有明显优势， （1） 用非焦煤作燃料和还原剂，摈弃了传统的炼焦工艺，改变和扩大了可利用能 源，降低了投资和成本，减少了污染； （2 ） 取消了烧结和球化，直接使用矿石和精矿，实现短流程冶金； （3 ） 临界经济规模小，生产灵活，市场适应能力强； （4 ） 高的熔炼密度和良好的可控性。 熔融还原技术方法众多，思路迥异，就广义言，目前进入工业生产或半工业试验的方法 中有奥地利、南非的 COREX 法、日本的 DIOS 、美国的 AISI 以及德国、澳大利亚的 Hismelt 法等，其简况分列于表1。 表1 不同熔融还原方法和生产率 方法 COREX Hismelt AISI DIOS 预还原炉型 Midrex 型竖炉 循环流化床 HYL 型竖炉 流化床 温度（C ） 850 800 800 800~900 预还原度（% ） 90~95 30 30 10~20 熔融还原炉型 炉熔气化炉 水平式铁浴 双区逆流铁浴 铁浴熔炼炉 熔炼炉 熔炼炉 PCR （% ） 10 50 40 40~60 生产率（t/m3.d ） 0.9 3.8 4.6 6~7 从反应步骤看，目前国外开发的熔融还原技术基本上属于两步法，即分为预还原和终还 原。预还原是气固相反应，反应速率较终还原慢得多。为使两步序衔接良好，铁矿的预还原 度不宜过高，即便如此，预还原反应器一般也很大。预还原主要有两种方法，DIOS 、Hismelt 采用流化床，而COREX、AISI 后采用竖炉。流化床形式的最大优点是能够采用粉矿，但其 技术难度高，而竖炉预还原则有成熟的工业生产经验。在终还原反应器中进行的才是真正的 铁浴熔融还原。其核心技术是协调好供热和还原的矛盾。一方面，追求高的热利用率和二燃 率，亦即，要以足够低的煤耗，保证足够高的供能强度；另一方面又必须避免还原了的金属 接触产热的高氧化性区，以防重氧化。Hismelt、AISI 法采用卧式的终还原反应器，其解决 上述矛盾的思路与DIOS 有异。 虽然铁矿的熔融还原在不少公司已得到了全面优于高炉的成果，但由于其需现流程庞大 的系统而不敢轻举妄动，除COREX 外至今未有形成工业规模。 92 年及93 年底，上海大学和上钢五厂合作，在 15 吨复吹转炉上先后两次进行熔融还 原试验，用中等品位的铬矿和氧化镍，采用铁浴熔融还原法，直接制得了Cr 含量13%，Ni 含量 14.5% 的不锈钢母液，试验得到了合理匹配顶吹氧、渣层厚及底搅拌以及加矿速率和 Page 2 of 4 供能强度的经验。试验过程的成分变化见图1 诚然，熔融还原和高炉炼