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希尔(HYL ) 工艺的发展状况

希尔法海绵铁生产技术属墨西哥希尔萨公司所有, 它是用天然气和水蒸汽制取还原气, 然后还原气在竖炉中将铁矿石还原成海绵铁。最初的希尔萨海绵铁生产技术称为HYL Ⅲ 工艺, 是固定床直接还原设备的典型代表。1957 年希尔萨公司在墨西哥蒙特雷建成世界首家工业性直接还原厂——Hylsa 1M厂, 此后巴西、委内瑞拉、印度尼西亚等国相继引进该直接还原技术。70 年代, 在美国M IDREX 公司的逆流式移动床直接还原工艺成功地投入工业应用以后, 希尔萨公司在HYL É 工艺的基础上开发出高压逆流式移动床直接还原反应器, 即HYL Ⅲ竖炉。

1980 年希尔萨公司在蒙特雷建成第一套工业规模的HYL Ⅲ工艺装置并投入生产。随着HYL Ⅲ竖炉的日益完善和成熟, HYL Ⅲ海绵铁生产技术在世界范围内得到推广和应用。

1997 年世界海绵铁总产量大于3 500 万t, 其中希尔工艺生产的海绵铁为954 万t (HYL Ⅲ工艺生产的海绵铁占了72 % ) , 比1996 年增加了417 % ,至此由希尔工艺生产的海绵铁的量累计超过111 亿t [2]  。

HYL Ⅲ海绵铁生产工艺流程编辑

HYL Ⅲ海绵铁生产工艺流程可以分成两个部分, 制气界区和还原界区。制气界区包括还原气的产生和净化, 还原界区包括还原气的加热和铁矿石的还原。制气界区中, 水蒸汽和天然气混合后在重整炉中催化裂解, 产生以氢气、一氧化碳为主的合成气,经脱水后送进还原界区。裂解反应为：

CH4 + H2O = CO + 3H2

CO + H2O = CO 2 + H2

在还原界区中, 竖炉炉顶气经脱水和脱二氧化碳后, 与来自制气界区的气体混合形成还原气, 共同进入还原气加热炉。加热后的还原气从竖炉还原段底部进入炉内, 自下而上流动, 铁矿石从竖炉炉顶加入, 自上而下运动。还原气和铁矿石在逆向运动中发生化学反应, 产生海绵铁。即：

3CO + Fe2O 3 = 2Fe + 3CO 2

3H2 + Fe2O 3 = 2Fe + 3H2O

HYL Ⅲ工艺生产的海绵铁有三种:不经冷却排出炉外后, 直接进入热压块机制成热压块铁, 称HB I, 主要作为商业产品外销;热态海绵铁经全密封气力输送管道直接热送进电炉炼钢, 称HYTEM P IRON;

海绵铁进入竖炉下部冷却段后, 天然气作为冷却气通入冷却段, 海绵铁渗碳并被冷却至50 ℃以下, 然后排出竖炉, 得到DRI, 此产品主要是工厂内部使用或卖给其他工厂。

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