[科普中国]-强化熔融还原法

强化熔融还原法(INRED process)是一种熔融还原炼铁工艺。原名INRED法，由瑞典Boliden公司于20世纪70年代初研究开发。

简介强化熔融还原法(INRED process)是一种熔融还原炼铁工艺。原名INRED法，由瑞典Boliden公司于20世纪70年代初研究开发。

熔融(英文 melting;fusion)，是指温度升高时，分子的热运动的动能增大，导致结晶破坏，物质由晶相变为液相的过程。是一级相转变，有热焓、熵和体积的增大。发生熔融的温度叫熔点或熔融温度。小分子晶体的熔点温度范围很窄(一般小于1℃)，而聚合物由于结晶不完全，其熔融温度往往是一个较宽的范围(一般为10~20℃)。常温下是固体的物质在达到一定温度后熔化，成为液态，称为熔融状态。也是液态，只是在常温下不稳定。熔融状态是化学中使用的名词，对应物理中即为熔化过程中的固液共存状态。只有晶体在熔点时可能处于固液共存状态。

强化熔融还原法工艺这种工艺由喷入煤粉和氧气对矿粉进行闪烁熔炼的预还原部分和电弧炉终还原部分组成熔融还原主体，加上排出煤气净化及热回收设备和发电设备所构成，如图示。预还原闪烁熔炼炉设置在终还原电弧炉正上方。矿粉、熔剂以及煤粉和氧气同时从闪烁炉顶部沿切线方向喷入形成旋流。煤粉在炉内燃烧产生高温，闪烁炉中、下部还设有二次和三次氧气喷嘴，使终还原产生的CO部分燃烧，从而使闪烁炉温度高达1900~2000℃。矿粉在闪烁熔炼炉停留约0.2~0.3s，矿粉迅速还原并熔化。 铁氧化物还原为FeO及极少量金属铁，约20%~30%。高FeO熔渣与煤粉未燃尽的焦末一起落入下部终还原炉，在落下的过程中继续还原，由于大量吸热，炉料温度从1900℃下降到1450℃左右，变成多孔糊状或固体料。由于预还原产生的熔渣为高FeO渣，为防止其下降过程中严重侵蚀炉衬，采用水冷结构炉墙。闪烁炉排出烟气的烟道上设有废热锅炉，以回收废气余热。烟气主要含CO2，Pb、Zn、As和碱金属等呈蒸气随烟气排出1。

强化熔融还原法应用该法可使用非焦煤和含铝、锌、砷及碱金属元素较高的原料，工艺简单，设备投资省，生产成本低。瑞典于1976年在Lulea冶金研究所Mefos建设了一套3~4t/h的试验装置，1982年建成8t/h的中间试验工厂，现正筹建20万t/a的生产工厂。

熔融还原法熔融还原法是指不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法，其产品是成分与高炉铁水相近的液态铁水。开发熔融还原法的目的是取代或补充高炉法炼铁。目前世界上熔融还原法很多，如Corex工艺、HIsmelt工艺、Finex工艺等，其中Corex工艺技术比较成熟并已形成工业生产规模2。

特点熔融法炼铁有以下特点：

（1）燃料用煤而不用焦炭，可不建焦炉，减少污染。

（2）可用与高炉一样的块状含铁原料或直接用矿粉作原料。如用矿粉作原料，可不建烧结厂或球团厂。

（3）全用氧气而不用空气，氧气消耗量大。

（4）可生产出与高炉铁水成分、温度基本相同的铁水，供转炉炼钢。

（5）除生产铁水外，还产生大量的高热值煤气。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学