直接还原铁工程可行性研究报告.docx

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直接还原铁工程可行性研究报告

一、总论

项目名称：

年产30万吨直接还原铁工程

建设单位：

钢铁集团公司

项目负责人：

行政隶属：

项目设计单位：

有限责任公司

设计负责人：

总设计师

1.1可行性研究报告编制依据

本可行性研究报告是受集团公司的委托编制而成。

1.2项目可行性研究的范围和内容

1.2.1遵照委托书的要求，年产30万吨直接还原铁生产线采AMR---CBI工艺生产直接还原铁，本可行性研究报告就此进行技术论证。

1.2.2在厂址及外部运输条件确定的情况下，研究最佳的总图布置方案。

1.2.3针对新建年产30万吨直接还原铁工程进行市场调查、分析和预测。

1.2.4针对新建年产30万吨直接还原铁工程进行方案比较确定。

1.2.5原、燃料来源和水电供应。

1.2.6环保、安全和工业卫生、消防

1.2.7能源利用和节能措施

1.2.8投资估算和资金筹措

1.2.10经济分析

1.3项目可行性研究遵循的原则

1.3.1年产30万吨直接还原铁生产线采用机械化、自动化程度较高的AMR—CBI工艺。

1.3.2充分利用还原炉的余热，选择节能、低噪声设备。

1.3.3实现机械化装卸料

1.3.4实现自动化控制

1.3.5做好环境保护

1.3.6充分利用原有设备、设施，在满足工艺要求的前提下，尽量节约投资。

1.3.7年产30万吨直接还原铁生产线选用先进的SiC罐或金属罐，工程整体达到国内直接还原铁生产的先进水平。

1.3.8投资估算实事求是，但要尽可能节约投资。

1.3.9年产30万吨直接还原铁生产线进度按10个月考虑。

1.3.10认真执行国家及有关行业规范、规程和标准。

1.3.11尽可能利用集团公司现有资源条件，降低投资成本，提高经济效益。

二直接还原铁的用途

直接还原铁是精铁粉在炉内经低温还原形式的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂、稀释剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。

近年来由于钢铁产品朝小型轻量化、功能高级化、复合化方向发展，故钢材中非金属材料和有色金属使用比例增加，致使废钢质量不断下降。

废钢作为电炉钢原料，由于其来源不同，化学成分波动很大，而且很难掌握、控制，这给电炉炼钢作业带来了极大的困难。

如果用一定比例的直接还原铁（30-50%）作为稀释剂与废钢搭配不仅可增加钢材的均匀性，改善和提高钢的物理性质，从而达到生产优质钢的目的。

因此，直接还原铁不仅仅是优质废钢的替代物，还是生产优质钢材必不可少的高级原料（天津无缝钢管公司国外设计中就明确要求必须配50%的直接还原铁）。

根据国外报导，高功率电炉冶炼时，炉料搭配30-50%直接还原铁，生产率提高10-25%，作业率提高25-30%，每吨炉料平均节约电能27%，节约炼钢时间28%，耗氧量降低22%，钢材物理性能明显提高。

就此，在电炉钢炉料中搭配一定量直接还原铁不仅可以提高电炉的生产能力，而且还能降低电耗和生产成本。

根据国家统计局公布的数字显示，我国九七年的钢产量已突破亿吨大关，成为世界第一产钢大国，但能源的消耗也是惊人的，吨钢能耗比日本和西方国家高出很多，除技术上的原因外，与我国不同工艺流程的比例有很大的关系。

截止目前，我国电炉钢产量只占总产量的25%，大大低于西方国家的平均值45%。

提高电炉钢的产量必须在电力供应和原料保证上做文章。

实践证明，纯净合格的直接还原铁，是电炉的理想原料，这在西方发达国家普遍得到了认可。

“九五”期间，冶金工业调整—优化钢材结构，由注重规模与产量转变为注重质量和效益，要提高钢的质量，如果原料仍以废钢为主，将是很困难的。

这是因为废钢中有害杂质Sn、As、Cu等几乎100%残留钢中。

据有关报道，美国在25年

间，碳素钢中Cu含量上升20%。

镍铬增加1.2倍，锡增加2倍，因此，单纯使用废钢提高炼钢质量将是非常困难的，而使用部分直接还原铁就避免了这些问题，所以对冶炼优质钢和特种钢，如石油套管、汽车用钢、核电站用钢、军用钢等配用直接还原铁是非常重要的，也可以说生产特种钢和优质钢就必须配用直接还原铁。

由上述可知，直接还原铁是生产优质钢和特种钢的必用材料，是补充废钢不足的优质电炉原料，可作为转炉炼钢的冷却剂，还可用于粉末冶金。

三直接还原铁市场预测

根据国家冶金局的统计，1998年我国电炉钢产量已达2000多万吨。

2004年我国电炉钢产量达5000多万吨。

我国钢铁工业今年将需要9000万吨废钢、直接还原铁、铁块等固体金属炉料，由于我国连铸比已提高到85%。

如按85%的连铸和15%的模铸计算，钢铁工业自返废钢不足1500万吨。

社会能提供给炼钢用的废钢不超过2500万吨，包括拆船在内，所以，我国目前正常冶炼的废钢缺口达3000万吨以上。

如按30%的比例配直接还原铁的话，只缺口部分就需求900万吨直接还原铁，直接还原铁在我国还是新东西，生产直接还原铁在我国才刚刚起步，许多钢厂正在逐步认识它、使用它，特钢厂更是离不开它。

我国对直接还原铁的需求量越来越大，年需求总量可达1000万吨。

2002年我国从国外进口直接还原铁130万吨，2003年进口量达170万吨，今年进口量可达250万吨，而我国直接还原铁生产能力仅为60万吨/年，2002年直接还原铁产量只有35万吨，2003年产量为40万吨，2004年产量达50万吨，远远不能保证需求，因此，市场容量很大，为了加速我国钢铁行业的发展，让我国成为钢铁强国，原冶金部不惜花巨资引进国外先进技术和主要设备在天津无缝钢管公司建成年产30万吨规模直接还原铁厂，与已建成的超高功率电弧炉配套。

2003年九月国家冶金局在张家界召开的第六次直接还原铁会议上，周传典副部长作了重要讲话，要求把直接还原铁生产提上议事日程，要求各级领导重视这个问题。

把我们的责任和紧迫感落到实处，要大力支持有条件的企业上直接还原铁项目，并提高其积极性，冶金局已将直接还原铁列为“十五”三大科技开发项目之一，国家计委已列为投资方向予以支持。

四直接还原铁的发展前景

我国钢铁工业迅速发展，今年将是连续十一年超亿吨，2002年钢铁产量为1.8亿吨，2003年达2.2亿吨，2004年达到2.5亿吨，2005年我国粗钢产量为3.49亿吨，钢材产量为3.4亿吨，其中板材1.46亿吨，市场占有率为93%，进口钢材2582万吨，出口钢材2000万吨，2006年我国粗钢产量为4亿吨，进口钢材为3320万吨，其中，大多数为薄钢等优质钢材，出品钢材2500万吨，2007年我国钢产量可达4.2亿吨，已成为世界第一产钢大国和耗钢大国。

但是我国并不是钢铁强国，钢铁产品在国际市场上没有竞争力，在钢材品种和质量方面，还不适应国民经济的发展的要求。

我国每年还要从国外进口钢材几仟万吨（主要是优质钢和特种钢）。

随着今后对钢铁产品品种和质量要求的不断提高，从调整钢铁产品结构、提高市场竞争力来看，发展电炉炼钢势在必行，而且，电炉炼钢基建费用和生产成本低，建设周期短，同时电炉冶炼技术也在快速发展。

随着市场对钢铁产品质量要求的提高，保护生态环境要求的严格，电力供应的日益充足，必将推动电炉短流程的发展，电炉炼钢能力了必将得到快速增长，这样废钢短缺将进一步加剧。

用生铁代替废钢，将延长电炉冶炼时间，增加氧气消耗，降低电炉寿命。

用直接还原铁补充废钢的不足，将是必然的结果。

世界直接还原铁工艺已进入技术成熟、稳步发展阶段。

作为直接还原铁，由于其成分稳定，有害元素含量低，特别是不易氧化的金属夹杂元素少，粒度均匀，不仅可以补充我国废钢的不足，而且作为电炉炼钢的原料和转炉炼钢的冷却剂，对保证我国钢材的质量，特别是合金钢的质量，起着不可替代的作用，是炼钢的优质原料。

适应我国当前产品结构优化，加快发展我国直接还原工业是今后我国钢铁工业发展刻不容缓的任务。

在走向钢铁强国的进程中，发展立足本国资源特征的直接还原铁工业，才是发展钢铁强国的必经之路，而煤基法生产直接还原铁工艺是我国的首选工艺，其中机械化、自动化程度较高的煤基AMR—CBI工艺是先进、可靠、经济的工艺。

就世界直接还原铁的生产来说，发展速度很快，前景甚为乐观，1980年，世界直接还原铁产量仅728万吨，1998年增加到3709万吨，还原铁平均年增长10.42%，2001年产量4051万吨，2002年产4300万吨，2003年达4950万吨，2004年达到5460万吨，2005年达到了6000万吨，2006年达到了6500万吨，其中印度为140万吨，增长率为16.6%，委内瑞拉为960万吨，增长率为11%，伊朗为720万吨，增长率为6.8%，墨西哥为585万吨，增长率为-7.9%。

而我国直接还原铁生产能力为90万吨/年，2002年产量为35万吨，2003年产量为40万吨，2004年产量为40万吨，2005年也仅为43万吨左右，2006年产量为60万吨。

世界冶金行业把我国的直接还原铁产量定为零。

2007年九月份，中国华人民共和国总书记亲自参观考察了澳大利亚海绵铁公司海绵铁生产线，说明了我国对海绵铁的重视。

1995年6月20日国家计划委员会、国家经济贸易委员会、对外贸易经济合作部共同下令把“直接还原铁”列为鼓励外商投资产业，黑色冶金工业中第一位，2004年、2005年、2006年均被国家发改委和国家经贸委，列为国家鼓励投资项目。

我国直接还原铁工业前景甚为乐观。

五价格分析

在第六次全国直接还原技术交流会上，与会专家一致认为，直接还原铁是国内外公认的优质电炉炉料，它是电炉冶炼纯净钢和优质钢的理想炉料，不能单纯把它视为一般废钢的代用品。

2003年8月中国金属学会在张家界召开的“直接还原铁电炉炼钢应用技术研讨交流会”上，着重推广在电炉冶炼中使用直接还原铁。

会议最后确认直接还原铁的价格高于优质废钢的10%，这也符合“优质优价”的原则。

在国外，由于直接还原铁在炼钢中的作用，其价格一直高于优质废钢价格的10%。

最近几年，随着国际市场优质废钢的短缺，直接还原铁的价格逐步上涨，废钢需求量每增加8.8%，其价格就自然上升10%。

根据目前我国直接还原铁的生产才刚刚起步，电炉用直接还原铁处于推广阶段，又根据目前优质废钢的价格为3000～3300元/吨，以及现国内某直接还原铁制造企业销售价为3000～3400元/吨（全铁品位为90%，未经压块），以及从印度等国家进口直接还原铁到厂价格为3500元/吨左右。

我们生产出全铁品位在92%以上，密度大于4.5g/cm3的优质直接还原铁冷压块售价为3100元/吨，是绝对没有问题的，市场是极容易接受的。

六工艺比较

世界直接还原工艺根据使用还原剂的不同，可分为两大类:

使用气体还原剂的气基直接还原法和使用固体还原剂的煤基直接还原法。

气基直接还原法，主要分布在中东、南美等天然气资源丰富的地区，这些地区以电炉短流程为主的钢铁工业也得到迅猛发展。

代表工艺为Midrex竖炉法、HYL，反应罐法和流态化法。

煤基直接还原法，主要分布在南非、印度、新西兰等地，天然气资源有限，但有优质的铁矿资源和丰富的煤炭资源。

代表工艺有SL-RN法和Krupp法。

我国从能源储量和合理利用考虑，还不能为冶金工业生产提供足够的天然气，即使有气可用，成本也太高，生产一吨直接还原铁，若用天然气要400～500m3，天然气部分的成本就占600～750元；若用煤气，要1600m3，煤气成本1600元。

因此气基直接还原无法考虑。

在国内使用较多的工艺有回转窑工艺隧道窑工艺和倒焰窑工艺三种，均为煤基还原法。

倒焰窑在我国发展较早，其特点有：

投资少、上马快、成本低、规模灵活、操作简单、对原料要求低，但其产品质量差且不稳定，生产效率低、能耗高、劳动强度大、操作环境差、环境污染严重、装备水平落后、全人工操作，无机械化可言，但因其投资少还有一些小型企业在使用。

但国家不允许直接使用。

隧道窑工艺具有工艺成熟可靠、投资少、见效快、成本低、产品品位高且稳定、操作