世界先进的COREX炉照片

COREX
　　COREX炼铁工艺

　　在目前比较有代表性的三种（COREX、Finex和HIsmelt）熔融还原炼铁工艺中，COREX是最先实现工业化生产的，也是工艺最成熟的，目前世界上共有4套COREX装置处于生产状态，分别是南非撒丹那的一套COREX -C2000、印度金达尔（Jindal）的二套COREX-C2000和宝钢的一套COREX-C3000。

　　一、COREX发展历程

　　COREX是由奥钢联开发的一种使用块矿或球团矿作原料、使用非焦煤作还原剂和燃料的熔融还原炼铁工艺。COREX于20世纪70年代开发，1989年第一座年产能40万t的COREX -C1000工厂在南非伊思科尔厂（Lscor）实现工业化运行（目前已停产）。1995-1999年，又先后建成了4座年产能为60-80万t的COREX-C2000工厂：一座建在韩国的浦项制铁（目前，该座COREX-C2000已被改造成世界第一座Finex装置，并于2007年4月30日点火投产），一座建在南非的撒丹那（Saldanha）（65万t/a，1998年12月建成），另外两座建在印度的金达尔（Jindal）（年产80万t，分别于1999年和2001年投产）。2007年11月，宝钢又建成投产了年产能为150万t的COREX-C3000，标志着COREX工艺又向前推进了一步。

　　二、COREX工艺过程

　　COREX工艺需使用天然矿、球团矿和烧结矿等块状铁料；燃料为非焦煤，为了避免炉料粘结并保持一定的透气性，还需要加一定数量的焦炭；熔剂主要为石灰石和白云石。原燃料经备料系统处理后，分别装入矿仓、煤仓和辅助原料仓，等待上料。

　　 COREX工艺流程示意图　将矿石、一定比例的焦炭和部分熔剂装入预还原竖炉，在炉料下降过程中完成预热和还原。降至竖炉底部的矿石已被还原成金属化率大于90％的海绵铁。海绵铁（700-800℃）、非焦煤、一定比例的焦炭和熔剂通过海绵铁螺旋加料机加入到下部的熔融气化炉中。

　　熔炼气化炉有两个作用，即将海绵铁熔炼成铁水及产生还原竖炉需要的还原气。熔融气化炉内的燃料为非焦煤，通过煤料斗加入到炉内，助燃剂使用工业纯氧，煤与氧燃烧放出熔炼和造气所需的热量。熔炼过程形成的渣铁积存于炉缸底部。燃烧和气化过程生成的煤气再由炉顶连续排出，进入煤气处理系统。处理后的煤气一部分返回还原竖炉作为热源和还原剂，一部分回收它用。

　　COREX工艺的渣铁处理与高炉相似。

　　三、南非撒丹那的COREX-C2000

　　南非撒丹那的COREX-C2000于1998年12月建成投产，设计年产量65万t，原料中60%~80%为块矿，20%~40%为球团矿，每年还使用30多万t熔剂等副原料。对煤粒度的要求是8~10mm，大于6.3mm的部分应达85%以上，小于3.5mm的要低于5%；干燥后的煤含水量要在20%以下，固定碳含量要达到60%以上，挥发分25%~28%，P含量越低越好。熔融气炉化拱顶温度高达1050℃。该套COREX-C2000的设计焦比为5%，但由于使用80%的块矿，煤的质量不佳，焦比过低时炉况不顺，因此目前该设备的焦比为13%左右，其中11%从竖炉加入，2%直接加入到熔融气化炉。燃料比1050kg/t左右，扣除5%的水分，干基燃料比1000kg/t。正常生产状态下，铁水硅含量0.5%以下，硫0.05%左右。年产水渣量27万t左右，渣中含SiO2 30%左右，含CaO35%左右，含MgO11.5%左右，Al2O3 15.7%左右。COREX-C2000的布料可分别从气化炉和竖炉处加入，煤和少量副原料从气化炉加入。COREX熔融气化炉炉顶的加煤孔安装了万向布料器，像高炉的无料钟一样，可以实现任意角度的布料。COREX炉中煤气温度高于850℃时会发生矿石粘结，低于700℃时又容易发生析炭反应。公司每年都需定期（半年一次）对炉内进行清空处理，对结块炉料进行清除。目前COREX-C2000设备的作业率为80%-90%。由于焦炭使用量少，因此死料柱较软，铁口泥包不易形成，铁口深度维持在1.5-1.9m。2002年5月，公司对COREX-C2000进行了中修，将熔融气化炉第5、6段铸铁冷却壁换成了铜冷却壁，并进行了喷涂。由于炉缸炉衬侵蚀严重，因此公司计划2008年对熔融气化炉进行大修。该COREX-C2000设备第一代寿命为9~10年。

　　四、宝钢的COREX-C3000

　　2007年11月，世界第一套COREX-C3000在宝钢罗泾投产。COREX-C3000的设计充分吸取了C1000和C2000的经验，克服了其不足，在炉体、耐材、冷却系统以及布料装置等方面做了大量改进，设计年产能达到了150万t。

　　 宝钢的COREX-C3000宝钢COREX-C3000的预还原竖炉（总高29m、还原段12m、内径8m）下部水平沿圆周方向布置了8台螺旋排料机，连续地在热状态下向熔融气化炉供料。熔融气化炉（高33m、炉缸内径9m）设28个氧气风口，氧气风口由风口小套、风口大套及氧枪组成。在半焦固定床上方的拱顶空间设有6个氧气烧嘴，以改善和调整熔融气化炉拱顶的热状态。

　　与COREX-C2000相比，宝钢COREX-C3000在熔融气化炉、还原竖炉、炉体冷却系统、布料系统以及耐材系统等方面进行了相应改进。

　　（1）熔融气化炉

　　将炉腹角加大到22°，以避免冷却壁烧蚀；风口以上采用2段铜冷却壁，增大半焦炭床的体积；增加出铁口的长度和死铁层的深度，以减轻铁水对炉缸的冲刷侵蚀；风口以上的半焦床高度由7m增加到10m。

　　（2）还原竖炉

　　加大了炉身角，以利于炉料的顺行；增大了煤气围管的直径及围管以下部分的高度；提高竖炉下部的压差，防止或减少气化炉煤气通过海绵铁下料管直接窜入还原竖炉，导致局部炉料温度过高，产生粘结。

　　（3）炉体冷却系统

　　增加了冷却壁段数，由9段增加到10段；风口以上炉腹采用2段铜冷却壁，以改善炉体的冷却效果。

　　宝钢COREX-C3000设计一代寿命为10-15年。

　　2008年4月，宝钢试制成功了COREX-C3000喷煤技术，并计划于年底投入工业应用。项目实施后，将逐步利用块煤筛下粉煤和除尘煤粉，使COREX-C3000炉直接利用粉煤，对降低炼铁成本、改善经济技术指标、提高工艺竞争力具有重要意