科雷克斯法

科雷克斯法，是唯一实现了工业化的熔融还原流程，是一种新近发展起来的炼铁 技术。英文名为COREX，这种熔融还原炼铁工艺是近年已趋成熟的新型炼铁生产方法，它不仅能使用非炼焦煤直接炼铁，而且工艺流程短、投资省、生产成本低、污染少、生产的铁水质量能与高炉铁水相媲美；能够利用排出的过程煤气在竖炉中生产海绵铁，替代优质废钢供应电炉炼钢。

科雷克斯法简介

熔融还原炼铁是当代冶金工业前沿技术之一，它的开发应用是对传统高炉炼铁工艺的根本性变革。高炉炼铁系统(包括焦化、烧结、高炉)经过几百年应用发展，具有技术完善、生产量大、设备寿命长等优点。但其流程长、投资大、污染严重、灵活性差，尤其是世界炼焦煤资源日益匮乏，在量与质上都难以满足高炉炼铁需要，促使人们开发新的炼铁工艺。

科雷克斯法，英文名为COREX，这种熔融还原炼铁工艺是近年已趋成熟的新型炼铁生产方法，它不仅能使用非炼焦煤直接炼铁，而且工艺流程短、投资省、生产成本低、污染少、生产的铁水质量能与高炉铁水相媲美；能够利用排出的过程煤气在竖炉中生产海绵铁，替代优质废钢供应电炉炼钢。这对没有条件采用天然气气基竖炉法大量生产海绵铁的我国来说，其更具意义。目前，全世界已投产和在建的COREX装置七座，到1998年COREX熔融还原炼铁将年产铁水500万t，约占世界生铁产量的1 %。

科雷克斯法工艺流程

COREX熔融还原炼铁过程在两个反应器中完成。即上部的预还原竖炉，将铁矿石还原成金属化率92 %～93%的海绵铁；下部的熔融气化炉，将海绵铁熔炼成铁水，同时发生还原煤气。如图《工艺流示》所示。

COREX工艺的铁矿石预还原竖炉是一个活塞式反应容器。铁矿石从上部装入，设在竖炉底部的螺旋排料器控制其向下移动的速度。热还原煤气从竖炉下部输入，矿石被煤气加热并发生还原反应。铁矿石经6～8 h变成海绵铁，经螺旋排料输送器输入下方的熔融气化炉。熔融气化炉是一个气—固—液多相复杂的炼铁移动床反应容器。煤由速度可控的螺旋给料器加入炉内，与温度1100 ℃以上的还原气体接触，在向下移动过程中被干燥和热解，脱除挥发分，逐步成为半焦直至焦炭。在熔融气化炉的底部形成一个类似高炉的死料柱。由均匀分布于炉缸圆周的26个风口氧枪吹入氧气，在风口区燃烧产生2000 ℃以上高温，使海绵铁进一步还原熔化、过热、渣铁分离，从铁口排出。炉顶排出的1100 ℃左右的煤气中，含有95 %（CO+

科雷克斯法原燃料

为使炉况稳定、顺行，达到高产、低耗，加入炉内熔炼的原、燃料都应有一定的理化性能要求。

(1) 铁矿石

COREX工艺可以用块矿、球团矿或者两者的混合矿作为原料。COREX还原竖炉要求料柱有良好的透气性，降低炉内压力降，以利于气流分布，所以控制入炉原料粒度在6～30 mm，最好为8～20 mm。还原过程中，矿石产生碎裂和磨损。所以，在矿石入炉前应测试矿石的还原性，碎裂性和还原后强度。以选择还原后强度好的矿石入炉。COREX工艺要求矿石的铁含量：块矿>55 %，球团矿>58 %，矿石中的

(2) 煤

COREX工艺可以使用范围很广的非炼焦煤，评估煤质的主要指标包括挥发分、固定碳和灰分。宝钢钢研所与东北大学做的COREX熔融还原炼铁热模拟试验中，采用阳泉煤、大同煤和神府煤组成的混合煤，结果表明，这三种煤以一定配比混合，可以得到比较理想的COREX工艺用煤。

科雷克斯法工艺特点

COREX熔融还原炼铁工艺，采用了成熟的气基竖炉法海绵铁生产技术和高炉炼铁技术。COREX工艺的预还原竖炉部分相当于高炉炉身中、上部，熔融气化炉部分相当于高炉的炉缸与炉腹部分并向上延伸。截去了高炉的炉身下部和炉腰部分，避免了高炉内影响料柱透液性、透气性和气流分布的软熔带的产生，为COREX工艺直接使用非炼焦煤炼铁创造了条件。

炉缸形成死料柱

COREX熔融气化炉中部以下有煤、半焦和海绵铁组成的料柱，下部有半焦和焦炭组成的死料柱。死料柱的存在，使熔化后的渣铁在高温区与焦炭的接触时间增加，铁水温度升高，铁、硅还原，渗碳、脱硫等反应有条件充分进行。分析料柱结构表明，炉缸的焦炭量随着固定床深度的增加而增加。和高炉死料柱的作用一样，死料柱在炉缸起到碳源作用，提供铁水碳饱和及降低渣中残余FeO所需要的碳。

炉尘回收，返入熔融气化炉

煤在熔融气化炉加热脱除挥发分的气化过程中，产生含碳粉尘，并被煤气带离气化炉。煤气经除尘，控制还原气含尘量在一定范围内。回收的炉尘在炉体适当位置返吹入熔融气化炉。这样，可以防止炉尘堆积，而且可通过调节吹氧量使炉尘燃烧产生的热量将炉顶温度控制在1100 ℃左右，使气相中的焦油、苯等高分子碳氢化合物分解为

粒度分布与煤气流控制

以炉料与煤气相向运动为基础的竖炉还原，保持料柱的一定空隙率，煤气流的低压降，可防止悬料，增加煤气流通量，矿石得到充分还原。为此，除严格控制矿石粒度和还原气的含尘量外，还要尽量减少矿石在加热还原过程中的碎裂现象。

环境污染小

由于COREX工艺用煤直接炼铁，基本不需要焦炭，避免了冶金工厂的主要污染部分(焦炉)，工艺过程紧凑。尤其是没有了炼焦过程的焦煤装炉、出焦、炉门密封不严造成的煤气泄漏，使COREX熔融还原炼铁成为环境保护十分可取的炼铁工艺。

流程短、投资省、生产成本低

COREX熔融还原炼铁工艺，已有COREX C—1000、C—2000两套装置的9年和2年生产实践经验。与焦炉—烧结—高炉工艺流程相比，其工序少、流程短。COREX工艺从矿石到炼出铁水仅需10 h，而高炉工艺需要25 h。由于设备重量减少一半，投资费用少20 %，生产成本低10 %～25 %。

科雷克斯法前景

COREX熔融还原炼铁是目前唯一使用非炼焦煤直接生产铁水的非高炉工业化炼铁方法。它拓宽了冶金用煤范畴，可用块矿、球团矿或其混合矿作原料，铁水质量与高炉法相同，生产海绵铁可替代优质废钢满足电炉冶炼纯净钢的需要，生产过程发生有害气体少。小规模生产厂（30万t/a）也能实现经济运行，取得经济效益。COREX C—3000的设计正在进行，其产量将达到90～120万t/a，必将会显示规模经济效益的优越性。

COREX熔融还原炼铁工艺尤其适用于炼焦、烧结能力不够的钢厂扩大生产能力，替代中、小型高炉，或者大城市附近有钢无铁，钢多铁少的老厂优化结构。COREX是正在发展，渐趋成熟的熔融还原炼铁工艺，也存在着不足之处：如要求使用强度好的块矿、球团矿和块煤，粉矿、粉煤需经造(压)块才能入炉使用；虽然采用全氧炼铁，没有了高炉的软熔带，但利用系数还不够理想，未能达到预想的全氧炼铁强化程度；随制氧产生的大量氮气、稀有气体的充分使用等尚须研究开发。