摘要：主要corex工藝的發展歷程及其工藝流程，對corex工藝的副產物在未來的利用。
關鍵詞：corex 發展歷程 corex的工藝流程 corex工藝的產物利用
根據煉鐵裝置的不同可分為高爐煉鐵和非高爐煉鐵。高爐煉鐵的主要燃料和還原原料是焦煤，然而從資源角度來講，世界上煤的儲存有限，不可再生；從環境的角度來講，焦煤在燃燒或者還原的過程中主要產物之一就是co2，co2又是造成溫室效應的主要氣體 。因此，有許多學者開發了新一種煉鐵方式——非高爐煉鐵，它能夠有效的解決這一問題。
1 corex的誕生和發展
1.1 corex誕生的歷史背景
對於煉鐵來講，雖說高爐煉鐵是我們目前煉鐵的主題，高爐煉鐵必備的三種原料中，焦炭作為燃料和還原劑，是主要能源，隨著生活、工業的耗竭，焦炭已所剩無幾了，並且再生週期相當長，短期內無法再生；再者燃燒產物和還原產物均有co2，co2會導致溫室效應；從高爐煉鐵本身的工作環境來講，不僅有大量的粉塵、有毒氣體而且周圍溫度相當高，不利於工人有效操作。在這樣的情況下，奧鋼聯開發一種新型的生產工業，以塊礦或者球團礦作為原料、使用非焦煤作為還原劑和燃料的熔融還原煉鐵工藝——corex，就這樣非高爐煉鐵工藝誕生了。
非高爐煉鐵工藝的誕生克服了高爐煉鐵工藝的流程冗長、工序繁多、汙染較重、焦煤資源稀缺的不足，可以說是實現了煉鐵工作者以及煉鐵行業夢寐以求的願望。
1.2 corex工藝的發展
二十世紀七十年代後期，由奧鋼聯投入研究，二十世紀八十年代末首座年產能為四十萬噸的corex -c1000工廠在南非建成並實現工業化生產，可惜的是現在已經停產了，它就是南非伊思科爾廠（lscor）。
此後，1995～1999短短幾年間，又先後建了四座年產能60～8萬噸的corex-c2000工廠：在南韓浦項的南港口建成了一座，後來經過南韓浦項公司和西門子奧鋼聯合作又開發了finex 熔融還原煉鐵工藝，現在已經成熟地用於工業化生產[1]，在國內有13個子公司，國外鋼鐵廠、原料加工廠、銷售公司等一共有34個，2023年的年產量還達到了3799萬噸；在南非的撒丹那（saldanha）建成一座，設計年產量65萬噸，在原料中塊礦為60%～80%，球團礦為20%～40%，每年還使用30多萬噸熔劑等副原料[2]，在2023年對corex-c2000進行中修、2023年對corex-c2000進行了大修，第一代壽命為9～10年；印度的金達爾（jindal）建成了兩座，年產量80萬噸，分別於2023年和2023年投產[3]。
在2023年11月，世界上第一套corex-c3000在我國上海寶鋼羅涇投產。corex-c3000的設計充分吸取了corex-c1000和corex-c2000的經驗，完善了在爐體、耐材、冷卻系統以及布料裝置等方面的問題，設計年產能已達到了150萬噸[4]，corex-c3000設計一代壽命為10～15年。並且寶鋼股份在2023年建成世界第二座corex－c3000。
2 corex的工作原理或者流程
2.1 corex煤氣脫溼工藝流程[5]
corex煤氣脫溼工藝裝置主要由煤氣脫溼預冷器、一級煤氣脫溼冷卻器、二級煤氣脫溼冷卻器、除霧器、復溫加熱器、蒸汽型溴化鋰吸收式冷凍機、螺桿式鹽水冷凍機和相關的幫浦、閥及管路系統等組成。為了防止埋地管道結露，並根據環境溫度、冷凍機的特點和綜合投資等因素，要求最終脫溼溫度為5.3。
此設定兩級脫溼溫度，第一級為溴化鋰冷凍機冷水脫溼溫度為8。第二級為鹽水冷凍機脫溼溫度為5.3。
為了減少corex煤氣架空管道結露，脫濕後 corex煤氣復溫至25。在工作過程中（見圖1 ），進入脫溼器的corex煤氣經過預冷後，在第一級脫溼冷卻器中，蒸汽溴化鋰冷凍機組送出的6冷凍水與corex煤氣熱交換，corex煤氣被冷卻到8。再到第二級脫溼冷卻器中，與鹽水冷凍機組供出的0 冷凍水經過熱交換，使corex煤氣冷卻到5.
3。煤氣復溫是利用冷凍機組38冷卻水與corex煤氣熱交換，復溫至25，最終由脫溼器送出至煤氣輸送管網。
corex煤氣脫濕後的冷凝水從脫溼器底部排出，在脫溼器下方設定多級排水密封罐，在脫溼區域設定乙個6m ×6m ×深2.5m的酚水坑，由槽車運至處理廠處理。
corex脫溼區域屬於高度危險區，為了安全考慮和操作方便，脫溼裝置設定了集中監控系統，該系統可實現指示、記錄、控制、報警連鎖、積算等功能，通過監視畫面，可以對脫溼器入口煤氣壓力、出口煤氣壓力，脫溼器入口煤氣溫度、 出口煤氣溫度，蒸汽流量、壓力、溫度，脫溼器進出口電動閥開關等訊號進行監控。該系統可以實現操作執行人員既可在本地上位機站通過crt畫面和鍵盤對整個煤氣脫溼器系統進行監視和控制，也可在ems操作員站進行遠方監控。畫面將能反應整個工藝流程的執行狀況，並可以對需要的引數進行各種形式的儲存和處理，形成各種的實時趨勢圖表，歷史趨勢圖表和資料包表。
2.2 corex生產工藝流程[6]
corex生產工藝流程:塊礦、燒結礦、球團礦或這些原料的混合物,通過乙個封閉漏斗統裝入到還原豎爐中,在此,這些原料被逆流動的還原氣體還原成金屬化程度大約93%接還原鐵(dr1)。螺旋卸料器將dri從還豎爐傳送到熔融氣化爐中,在此,除了進行他冶金和爐渣反應外,還進行最終還原和熔化。
然後,像在普通高爐上的操作一樣,進行鐵和出渣。從用煤流程的觀點來看,這種方可通過乙個封閉漏斗系統直接將非煉焦煤裝熔融氣化爐中,與噴入熔融氣化爐中的氧氣燒,生成高效還原氣。由於熔融氣化爐圓頂溫度超過1000℃,因此在脫除揮發分期間從煤中釋放出來的碳氫化合物,立即分解為co和h2,不需要的焦油和酚等副產品被消除了,因此也就不可能釋放到大氣中。
熔融氣化爐中存在的還原氣主要含有煤粉、灰塵和鐵塵的co和h2組成,灰塵大部分可在熱煤氣旋風除塵器中從氣流中去除,通過新增冷煤氣, 還原氣溫度可調整到最佳工作範圍800 ～ 850℃。離開熱煤氣旋風除塵器之後,還原氣通過乙個環形風管被吹入到還原豎爐中,以對流方式來還原鐵礦石。爐頂煤氣隨後在洗滌器中進行冷卻和淨化,經過洗滌器冷卻和淨化之後的煤氣可作為一種**值的輸出氣體,廣泛用於發電、生產 dr1,鋼鐵廠內裝置加熱以及生產合成氣體等。
corex工藝流程見圖 2 。
3 corex的未來發展[7]
corex生產工藝過程中除了主產物鐵外，還有副產物氣體。這些副產物一方面可以用來作為動力成分，迴圈有效利用；另一方面也減少空氣汙染，減輕環境壓力。
corex生產工藝過程中所產生的外輸煤氣的成分和產量，根據所使用的煤的成分不同而在一定範圍內波動。煤揮發分的含量決定耗煤量以及外輸煤氣的產量和熱值，因而顯得特別重要。常用動力成分為：
63%的固定碳，7.75%的灰分，28.5的揮發分，其外輸煤氣成分為：
co45%，co232%，h216%，h2o2%，ch41%殘存元素3%（主要是n2），10～50ppmh2s,發熱值7500kj/m3,其粉塵含量不超過5mg/m3。煤氣的絕熱火焰溫度是1780℃，接近天然氣的1940℃，明顯高於高爐煤氣的1450℃。
這種煤氣的特殊效能顯示出其相容性，在工廠和多場合下可用corex外輸煤氣取代天然氣，包括用於採用綜合迴圈技術發電和直接還原（dri）產生的替代。在化工方面，這種煤氣可作為許多用途的原料，如下圖3。
4 結束語
非高煉鐵工藝如今也有了很好的發展，在各個環節都有不同的改進和完善，corex生產工藝已得到了煉鐵工藝工作者和研究人員的廣泛認可和應用。對於生產中除了主要生產產物外，還有一些副產物，例如：外輸煤氣等。
corex生產工藝在未來除了主要煉鐵裝置外，有望更好的利用副產物，一方面可以減輕環境的壓力，另一方面也節約成本和增加副業的收入。
參考文獻：
[1]王定武.幾種非高爐煉鐵技術現狀及其發展[j].世界金屬導報.2010，6，15.
[2]徐國群.corex技術的最新進展與發展前景[j].煉鐵. 2004,04.
[3]周渝生.非高爐煉鐵工藝的現狀及其發展[j].冶金資訊工作.1997,4.
[4]周渝生,錢暉.corex熔融還原煉鐵新工藝[j].世界鋼鐵. 2023年第1期.
[5]楊滿濤.corex煤氣脫溼裝置在寶鋼的應用[j].寶鋼股份能源環保部.2009,4,9.
[6]黃雄源,周興靈.現代非高爐煉鐵技術的發展現狀與前景(二)[j].金屬材料與冶金工程.2008,1.
[7] miechael 工藝的現在與未來[j].甘肅冶金.1994第四期.
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