非高炉炼铁因不用或者少用焦煤而受到人们的关注。虽然高炉炼铁仍是当今炼铁生产的主体流程，但非高炉炼铁法已成为炼铁技术发展的方向。在诸多非高炉炼铁工艺中，考虑产能规模、污染物排放、能耗和产品质量等因素，认为已获得工业化应用的比较先进的技术有，属于直接还原范畴的Midrex和HYL/HYL Energiron工艺以及属于熔融还原范畴的Corex、Finex和ITmk3工艺。通过对这些工艺的成熟性、生产成本、投资费用、环境友好性和原燃料要求进行对比分析，得出经济上较具优势的为Midrex和HYL/HYL Energiron工艺。
先进非高炉炼铁技术现状
Midrex工艺
Midrex技术最初由美国Midrex公司开发，于1984年被日本神户制钢并购。近年，Midrex工艺年产量约占世界直接还原铁（DRI）总量的60%，在所有直接还原工艺中居第一位。目前，正在运行的Midrex炉中单炉最大产能为176万吨/年，正在建设中的单炉最大产能为180万吨/年。部分工业炉超过设计产能在运行，如安赛乐米塔尔的Midrex直接还原厂甚至以超过设计产能33%的状态在运行。为了在缺少天然气资源的地区进行推广，Midrex技术公司开发了以煤气化气作还原剂的工艺，并开发了炉顶煤气循环利用技术，把炉顶煤气脱CO2后作为还原气重新返回系统循环利用。Midrex工业生产炉中，只有南非撒尔达那的1座炉子使用Corex排出的煤气作还原气源。
HYL/HYL Energiron工艺
HYL/HYL Energiron技术最初是由墨西哥希尔公司开发的，2006年被Techint Group并购，之后又与Tenova和达涅利公司联合组成Energiron公司，在HYL ZR工艺基础上，形成新的技术，名为HYL Energiron。该工艺采用炉顶煤气循环利用技术，把炉顶煤气脱CO2后作为还原气体重新返回系统。HYL/HYL Energiron工艺可以直接使用天然气，也可以使用煤气化气、焦炉煤气等作还原气源。达涅利将为印度JSPL设计4座年产能250万吨的炉子，采用HYL ZR工艺，以煤制气作还原剂，第一座炉子合同刚生效。
Corex工艺
Corex工艺是奥钢联开发的熔融还原技术，目前世界上共建有6座Corex，分别为：宝钢2座Corex-3000、印度金达尔2座Corex-2000、印度埃萨1座Corex-2000、南非撒尔达那1座Corex-2000。埃萨还有1座Corex-2000在建。
Finex工艺
Finex工艺是浦项制铁与奥钢联合作，在Corex基础上经过18年研究开发成功的熔融还原技术。现在世界上有2座Finex炉在运行，均为浦项制铁所有，1座为年产能60万吨的示范炉，另1座为150万吨/年的商业化生产炉。还有1座炉子正在建设中，该炉于2011年6月28日开工建设，产能为200万吨/年，预计2013年7月建成。200万吨/年的Finex炉在扩大能力的同时，结合近10年的研发结果，作了相应的改进，如流化床由原来的4级变为3级。
ITmk3工艺
ITmk3工艺是日本神户制钢和美国Midrex公司联合开发的转底炉工艺，已于2010年1月在美国的明尼苏达州Hoyt湖投产一座产能为50万吨/年的商业生产厂，该厂于2011年上半年生产率达80%，设备利用率为85%，主要原因是煤传输系统出现了问题。
先进非高炉炼铁技术的经济性对比
对先进非高炉炼铁技术的经济性对比分析包括五个方面：工艺成熟性、生产成本、投资费用、环境友好性、原燃料要求。
工艺成熟性对比
工业化生产时间最长的为Midrex和HYL/HYL Energiron工艺，其次为Corex工艺，Finex和Itmk3工业化时间较短。另外，Midrex和HYL/HYL Energiron工艺单炉产能规模、生产率和吨铁能耗指标明显优于其他非高炉炼铁工艺，生产率和吨铁能耗指标甚至优于高炉。虽然使用煤制气作还原剂的Midrex和HYL/HYL Energiron工业化炉子只有1座，但也为进一步研究经济适用的煤制气工艺与直接还原工艺结合积累了经验。目前，Midrex公司和达涅利公司正在对各种成熟煤制气工艺的经济性进行比较，有望不久即可出台相关结果。
生产成本对比
以2011年2月份的市场价格为标准，根据各工艺吨铁消耗的铁矿石、焦炭、煤、电、天然气、焦炉煤气、高炉煤气、氧气、蒸汽、氮气、石灰石、水、压缩空气等的数量，对这几种非高炉炼铁技术的生产成本进行了估算和比较。结果显示，生产成本最高的是Corex工艺，最低的是使用煤制气的Midrex工艺。
投资情况对比
加拿大Hatch公司对Corex、Finex、ITmk3、天然气基Midrex和HYL/HYL Energiron、煤制气基Midrex和HYL/HYL Energiron等不同炼铁工艺的投资费用和投资回收期进行了计算和对比，结果显示，投资费用由低到高排序依次为：天然气基Midrex、天然气基HYL、ITmk3、高炉、煤制气基Midrex、煤制气基HYL、Finex、Corex。投资回收期从低到高排序依次是：天然气基Midrex、天然气基HYL、ITmk3、煤制气基Midrex、煤制气基HYL与高炉、Finex、Corex。
环境友好性对比
对Midrex、HYL/HYL Energiron、Corex、Finex和Itmk3的污染物排放情况进行对比，结果显示，天然气基的Midrex和HYL/HYL Energiron工艺最清洁，其次是ITmk3，Corex和Finex排在最后。气基Midrex竖炉工艺即使使用煤气化技术，其生产DRI的工艺与高炉、Corex和Finex工艺相比，排放的污染物仍然较少。
对原燃料的要求对比
第一，对铁矿原料的要求。在这几种非高炉炼铁工艺中，Finex使用全粉矿，ITmk3使用球团粉，Corex、Midrex和HYL工艺均主要使用球团矿。ITmk3对铁矿的要求最容易满足，然后是Finex。Corex、Midrex和HYL工艺均对球团矿质量要求较高。在这些要求中，首先最重要的指标是球团矿的还原性和强度；其次为了减少工艺过程或后面炼钢工序产生的渣量，要求含铁品位尽量高，SiO2含量尽量低。
第二，对煤的要求。在这几种非高炉炼铁工艺中，Midrex和HYL工艺本身不涉及煤，各种煤制气工艺用煤在此不予讨论。ITmk3工艺所用球团中要求配一部分煤，配加的煤可以是普通煤、石油焦或其他含碳原料，要求挥发分小于45%，因此用煤的选择范围很宽。Corex与Finex工艺用煤量较大，且有严格的要求。
结语
通过对Midrex、HYL/Energiron、Corex、Finex和ITmk3等先进非高炉炼铁工艺的成熟性、生产成本、投资费用、原燃料要求和环境友好性的对比，可以得出这样的结论，Midrex与HYL/Energiron工艺在经济性上较具优势，而且其生产率和能耗指标甚至比高炉好；Corex和Finex的投资、生产成本、污染物排放与能耗都较高，且Corex的生产稳定性存在问题；虽然ITmk3投资与生产成本较低，但其商业化时间短，商业生产厂的运行经济指标至今仍无报道，且单炉产能规模较小。
但是，Midrex和HYL/Energiron工艺也存在让人疑虑的问题。例如，商业化煤气化气作还原剂的炉子只有1座，商业化生产经验较少，在现已成熟的煤气化工艺中，尚不知哪种与Midre和HYL/Energiron工艺相配合最经济、效果最佳。此外，Midrex和HYL/Energiron工艺对球团矿质量要求较高。因此，要想考虑Midrex和HYL/Energiron气基竖炉直接还原工艺，还须进一步研究煤制气技术、球团矿质量对直接还原生产成本的影响，以及进一步研究提高球团矿的品位、降低SiO2含量等优质球团矿生产的工艺。
信息来源：中国钢铁新闻网（www.csteelnews.com）
