电解熔融氧化铁制纯钢7
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2024-09-13
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2018 年 第 47 卷 第 6期
Vol. 47 N o . 6 2018 INDUSTRIAL HEATING
DOI: 10.3969/j. issn. 1002-1639.2018.06.005
电解熔融氧化铁制纯净钢可行性研究
吴 令 1，游香米 2，方 文 2，艾 磊 1
（1. 中冶赛迪工程技术股份有限公司炼钢事业部，重庆 400013；2. 中冶赛迪技术研究中心有限公司炼钢研究室，重庆 401122）
摘要：针对电解熔融氧化铁制纯净钢的可行性及经济性开展了理论分析。分析表明：1 380 ℃时，Fe2+、Fe3+的分解电压远低于其他组元
离子。当电能效率为 50%时，电解熔融氧化铁吨钢所需电耗约 3 424~4 862 kW· h，低于传统高炉炼铁吨铁能耗的 5 154 kW · h。
关键词：电解；熔融氧化铁；纯净钢；可行性
中图分类号：TQ151 文献标志码：A文章编号：1002⁃1639（2018）06⁃0015⁃03
Feasibility Study on Electrolytic Molten Iron Oxide for Clean Steel
WU Ling1，YOU Xiangmi2，FANG Wen2，AI Lei1
（1. CISDI Engineering Co. Ltd.，Chongqing 400013，China；2. CISDI R&D Co. Ltd.，Chongqing 401122，China）
Abstract: In accordance with the feasibility and economy of electrolytic molten iron oxide for clean steel，carried out theoretical analyses. Re⁃
sults show that in the electrolytic bath composed of CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FenO at 1 380 ℃，the decomposition voltage of Fe2+and Fe3+is much
lower than that of other components. When electric energy efficiency is 50%，the electric energy consumption perton steel under electrolytic
melting iron oxide for clean steel is about 3 424~4 862 kW·h，lower than that electric energy consumption，i.e 5 154 kW·h of blast furnace
smelting same metal.
Key words: electrolytic；molten iron oxide；clean steel；feasibility
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收稿日期：2018⁃07⁃04；修回日期：2018⁃07⁃25
作者简介：吴 令 （1982—），女，博士，高级工程师，研究
方向为炼钢工艺.
传统的钢铁冶炼流程分为炼铁、炼钢两个阶段，
存在一系列高耗能、高污染的物理化学过程。铁矿石
自身不含碳，炼铁过程导致铁水大量增碳，炼钢过程
又要根据钢种需求吹氧脱除大部分碳。由于焦炭、石
灰等大量原辅料的加入，C、Si、P、S、O等元素均存在
先升高后降低的变化过程，导致了高耗能和高污染。
寻找绿色环保的全新钢铁生产技术已十分急迫。
理论上，将铁矿石中的氧化铁变成金属铁，就是破
坏Fe—O的离子键，并提供给 Fen+电子，最可能应用的新
型冶炼技术为：氢还原技术、电解技术[1]
（包含水电解和
熔融电解）。
当前氢还原技术的应用仍存在两大难点：①氢
在高温遇氧极易发生爆炸，存在安全隐患；②氢的
来源是个问题。通过水电解生产效率较低，通过水
煤气分离制氢，仍然无法避免产生大量含碳气 体，
不利于减排。因此，电解法是未来钢铁冶炼新流程
的首选之一。
1电解熔融氧化铁的理论可行性
1.1 氧化铁电解的基本原理
铁矿石电解原理及可能采用的工艺流程如图 1、图
2所示。
图1 熔融氧化铁电解原理
图2 氧化铁电解工艺流程
工艺流程上，熔融电解法生产的是纯净的钢水，只
要按钢种需求配化学成分即可，无需分成预处理→吹
氧脱碳→精炼→真空处理等多个步骤，优化、精简大量
设备，提高了生产效率。
1.2 电解溶剂的选择
铁矿石中除了含铁氧化物，还有 SiO2、S、P等杂质，
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摘要：
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2018年第47卷第6期Vol.47No.62018INDUSTRIALHEATINGDOI:10.3969/j.issn.1002-1639.2018.06.005电解熔融氧化铁制纯净钢可行性研究吴令1，游香米2，方文2，艾磊1（1.中冶赛迪工程技术股份有限公司炼钢事业部，重庆400013；2.中冶赛迪技术研究中心有限公司炼钢研究室，重庆401122）摘要：针对电解熔融氧化铁制纯净钢的可行性及经济性开展了理论分析。分析表明：1380℃时，Fe2+、Fe3+的分解电压远低于其他组元离子。当电能效率为50%时，电解熔融氧化铁吨钢所需电耗约3424~4862kW·h，低于传统高炉炼铁吨铁能耗的51...
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