国内外转底炉的发展趋势及我国发展转底炉技术的建议 PPT课件
国内外转底炉的发展趋势及我国发展转底炉技术的建议
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
转底炉炼铁工艺是非高炉炼铁工艺的一种，从1978年加拿大国际镍集团 （Inco,Ltd）建成第一座转底炉以来，已有近30年的历史，它从美国发源ห้องสมุดไป่ตู้先在日 本推广、后在中国得到发展。
转底炉法以其原料适应性强和操作工艺的灵活性等优点，引起冶金界的高度重视。 但由于原料加工方法条件和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁分为 Inmetco法、DRYIRON法， FASTMET法和ITKM3等不同工艺路线。
国内外转底炉的发展趋势及 我国发展转底炉技术的建议
周渝生 齐渊洪 严定鎏 洪益成
钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室 钢研晟华工程技术有限公司 20141106
目录
一、国内外转底炉技术的发展过程简介 二、国内外转底炉技术的发展趋势 三、我国发展转底炉技术的背景 四、对我国发展转底炉技术的建议
项目
单位
原料 铁精矿粉 还原煤 皂土 有机粘结剂 小计 能源 电 天然气 氮气 水 小计 其他 消耗品 维修与备件
kg kg kg kg
kwh m3（STP） m3（STP） t
美元 美元
消耗量 单位
1335 410 5 5
65 60 10 0.30
国内外转底炉技术发展及工业化应用情况
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在国内外，随着技术的不断创新和发展，转底炉技术已经取得了长足的进步，并得到了广泛的工业化应用。
本文将就国内外转底炉技术的发展及工业化应用情况进行探讨。
国内转底炉技术发展及工业化应用情况。
中国作为世界上最大的钢铁生产国之一，在转底炉技术领域也有着长足的发展。
转底炉工艺技术存在的问题与发展建议
（ １ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｏ ｆ Ａ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ．，Ａｎ ｓ ｈ ａ ｎ １ １ ４ ０ １ １ ，Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ；２ ． Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｄｅ ｐ ａ ￣－
提 出 了发 展 转 底 炉 工 艺 技术 的 几 点建 议 。 关键词 转底炉 ； 冶金尘泥 ； 直接 还 原 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ３ ８ １ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ４ ２—０ ３ ．
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｆ ７ ０ ２ ． ９
ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｍｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ
ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｄ，ｓ ｏ ｍｅ ａ ｄ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｒｏ ｔ ａ ｒ ｙ Ｈｅ ａ ｒ ｔ ｈ Ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ．
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转底炉
转底炉项目简介1 转底炉还原工艺简介1.1 转底炉工艺简介转底炉由轧钢用的环形加热炉演变为炼铁工艺，最早是用来处理钢铁工业产生的粉尘及废弃物。
转底炉工艺有多种，主要包括Fastmet/Fastmelt、ITmk3、Inmetco/Redsmelt、DryIron、Comet/Sidcomet、HI-QIP等。
转底炉直接还原工艺流程示意图1.2 转底炉工艺与其它相似工艺比较转底炉是煤基直接还原工艺中的核心设备之一，煤基直接还原工艺主要包括回转窑法（如SL-RN法）和转底炉法（如COMET法）。
而煤基直接还原工艺和气基直接还原工艺都是直接还原工艺，以铁产品为例直接还原工艺的产品为海绵铁（又称直接还原铁—DRI即Direct Reduced Iron）。
直接还原和熔融还原是两种主要的非高炉炼铁思路。
当转底炉的原料加入含碳球团时，其产品为金属化球团，可供电炉使用，也作为高炉的原料。
而链篦机—回转窑—环冷机（链回环）生产出来的产品是氧化球团，是为高炉炼铁提供的原料之一，称之为球团矿，而高炉炼铁的含铁原料还包括天然块矿、烧结矿。
转底炉直接还原技术采用含碳球团作原料，反应速度快，同时符合中国以煤为主要能源的特点。
以直接还原技术用于钒钛磁铁矿为例，转底炉技术相比隧道窑、回转窑工艺，以ITmk3为代表的转底炉工艺的优点主要是：○1还原原料在预热和还原过程中始终处于静止状态下随炉底一起进行，所以对生球强度要求不高；○2较高的还原温度（1350℃或更高）、反应快、效率高。
反应时间可在10-50min范围，可与矿热电炉熔炼容易实现同步热装；○3可调整喷入炉内燃料（可以是煤粉、煤气或油）和风量，能准确控制炉膛温度和炉内气氛；○4过程能耗低，回转窑法折算成每吨海绵铁的煤耗通常大于800kg，而转底炉法为600kg；○5从工艺角度来看，ITmk3技术流程简单，投资成本低，产品价格低，铁矿石原料及还原剂选择灵活。
另外，据马鞍山钢铁设计研究总院秦廷许的研究：转底炉-电炉炼铁流程与高炉传统炼铁流程比较，虽在铁精矿消耗量、还原剂和燃料的能源消耗量上相差不大，但吨铁成本低约10%；基建投资省22%左右；全流程电耗低48.6%。
转底炉与第三代炼铁工艺ppt
炉渣的化学成分
CaO
39.91
SiO2
39.02
MgO
5.13
Al2O3
13.35
FeO
2.29
S/2
0.10
与高炉炉渣成分相比，只有Fe0较高
我们设计的珠铁生产流程
新工艺的定名
我们将此工艺定名为“恰普” 法，CHARP 即煤与热风还原过程。 产品定名为珠铁。 2003年获得了发明专利授权
与国外的开发不谋而合
实验用原料的选择
铁矿粉： Fe : 65.8 石灰石： CaO : 52.0 煤 粉： Cf : 72.73 粘接剂： 玉米糊 SiO2 : 5.1 SiO2 : 2.01 挥发分：14.02
含碳球团矿配碳量计算原则
铁矿物中含氧，例如： Fe2O3(赤铁矿）有3个氧原子 还原反应： Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO 计算配碳量： C摩尔 / O摩尔 ＝ 1.0
1998年的一次含炭球团矿金属化实验 条件： 1，用冀东铁精矿为原料 2，配料中加了石灰石粉 3，还原温度提高到1350℃ 结果： 1，冷却过程中金属化球团矿自动粉化 2，灰色的粉末里夹杂晶亮的铁珠
问题和启发
问题
1，大颗粒容易回收，微细颗粒难与渣分离。 2，冷却过程中自然粉化的重现性差。
启发
1，金属铁形成园珠，显然渣和铁必经熔化。 2，提高温度，降低渣和铁的熔点。
转底炉与第三代炼铁技术
孔 令 坛 北京科技大学
转底炉 RHF
由轧钢的环形加热炉发展而来。 特点：用含炭球团矿为原料 快速还原成金属铁
转底炉的功能
1，处理钢铁厂含铁和炭粉尘，回收锌。 2，钒钛磁铁矿的综合利用。 3，熔融还原的预还原，生产铁水。 4，生产珠铁 (日本称之为ITmk3)。
直接还原技术现状及其在中国的发展展望
直接还原技术现状及其在中国的发展展望沈峰满，魏国，高强健，赵庆杰（东北大学钢铁冶金研究所，辽宁沈阳110819）摘要：近年来，全球直接还原铁（DRI/HBI）产量和需求逐年增加，表明直接还原技术是钢铁工业不可缺少的组成部分，有助于炼铁生产摆脱焦煤资源短缺的羁绊，降低钢铁生产能耗，提高钢铁产品质量和品质。
气基竖炉生产规模不断增大，成为主要的生产工艺；竖炉直接还原铁热装热送技术的发展进一步降低了工序能耗。
回转窑、隧道窑等工艺在特定地区有迅速发展，但很难成为直接还原铁生产的主流。
我国具备发展直接还原生产的资源条件和技术基础，煤制气—气基竖炉技术是可能的主要发展方向。
关键词：直接还原；煤制气—竖炉直接还原；节能减排；资源综合利用直接还原铁技术是现代钢铁工业重要工序之一，其产品—直接还原铁（DRI、HBI）是优质纯净钢生产不可短缺的原料。
1.直接还原铁技术发展的动力近十年来，全球直接还原铁（DRI/HBI）产量和需求逐年增加。
主要原因包括：（1）以非焦煤为能源。
传统的高炉炼铁以焦炭为主要能源，世界性焦煤资源短缺，焦炭价格上升成为影响钢铁工业可持续发展的重要因素。
摆脱焦煤资源短缺的羁绊，改善钢铁生产的能源结构，是非高炉炼铁技术发展的最重要动力。
（2）环境友好。
传统的高炉炼铁污染严重，向环境排放污水、CO2、硫化物、氮氧化物量大，难以满足不断增长的环境保护的需要。
直接还原铁生产没有炼焦工序，避免了焦化生产对环境的污染。
高炉铁水的碳接近饱和（含C~4.50%），钢材的含碳量平均0.35%，高炉铁水炼钢仅脱碳环节CO2排放量每吨钢约140~175公斤。
煤基直接还原铁含碳仅0.30%，气基直接还原铁含碳通常≯1.50%，用直接还原铁炼钢吨钢仅脱碳环节可减少向大气排放CO2约100~150 公斤。
直接还原铁生产环境友好，符合清洁化生产的需要。
（3）废钢——电炉短流程发展的需要。
短流程或紧凑流程（废钢——电炉炼钢流程）是钢铁工业实现清洁化生产的重要方向之一。
炼焦技术现状及发展趋势ppt课件
6.无（热）回收焦炉重新认识
早期炼焦所采用的无回收焦炉，如成堆干馏的圆窑、长 方形窑（我国的萍乡窑）、蜂窝炉、侧焰窑等已成历史。
主要特点： 水平结焦； 炭化室负压操作； 荒煤气在系统内完全燃烧； 不产生传统（炼焦系统）的化
产品； 荒煤气完全燃烧产生温度约为
1000～1200℃的废气，可用于 废热锅炉和透平机/发电机发电。
6
二.全国炼焦技术现状及特点
炼焦技术的发展主要以扩大炼焦煤资源、改善 焦炭质量、提高劳动生产率、节能降耗、改善操作 环境、延长焦炉寿命为目标。
焦炉仍然以顶装焦炉为主，捣固焦炉等其它炼焦 技术逐步发展的特点。
7
1.土焦(改良焦)已基本被取缔
据中国炼焦行业协会初略统计，2010年全国焦化 行业已基本实现关停淘汰落后小(老)焦炉。土焦(改良 焦)基本淘汰。
新一代无（热）回收焦炉
16
7.兰炭（半焦）生产已具规模
2010年兰炭（半焦）产量约1400万吨，主要用 于铁合金生产。产地集中于内蒙、陕西交汇地域， 主要原料为高挥发性长焰煤。
近年来，半焦作为高炉喷吹，替代无烟煤，在 鞍钢、首钢实验成功。
17
8.SCOPE21仍在试验中
18
三.宝钢与国内外主要钢铁企业对标
12
4.煤调湿工艺已起步
煤
煤调煤湿调工湿艺工艺调Leabharlann 湿的STEP1
STEP2
STEP3
三 种
热媒油方式 煤调湿工艺
蒸汽方式煤 调湿工艺
烟道气方式 煤调湿工艺
工
—1983年9月
—1991年3月
—1996年10月
艺 形
在新日铁大分厂 投产
在新日铁君津厂 投产
转底炉的发展及其功能
转底炉的发展及其功能佘雪峰;孔令坛【摘要】Experiment or industrial practices on disposal of dust generated by iron and steel plant, production of sponge iron and comprehensive utilization of compound mineral were introduced briefly and the development of Rotary Hearth Furnace(RHF) was comprehensively discussed in domestic and overseas. American, Japan, China and Korea had disposed the dust and sludge generated by iron and steel plant. Hazardous elements were removed from the dust and the zinc was recycled for improving the environment. At the same time metallized pellets and hot briquette iron(HBI) were produced by RHF used as raw materials of BF. In addition, DRI produced by RHF was used as raw materials of steelmaking which can be simplified the steelmaking process. Many compound iron ore containing vanadium, titanium, boron, magnesium, rare earth were investigated in lab and industry.%在对国内外转底炉的发展进行综合论述的同时，简要介绍了转底炉在处理钢铁厂粉尘，生产海绵铁，以及复合矿综合利用方面的实验研究和工业生产实践。
转底炉
转底炉项目简介1 转底炉还原工艺简介1.1 转底炉工艺简介转底炉由轧钢用的环形加热炉演变为炼铁工艺，最早是用来处理钢铁工业产生的粉尘及废弃物。
转底炉工艺有多种，主要包括Fastmet/Fastmelt、ITmk3、Inmetco/Redsmelt、DryIron、Comet/Sidcomet、HI-QIP等。
转底炉直接还原工艺流程示意图1.2 转底炉工艺与其它相似工艺比较转底炉是煤基直接还原工艺中的核心设备之一，煤基直接还原工艺主要包括回转窑法（如SL-RN法）和转底炉法（如COMET法）。
而煤基直接还原工艺和气基直接还原工艺都是直接还原工艺，以铁产品为例直接还原工艺的产品为海绵铁（又称直接还原铁—DRI即Direct Reduced Iron）。
直接还原和熔融还原是两种主要的非高炉炼铁思路。
当转底炉的原料加入含碳球团时，其产品为金属化球团，可供电炉使用，也作为高炉的原料。
而链篦机—回转窑—环冷机（链回环）生产出来的产品是氧化球团，是为高炉炼铁提供的原料之一，称之为球团矿，而高炉炼铁的含铁原料还包括天然块矿、烧结矿。
转底炉直接还原技术采用含碳球团作原料，反应速度快，同时符合中国以煤为主要能源的特点。
以直接还原技术用于钒钛磁铁矿为例，转底炉技术相比隧道窑、回转窑工艺，以ITmk3为代表的转底炉工艺的优点主要是：○1还原原料在预热和还原过程中始终处于静止状态下随炉底一起进行，所以对生球强度要求不高；○2较高的还原温度（1350℃或更高）、反应快、效率高。
反应时间可在10-50min范围，可与矿热电炉熔炼容易实现同步热装；○3可调整喷入炉内燃料（可以是煤粉、煤气或油）和风量，能准确控制炉膛温度和炉内气氛；○4过程能耗低，回转窑法折算成每吨海绵铁的煤耗通常大于800kg，而转底炉法为600kg；○5从工艺角度来看，ITmk3技术流程简单，投资成本低，产品价格低，铁矿石原料及还原剂选择灵活。
另外，据马鞍山钢铁设计研究总院秦廷许的研究：转底炉-电炉炼铁流程与高炉传统炼铁流程比较，虽在铁精矿消耗量、还原剂和燃料的能源消耗量上相差不大，但吨铁成本低约10%；基建投资省22%左右；全流程电耗低48.6%。
煤基直接还原及转底炉工艺的发展现状
ａ ｄｍ ｒ ｓ ｆ ａｈｃａｔ ａｅ ｅｃｉ ｄ Ｔ ｅｇｅｔ ｒｅ ｄ ｍ ｎ ｆ ｅｅ ｐ ｇｄｒｃ ｒｄ ｃｄｉ ｎ（ Ｒ ）ｔｃ — ｎ ｅｉ ｃ ｒｆ ｒ ｓｒ ｅ ． ｈ ｒａ ｋ ｔ ｅ ａ ｄｏ ｖｌ ｉ ｉ ｔ ｅｕ ｅ ｏ Ｄ Ｉ ｅｈ ｔｏｅ ｓ ｄ ｂ ｍａ ｄ ｏｎ ｅ ｒ
摘 要 ： 阐述 了煤基直接还原工艺在国内外的发展现状 ， 对煤基直接还原 中转底炉的各工艺进行了系
统地 介 绍 和 客观 地 分 析 ， 出 了各 工 艺 的特 色 和 优 点 。 表 明 发展 Ｄ 技 术 将 有 较 大 的 市 场 需 求 。转 底 指 ＲＩ
炉规 模 化 生产 尚未 到 达 成 熟 的 阶段 ， 具有 良好 的 发 展前 景 。 但
关键 词 ： 煤基 ； 直接还 原； Ｒ ； Ｄ Ｉ转底炉
中 图分 类 号 ： Ｆ５ Ｔ ５１
文 献 标识 码 ： Ａ
ＰＲＥＳ ＥＮＴ ＴＡＴＵ Ｓ ＯＦ Ｓ ＣＯＡＬ— ＢＡＳ ＥＤ ＲＥＣＴ ＤＩ ＲＥＤＵ ＣＴＩ ＯＮ ＡＮＤ ＲＯＴＡＲＹ ＨＥＡＲＴＨ ＦＵ ＲＮ ＡＣＥ ＰＲＯＣＥＳ ＥＳ Ｓ
随着世界钢 铁工业 的飞速发 展和 国际社会 对环
是 缓解这 些矛盾 的有 效措施 之一 ， 目前 ， 国际上 电炉
钢 比例 已经 接 近 ５ ％且 还 在 不 断 发 展 。 电炉钢 生 Ｏ 产 需要大 量 的废 钢及 其替代 品 。据 我 国废钢 铁应用 协会 测算 ， ０ ７年 我 国社 会 废 钢 产 生 量约 为 ４ ０ ２０ ４０ 万 ｔ钢铁 企业废 钢产 生量 约 为 ２ ０ ， ７ ０万 ｔ两项 相加 ， 为 ７０ １０万 ｔ ０ ７年我 国粗 钢 产 量预 计 为 ４ ５亿 。２ ０ ．
国内外转底炉的发展趋势及我国发展转底炉技术的建议
HBI水冷后使用。Fastmet煤气热值必须大于2000kcal/m3。炉内辐射传热
的火焰温度1200-1400℃，设备作业率为92%左右，Fastmet生产每t DRI 需消耗天然气2.24GJ（约63m3）、80度电及320kg煤粉，转底炉的设计
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
FASTMET和小高炉间的燃料消耗、总能耗比较
项 目 单位 FASTMET 700m3小高炉
耗煤量
耗外供气体燃料量 耗电量 总能耗
GJ/thm
GJ/thm GJ/thm GJ/thm
11.2
4.6 2.2 18.0
22.8
1.4 24.2
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
Kakogawa Commercial Plant Material Flow 加古川示范工厂的物料平衡
Waste to be treated （14,000ton/y ） BF Filter Cake BOF Flue Dust EAF Dust Other Waste : 5,000ton/y : 6,000ton/y : 2,000ton/y : 1,000ｔｏｎ/y
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介 钢铁厂每年产生大量含锌、铅高的废弃含铁粉尘，高炉不宜使用，环保限制其排 放输出(美国的委托处理费是~250＄/t ,欧洲200欧元/t ，日本是2000日元/t ）， 如何对其经济地回收利用是困扰冶金行业的一个难题。因此，转底炉煤基直接还原 技术应运而生。 冷固结含碳球团炉料从装料区装入转底炉炉内仅1-2层，炉料随着炉底一起转动， 不会受到挤压。先在预热区内被加热到1000℃以上，然后进入1200 ℃ -1400℃的还 原区加热10-20min。在还原区，炉料中的Fe和K、Na、Pb、Zn等氧化物陆续被含碳 球团中的碳自还原，K、Na、Pb、Zn等元素以气体的形式随烟气逸除。还原后的金 属化球团经过冷却区后被排出炉外冷却，部分再氧化金属化率降低一些。煤气燃烧 及反应生成的烟气沿着与炉料转动相反的方向流动，最后流入废气净化处理及余热 回收系统。
转底炉工艺.(演示文稿)ppt
还原风机、带式输送机
• 还原风机作用：动力抽风系统 • 构成：电机、转子联轴器、轴承座、机壳、 风门、联轴器 • 带式输送机
转底炉工艺
转底炉工艺主要包括：原料的接受、 燃料的破碎、混匀、冷压球及筛分、 生球烘干、干球筛分、布料、转底 炉的焙烧（还原）、热压块、成品 冷却、成品输出、氧化锌回收。
转底炉使用的原燃料
• 用于处理现有流程产生的高炉灰和转炉的 污泥，生产金属化球团和回收含锌粉尘。 • 原料：高炉灰、氧化铁皮、除尘灰、转炉 污泥，含铁海沙、红土镍矿、钒钛磁铁矿 等 • 辅料：煤粉、粘结剂 • 燃料：煤气（转炉、高炉、焦炉）、天然 气、煤制气 • 产品：金属化球团（70%）、含锌粉尘等
振动布料机、螺旋排料机
• 布料机作用：混合生球布料，将生球很均 匀地布置在转底炉炉底上 • 主要构成：振源（电机、柔性联轴器、激 振器）、箱体、弹簧、导料板 • 排料机作用：成品金属化球团的热态排料 • 主要构成：电机、减速机、传动链系统、 前后轴承座、主轴装配（含螺旋片）
水冷系统
• • • • 筒式冷却机 作用：热态成品球的冷却 构成：驱动部、筒体、托辊、齿轮 链斗机 作用：热态成品球的大倾角提升 构成：驱动部、链条、链斗
转底炉工艺的特点（一）
• 以煤粉作为还原剂，使用一部分的煤气，对煤的质量要求 没有回转窑那么严格，故有利于广泛应用。 • 与回转窑相比，环形炉底工艺产能大，设备较简单，投资 省，能耗成本较低 • 对炉料的强度要求不高，因为料层很薄，炉料既不受压且 随炉底一起转动，炉料与炉身之间无相对运动，可用含碳 球团 • 炉料在转底炉内停留时间短（约20分钟）操作容易 • 转底炉法可直接使用含铁废粉料（或粉矿）和粉煤，在矿 石和能源上具有很好的适应性和经济性，金属化率可达 70%~90%
转底炉简介
转底炉：Rotary hearth furnace转底炉直接还原技术是铁矿粉（或红土镍矿、钒钛磁铁矿、硫酸渣或冶金粉尘、除尘灰、炼钢污泥等）经配料、混料、制球和干燥后的含碳球团加入到具有环形炉膛和可转动的炉底的转底炉中，在1350 ℃左右炉膛温度下，在随着炉底旋转一周的过程中，铁矿被碳还原。
当铁矿粉含铁品位在67%以上，采用转底炉直接还原工艺，产品为金属化球团供电炉使用；当矿粉含铁品位低于62%时，采用转底炉——熔分炉的熔融还原铁工艺，产品为铁水供炼钢使用。
通常金属化率可达80%以上，金属化球团可作为高炉原料。
转底炉含碳球团炼铁关键技术：1 含碳球团成球技术冷固结含碳球团是实现转底炉直接还原工艺的关键因素，具有与一般氧化球团和块矿不同的还原方式，是靠内部碳进行自身直接还原，无需外部提供还原剂。
还原产生的CO 在球团周围形成自封闭作用，一定程度上隔绝了球团内部与环境气氛，因而使球团可在氧化性气氛下进行还原反应。
2 转底炉喂料和出料设备转底炉内含碳球团升温、反应所需热量主要来源于炉壁、炉气的辐射传热，因此要求炉内球团薄层均匀布料。
根据这一特点，研制出振动布料机，实现在转底炉炉底横向、径向都均匀布料，避免机械强度有限的球团破碎，避免原料堆积和料层不均。
振动给料机兼有筛除球团粉末的作用。
该装置易于维护，且允许在各种生产率下操作。
3 金属化球团冷却设备不同于氧化球团，高温金属化球团在大气中易于氧化，因此，设计金属化球团冷却机时应考虑到防止再氧化。
熔分炉采用热装时同样需要采取防氧化的措施。
4 炉子热工转底炉高温快速还原，关键炉温必须保持在1350℃左右，国外使用天然气为燃料，容易实现大于1350℃的炉温。
我们采用发生炉煤气或者高炉煤气，实现办法主要采取高风温和煤气预热。
另一方面，预热段、还原段应喷吹二次空气并形成强紊流，使得预热段产生的挥发分和还原产生的CO 在炉内快速、充分地燃烧（后燃烧），以便弥补球团还原强烈吸热，节约外部燃料消耗。
【企业项目】转底炉处理含铁、锌尘泥资源循环利用关键技术及示范科技成果
【企业项目】转底炉处理含铁、锌尘泥资源循环利用关键技术及示范科技成果沙钢集团“转底炉处理含铁、锌尘泥资源循环利用关键技术及示范项目”，是神雾集团江苏冶金设计院与沙钢集团双方共同承担的国家科技部“十二五”重大支撑课题，经过多年的探索与努力，建成了一条处理规模大、产品质量高、能耗低、技术装备先进的转底炉处理含铁、锌尘泥生产线，每年可处理含铁尘泥30万吨，生产金属化球团20万吨，氧化锌粉7000吨。
自2012年以来，已连续稳定生产5年多，作业率超过92%。
项目研发了具有完全自主知识产权的蓄热式转底炉处理含铁、锌粉尘成套技术及装备，建成了处理量为30万吨/年的转底炉直接还原含锌粉尘，综合回收铁、锌示范生产线，实现了核心转底炉设备的国产化和大型化。
使用低热值煤气，通过蓄热式燃烧技术提高了炉内燃烧温度，提高了球团金属化率；通过炉内气流和温度场的特殊设计，使得既炉温均匀、又无气流扰动；通过特殊成型技术，降低了球团粉化率，提高了锌粉的回收率和品位。
各项技术经济指标均优于国内外同类技术，是我国冶金固废处理领域的一项重大突破。
数据显示，该生产线投产以来，可获得平均金属化率为85%以上的球团，锌平均脱除率达95%，获得副产品氧化锌粉的平均品位大于60%，回收率平均达95%。
吨金属化球团的能耗为203.11kgce（不含尘泥内含碳），节能27%以上。
沙钢集团相关负责人介绍，该项目实现了含铁、锌固废的有效循环利用，投资两年后即回收全部投资，2014年至2016年新增产值8.8亿元，创利税3.97亿元，具有良好的经济效益。
同时，本项目解决了钢铁冶金固废的污染环境问题，实现了示范工程内的固废和污水零排放。
与现有国内外主要固废处理技术—回转窑方法相比，本项目可减少能耗约70kg标煤/吨金属化球团，按此计算，每年减少烟尘、二氧化碳和二氧化硫的排放量为：按照每吨标煤燃烧会放出36kg烟尘，二氧化碳排放2.62吨，燃烧产生二氧化硫排放17 kg计算，按转底炉现有产量，每年减少烟尘排放504吨，减少二氧化碳排放3.67万吨，减少二氧化硫排放238吨。
我国转底炉工艺技术发展现状与前景浅析
供 少许 借鉴 与参 考 。 关键词 转底 炉 直接 还原
炼铁
１ 转 底 炉 发 展 概 况 转 底 炉 （ ｏ ｒ ｅｒ ｕ ａｅ 简 称 Ｒ ｔ ｙ Ｈ ａｔ Ｆ ｒ ｃ ， ａ ｈ ｎ Ｒ Ｆ 工 艺 是 以一 种 煤 基 快 速 直 接 还 原 技 术 。 Ｈ ） 该 工 艺 思 想 最早 由 Ｒ ｓ 公 司 （ ｄｅ ｏｓ Ｍｉｒ ｘ公 司前
目前 ， 国内 Ｄ Ｉ Ｒ 生产达 到工业 化规模 的 １０万吨／ ０ 年座 的转底 炉 ， 各种直接 还原装置 直接还原技 术有转底 炉 、 回转 窑 和隧道 窑三 的生产能力 见表 ２ 。转底炉生产 的单 位能耗 种， 这三种工艺都 属煤基 直接还 原技 术。其 也小于 回转窑和隧道窑工艺 ， 具备一定优势 。
另有多家钢铁企业规划设计上 马转底炉 ，转
转底 炉发展过程 中美 国、 国、 德 日本等 国家 都 底 炉工 艺逐 渐成 为直接还原铁领域 的一个建 相继投入力 量 开发研 究 ， 先后建 立 起工 业 化 设热点 。 目前 ，国内工业规模转底 炉建设情 生产厂 。 目前该技术 已经逐渐趋 于成熟并 表 况如下 表 １ 。
１７ 年在美 国 Ｅｌｏｄ市建 成第一 座具 有商 几年在消化吸收 国外转底 炉技术 发展 的基础 ９８ ｌ ｏ ｗ
业意义的转底 炉 Ｉ ＭＥ Ｃ Ｎ Ｔ Ｏ工 艺起 到 现在 转 上 ，先 后有 多家企 业投 资建 设转 底炉 装置 ，
底 炉的发 展 已经 有 ３ ０多 年 的历 史 Ｈ ３。 在 －
第３ ５卷
・
第 ４期
攀枝 花科 技 与信息
（ 总第 １３期 ） ０
非 高炉 炼铁会 议专题 ・
我 国 转 底 炉 工 艺 技 术 发 展 现 状 与 前 景 浅 析
转底炉工艺.(演示文稿)ppt
振动布料机、螺旋排料机
• 布料机作用：混合生球布料，将生球很均 匀地布置在转底炉炉底上 • 主要构成：振源（电机、柔性联轴器、激 振器）、箱体、弹簧、导料板 • 排料机作用：成品金属化球团的热态排料 • 主要构成：电机、减速机、传动链系统、 前后轴承座、主轴装配（含螺旋片）
水冷系统
• • • • 筒式冷却机 作用：热态成品球的冷却 构成：驱动部、筒体、托辊、齿轮 链斗机 作用：热态成品球的大倾角提升 的主要设备
• 高压压球机 作用：混合物料压制成球 • 主要构成：电机、液力耦合器、减速机、 齿轮联轴器、预压机、液压站、辊子装配 • 管带输送机 作用：将生球输送至转底炉进 行焙烧还原 • 构成：与带式输送机相同
转底炉还原系统的主要设备
• 转底炉 作用：转底炉是生产工艺的核心设 备，用于金属化球团的还原生成 • 主要构成：电机、驱动部、炉床、上下轨 道梁、燃烧系统
转底炉工艺
转底炉工艺主要包括：原料的接受、 燃料的破碎、混匀、冷压球及筛分、 生球烘干、干球筛分、布料、转底 炉的焙烧（还原）、热压块、成品 冷却、成品输出、氧化锌回收。
转底炉使用的原燃料
• 用于处理现有流程产生的高炉灰和转炉的 污泥，生产金属化球团和回收含锌粉尘。 • 原料：高炉灰、氧化铁皮、除尘灰、转炉 污泥，含铁海沙、红土镍矿、钒钛磁铁矿 等 • 辅料：煤粉、粘结剂 • 燃料：煤气（转炉、高炉、焦炉）、天然 气、煤制气 • 产品：金属化球团（70%）、含锌粉尘等
转底炉生产主要系统
• • • • • 煤气制气系统（供燃气系统） 混合压球系统 转底炉直接还原系统 成品冷却回收系统 煤气发生炉作用：生成合格能够满足工艺 要求的煤气 • 主要设备：本体、驱动部、蜗轮蜗杆灰盘
混合压球系统主要设备
转底炉可行性研究报告
转底炉可行性研究报告一、研究背景和目的转底炉是一种新型的高效节能型炼钢设备，其采用倾吊炼钢技术，能够有效提高炼钢效率，降低生产成本，减少环境污染。
本报告旨在对转底炉的可行性进行研究，探讨其在我国钢铁行业的推广应用情况和经济效益。
二、转底炉的技术原理及特点1. 技术原理：转底炉是一种通过倾斜炉体，并在倾斜过程中进行废钢、生铁及其他原料装料和炼炉操作的方法。
其主要工艺流程包括：装料-装炉-炼钢-出钢-开炉。
在转底炉的操作过程中，通过不断的倾斜和转底，可以加快炼钢速度，提高炉渣清洁度，保证钢水质量。
2. 技术特点：转底炉具有炉顶炼钢和底部出钢的特点，避免了传统炉冶炉故障多、冷却时间长、热效率低等缺点。
同时，由于转底炉采用了先进的冷却技术和燃烧系统，能够有效减少能源消耗和排放量，降低运行成本。
三、转底炉在钢铁行业的应用情况1. 国内：目前，我国钢铁行业转底炉的应用还比较有限，主要集中在一些大型钢铁企业。
由于转底炉的技术含量较高，投资成本较大，使得一些中小型钢厂存在较大的压力和难度。
但随着钢铁行业对环保要求的提高和技术进步的推动，转底炉将逐渐在我国钢铁行业得到推广应用。
2. 国际：在国际上，转底炉已经得到较为广泛的应用。
欧美等发达国家已经在钢铁行业中大规模推广了转底炉技术，取得了显著的经济和环保效益。
其成功经验可以为我国钢铁行业的发展提供借鉴和参考。
四、转底炉的经济效益分析1. 节能降耗：转底炉的炼钢效率高，能源消耗低。
据统计，使用转底炉可以节能20%以上。
2. 降低成本：转底炉具有炉冶时间短、炉龄长、操作简便等特点，可降低炼钢成本5%-10%。
3. 提高产量：转底炉采用倾吊炼钢工艺，生产效率高，可提高炼钢产量10%-15%。
4. 减少环境污染：转底炉采用先进的燃烧技术和冷却设备，能够有效减少废气排放量，降低环境污染。
五、转底炉的发展前景和建议1. 发展前景：随着我国钢铁行业对环保要求的提高和转底炉技术的不断改进，转底炉在我国钢铁行业的应用前景广阔。
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2020/3Βιβλιοθήκη 317一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
• Inmetco流程的最突出特点是使用冷固结含碳球团。可使用 矿粉或冶金废料作为含铁原料，焦粉或煤作为内配还原剂。 将原燃料混匀磨细，制作成冷固结球团，然后将冷固结球团 连续加入转体炉，在炉盘上均匀布上一层厚度约为球团矿直 径3倍的炉料。
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
转底炉炼铁工艺是非高炉炼铁工艺的一种，从1978年加拿大国际镍集团 （Inco,Ltd）建成第一座转底炉以来，已有近30年的历史，它从美国发源、先在日 本推广、后在中国得到发展。
转底炉法以其原料适应性强和操作工艺的灵活性等优点，引起冶金界的高度重视。 但由于原料加工方法条件和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁分为 Inmetco法、DRYIRON法， FASTMET法和ITKM3等不同工艺路线。
属化球团经过冷却区后被排出炉外冷却，部分再氧化金属化率降低一些。煤气燃烧
及反应生成的烟气沿着与炉料转动相反的方向流动，最后流入废气净化处理及余热 回收系统。
装料 区
900~1100 ℃
预热区
烟气流动方向 1200~1400℃
还原区
1100~900℃
烧嘴
冷却区
排料区
转底炉炉底转动方向
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
⑵. 干铁法
GLOBA公司（原MR&E公司）在1960年是米德兰－罗斯的快速加热工艺的技 术开发部门，1985年成为独立公司。曾经为美国Ameristeel公司的电炉粉 尘处理系统以及美国Rouge Steel公司综合钢铁厂的粉尘和污泥处理系统提 供DRYIRON法的相关设备，具备丰富的应用实绩。GLOBA公司开发的干铁法 有两项专利技术：用废糖浆作为粘结剂，利用氧化铁粉与碳粉混合物成型 的干压块方式对辊压球机压成球团后直接装入转底炉，取消了球团的烘干 程序；采用特殊的震动传送装置的炉料装入方法。可以得到金属化率大于 90%的DRI。 是一种较理想的煤基直接还原工艺。 该工艺过程中在转底炉 内的高温作用与短暂的停留时间（约10min），其操作具有巨大的灵活性， 而且设备的操作控制非常容易。考虑到上述炼铁厂粉尘和污泥处理以及还 原铁生产的需要，新日铁钢铁事业部于1999年从美国MR&E公司引进转底炉 DRYIRON法，并且争取到代理推销资格。 这是日本FASTMET法发展的基础。
约为1250℃。过程所需的能量来自于不同区段烟气预热或燃气的燃烧。设计有精确控
温的燃烧系统，保证炉内不同区间的燃烧按照还原过程热平衡进行控制。 Inmetco
炉成功运行了30多年,由于其DRI产品含镍铬5-10%，可循环利用回收合金，该厂有
较好的经济效益,成为美国政府指定的处理不锈钢厂固体废弃物处理中心。
煤基直接还原 转底炉(RHF) 工艺是由轧钢使用的环形加热 炉演变而来的，具有环形炉膛 和可转动的炉底，还原炉料均 匀地铺在可以沿圆周循环转动 炉底上，炉膛是一个固定的相 对密封的环状容器，炉膛内外 墙上布置有多组燃气烧嘴，按 不同的区域通过自动调节阀装 置和检测元件实现温度控制和 气氛调节。
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
热烟气流动方向
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
转底炉炉体结构示意图
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炉膛与转动的炉底之间有水封防止烟气和粉尘逸出
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
⑴ Inmetco 法
国内外转底炉的发展趋势及 我国发展转底炉技术的建议
周渝生 齐渊洪 严定鎏 洪益成
钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室 钢研晟华工程技术有限公司 20141106
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目录
一、国内外转底炉技术的发展过程简介 二、国内外转底炉技术的发展趋势 三、我国发展转底炉技术的背景 四、对我国发展转底炉技术的建议
由加拿大的Inco公司开发， 于1978年在美国埃尔伍德市建成了年处理8万吨固体
废弃物的工厂，用于从合金钢冶炼废料中回收镍、铬和铁。 INMETCO的主体设备是
一个转体炉。转底炉呈密封的圆盘状，在运行中炉体以中垂线为轴作旋转运动。其工
艺流程特点是：将不锈钢生产厂的电炉集尘灰、瓦斯泥和还原剂混合后造球，还原剂
• 在炉盘周围设有烧嘴，以天然气为燃料。高温燃气吹入炉内 ，以与炉盘转向相反的方向流动，将热量传给炉料。由于料 层薄，球团矿升温极为迅速，很快达到还原温度1250℃左右 。
• 含碳球团内，矿粉与还原剂具有良好的接触条件。在高温下 ，还原反应以高速进行。经过15～20min的还原，球团矿金 属化率即可达到88％～92％。还原好的球团经一个螺旋排料 机卸出转底炉，供电炉作炼钢原料。
冷固结含碳球团炉料从装料区装入转底炉炉内仅1-2层，炉料随着炉底一起转动， 不会受到挤压。先在预热区内被加热到1000℃以上，然后进入1200 ℃ -1400℃的还 原区加热10-20min。在还原区，炉料中的Fe和K、Na、Pb、Zn等氧化物陆续被含碳 球团中的碳自还原，K、Na、Pb、Zn等元素以气体的形式随烟气逸除。还原后的金
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
钢铁厂每年产生大量含锌、铅高的废弃含铁粉尘，高炉不宜使用，环保限制其排
放输出(美国的委托处理费是~250＄/t ,欧洲200欧元/t ，日本是2000日元/t ）， 如何对其经济地回收利用是困扰冶金行业的一个难题。因此，转底炉煤基直接还原 技术应运而生。
煤的量按照还原当量要求配入，再加入一定量的粘结剂，通过圆盘造球机制成直径7
－13ｍｍ的含碳球团。然后把它们装入转底炉，料层厚度约1-2层球，在转底炉中通
过将球团快速加热到1300℃还原，完成还原过程约12分钟，同时重金属氧化物还原
和挥发，通过布袋除尘收集到含Zn、Pb超过60%的富氧化锌灰，在排料点球团温度