非高炉炼铁技术及其在我国的发展讲义

及生产稳定等问题至今未得到有效解决，造成世界已
建成的多个流化床直接还原装置法中只有Finmet法和
Circored法在生产，但产量仅占生产能力的50%左右，
2008年流化床法的产量仅占世界总产量的1.5%。
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1.2 熔融还原现状
按其能源可分为：氧煤工艺、电煤工艺； 按其还原反应完成的过程可分为：
一步法：铁矿物在一个反应器中完成还原及熔化全 过程；
二步法：铁矿物在一个反应器中预还原后，在另一 个反应器中进行终还原和熔化， 按其终还原反应器的形式可分为：
铁浴法；填充床法;残焦（CHAR）沸腾床法等。 至今，世界只有二步法的COREX、FINEX实现了工 业化生产，且仅有五套熔融还原装置在运行。
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1.1 直接还原现状
隧道窑法在中国异常发展
隧道窑法采用铁矿粉、还原煤分层装罐，还原罐在窑
内加热进行还原。技术含量相对较低，适合于小规模生产，
投资小，符合民营企业投资需要，近期我国已建成或正在
建设的隧道有100多座，设计年产能约400万吨，但由于
原料、产品质量、成本等原因实际正常运行的不多，产量
还原气源： 天然气 重整气 煤气化 焦炉煤气 其它
铁矿石
还原反应 渗碳反应
气体燃料
天然气或焦炉煤气
可选择的直接还原产品
电弧炉 6
1.1 直接还原现状
气基竖炉实现了热出料、DRI热输送和热DRI直接入电 炉炼钢技术工业化
➢HYL开发的热气体输送（HYL-ITEMP）； ➢印度ASSAR钢铁公司密封保温罐输送； ➢Midrex采用的德国AUMUND的热输送。
非高炉炼铁技术及其在我国的发展
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主要内容
世界非高炉炼铁技术现状 我国非高炉炼铁技术现状 我国发展非高炉炼铁的展望 结语
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1. 世界非高炉炼铁技术现状
非高炉炼铁发展的动力是： 摆脱焦煤资源短缺对钢铁工业发展的羁绊,改变钢铁生 产能源结构； 物的改排善放传，统适钢应铁日生益产提流高程的，环实境现保节护能要、求减；少CO2、硫化 解决废钢短缺，应对废钢质量不断恶化，发展电炉钢 生产，实现钢铁“紧凑化”流程，改善钢铁产品结构，提 高钢材质量和品质； 实现资源的综合利用，促进、实现钢铁工业的可持续 发展。 非高炉炼铁（非焦炼铁）是世界钢铁工业技术发展的前 沿技术之一，是钢铁工业实现节能、减排、“低碳”生产 和可持续发展的重要方向和手段。
2003 2004 2005 2006 2007 2008 08/07增幅
/Mt /Mt /Mt /Mt /Mt /Mt
/%
印度
7.67 9.37 11.10 14.7 19.06 21.20
11.23
伊朗
5.62 6.41 6.85 6.9 7.44 7.44
0
委内瑞拉 6.90 7.83 8.95 8.6 7.71 6.87
不足50万Βιβλιοθήκη Baidu。
隧道窑法热效率低，能耗高（实物煤耗＞800 kg/t·
DRI）；生产周期长（48～76小时）；污染严重；产品
质量不稳定；单机产能难以扩大，不可能成为直接还原铁
发展的方向。
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1.1 世界直接还原技术发展现状
转底炉法是煤基直接还原技术开发热点 转底炉煤基直接还原技术（Fastmet、Inmetco、
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1.1 直接还原现状
产量持续增加，气基竖炉法占主导地位 产量呈持续上升的趋势，2008 年产量达6845万吨，2009年产 量6200万吨，比上年度仅下降 9.4%。
以Midrex、HYL为代表的气
基竖炉直接还原法在世界还
原铁生产中占绝对优势 。
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1.1 直接还原现状
世界各国直接还原铁产量统计
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1.1 直接还原现状
流化床法的发展受挫
流化床法采用粉状原料、铁矿粉单体颗粒在高温还
原气流中还原，粉矿不必造块、还原速度快，从机理 上是气基法中最合理的工艺，因而在直接还原发展中 倍受关注。生产实践中，因物料流化所需要气流量远 大于还原所需气量，还原气一次通过利用率低，循环
消耗能量高；产品还原程度不均匀；“失流”、粘结、
-10.89
墨西哥
5.62 6.54 5.98 6.2 6.26 6.01
-0.04
沙特阿拉伯 3.29 3.41 3.63 3.6 4.34 4.97
14.52
俄罗斯
2.91 3.14 3.34 3.3 3.41 4.56
33.72
特立尼达和
多巴哥
2.28 2.36 2.05 2.1 3.47 2.78
Itmk3）因采用含铁原料与还原剂混合造球/压块，还原条件 好；能源来源广泛；对原料的适应性强，在钢铁厂粉尘综合 利用，以及复合矿利用有明显的优势，受到人们重视。该工 艺存在产品含铁品位低,含S高（TFe＜85％，硫0.10%～ 0.20％），难以直接用于炼钢生产，不是生产炼钢DRI的方 法，产品用于高炉炼铁的经济合理性还有待生产的验证；设 备运转部件多，运行维护难度大；生产的稳定性还有待生产 的证实等原因，不是DRI发展的主导方向。
-19.28
埃及
2.87 3.02 2.90 3.1 2.79 2.64
-5.38
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1.1 直接还原现状
煤制气-竖炉直接还原工艺为DRI生产发展开辟了新途径
由Midrex公司提出并在南非实现了工业化生产的COREX熔融还 原尾气作为Midrex竖炉还原气的工艺，以及直接使用焦炉煤气、合成 气、煤制气为还原气的HYL-ZR工艺，为天然气资源缺乏的地区以天 然气以外的能源发展气基直接还原工艺开辟了新途径。
600～700℃的DRI热送至冶炼车间，热装入电炉 炼钢可以节约电能60～80kwh/t钢，同时，简化了竖 炉的出料系统，及DRI出炉后的处理系统，减少DRI在 冷却、运输中的再氧化，为降低钢产品总能耗创造条 件。
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1.1 直接还原现状
回转窑法在印度异常发展
回转窑法是煤基直接还原中最主要方法。回转窑法对 原燃料要求苛刻，能耗高，运行费用高，生产稳定难度大， 规模难以扩大（最大15万吨/年·座），投资大等原因，多 年来没有得到显著的发展，仅在印度、南非、我国等少数 国家应用。近年来，回转窑法在印度得到异常发展，到 2009年底印度约有350条回转窑在运行中，总产能约 1800万吨，产量约占世界总量的25%。但这些小型回转 窑煤耗大多超过1000kg/t·DRI，生产运行情况不理想。