POSRI熔融还原介绍
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– – – – 高炉喷吹煤气，降低焦比 生产海绵铁 供发电厂 煤气富化（供高炉、轧钢）
• 可以回收利用钢铁厂各种粉尘
高炉流程与POSRI的污染物排放量比较
POSRI与高炉流程工序能耗比较
• • • • • POSRI工序能耗为 工序能耗为437.5 kg标准煤 吨铁 标准煤/吨铁 工序能耗为 标准煤 焦化工序能耗为143.5 kg标准煤 吨焦 标准煤/吨焦 焦化工序能耗为 标准煤 烧结工序能耗为58kg标准煤 吨 标准煤/吨 烧结工序能耗为 标准煤 高炉工序能耗为399.5kg标准煤 吨铁 标准煤/吨铁 高炉工序能耗为 标准煤 球团工序能耗为22标 准煤 准煤/吨 球团工序能耗为 标kg准煤 吨
年产150万吨POSRI熔融还原主要参数
煤气25万 煤气25万Nm3/h 25 热值： 热值： 7600KJ/Nm3
230万吨 年 万吨/年 万吨 球团厂
120万吨海棉 万吨海棉 铁/年 年
发电厂
铁水150万吨 年 万吨/年 铁水 万吨 6-7万Nm3/h 万 O2 氧气厂
100万吨POSRI流程与高炉流程投资对比
2T/h的COSRI半工业联动热态试验装置
“九五”和“十五”期间，完 九五” 十五”期间， 成了国家攀登计划项目“ 成了国家攀登计划项目“熔融 还原技术基础研究” 还原技术基础研究”的重大课 在基础研究的基础上， 题，在基础研究的基础上，在 承德冶金部试验厂建成2T/h 2T/h的 承德冶金部试验厂建成2T/h的 COSRI半工业联动热态试验装置 COSRI半工业联动热态试验装置 1999年进行热试 年进行热试， ，1999年进行热试，取得重大 突破， 突破，并形成了具有自主知识 产权的熔融还原技术（ 产权的熔融还原技术（Coal Oxygen Smelting Reduction Ironmaking）。 Ironmaking）。
预还原炉
CO -38.47 CO2CO2-29.04 H2 -17.76 N2 -2.24 CH4CH4-1.34 H2OH2O-11.15
CO -62.2 CO2CO2-5.26 H2 -27.47 N2 -2.24 CH4CH4-1.56 H2OH2O-1.22
特点 • 组合型煤气喷口 • 双支撑水冷螺旋,寿命更 长,移动底座,更换方便 • 气封水冷型导料锥 • 分段支撑炉墙,结构稳定 • 钢砖式炉喉,
煤气成分
• 终还原煤气成分（%） 终还原煤气成分（ ）
CO 62.25 CO2 5.26 H2 27.47 N2 2.24 CH4 1.56 H2O 1.22
• 预还原煤气成分（%） 预还原煤气成分（ ）
CO 脱水前 脱水后 38.47 43.30 CO2 29.04 32.68 H2 17.76 19.99 N2 2.24 2.52 CH4 1.34 1.51 H2O 11.15 7624 热值,kJ/Nm3
矿槽系统 热旋风除 尘系统
由营口中板厂 钢铁研究总原 负责， 负责，中冶京 研发设计的年 吨规模工业试 2010年11月 2010年11月 口中板有限责 建成热试
主控楼
浊环水泵 房
循环水泵 房
出铁场除 尘系统
年产20万吨试验装置系统组成 年产 万吨试验装置系统组成
系统组成： • 矿槽上料系统 • 垂直皮带系统 • 炉顶装料系统（预还原炉+终还原炉） • 炉体系统（预还原炉+终还原炉） • 出铁场系统 • 热旋风除尘系统 • 喷灰系统
2x300m2烧结 厂=630万吨烧 +60万球 2x3.5亿 +0.9=7.9
3x1750m3高炉, 系数2.2 3x7.5亿=22.5
输出: 输出: 焦炉煤气: 焦炉煤气: 高炉煤气: 高炉煤气:
焦化占地大
可外购
必建项目
POSRI 的专利技术、专有技术
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 名称 煤气清洗湿式塔文系统 煤气清洗湿式塔文系统 高温动态布料器 纯氧炼铁炉风口装置 高温水冷螺旋输送机 预还原炉煤气分配器 POSRI-终还原炉结构 终还原炉结构 POSRI-预还原炉结构 预还原炉结构 高温炉料导流装置 高温煤气灰回收再利用工艺装置 高温旋风除尘器 氧煤枪装置 分离式导料锥结构 垂直上料皮带机 安全连锁控制系统 金属化球团下料控制技术 煤气温度调节控制技术 超大喷煤量控制技术 渣焦流化床控制技术
球团厂
O2 氧气厂
转炉或电炉
转炉或电炉
POSRI 的技术特点
• 污染排放低（不建焦化、烧结） ，粉尘、NOx、CO2、 污染排放低（不建焦化、烧结） 粉尘、 、 SO2大大降低 • 流程短、总投资低于高炉流程 流程短、 • 渣焦流化床、反应快、效率高、操作方便、开炉停炉方便 渣焦流化床、反应快、效率高、操作方便、 • 超大量喷煤，不用焦炭、只需少量焦丁、大大降低成本 超大量喷煤，不用焦炭、只需少量焦丁、 • 输出高热值煤气，煤气利用有各种途径： 输出高热值煤气，煤气利用有各种途径：
20万吨纯氧(非高炉 炼铁试验装置 万吨纯氧 非高炉 炼铁试验装置 万吨纯氧 非高炉)炼铁试验
年产20万吨纯氧(非高炉 年产 万吨纯氧 非高炉 炼铁 万吨纯氧 非高炉)炼铁 试验装置 装置2010年11月24日9点 试验装置 年 月 日 点 28分开炉热试，最终由于试验 分开炉热试， 分开炉热试 炉高热值煤气的输出问题而停 历时65小时， 炉，历时 小时，作业率达到 52.46%。此次证明了工艺流程 证明了工艺流程 。此次证明了 顺畅， 设备运转良好。 顺畅，各设备运转良好。取得 了重大成果，打通了全流程。 了重大成果，打通了全流程。
20万吨纯氧(非高炉 炼铁试验装置简介 万吨纯氧 非高炉 炼铁试验装置简介 万吨纯氧 非高炉)炼铁试验
POSRI流程图
预 还 原 炉
终 还 原 炉
热 旋 风
干 式 布 袋
塔 文
POSRI流程图
POSRI熔融还原工艺流程图
年产20万吨试验装置系统组成 年产 万吨试验装置系统组成
煤气干式 除尘系统 煤气降温 除尘系统 预还原炉+ 预还原炉+终 还原炉系统 炉顶装料 系统x2 系统x2 垂直皮带 上料系统 矿槽除尘 系统
• 综合比较 综合比较POSRI工序能耗比高流程工序能耗约 工序能耗比高流程工序能耗约 低10%
铁水成分
铁水成分
Fe 95.29 C 4.11 Si 0.35 Mn 0.21 P 0.02 S 0.02 铁水温度 ~1500
炉渣成分
CaO 43.44 SiO2 37.78 MgO 8.2 Al2O3 9.3 MnO 0.54 FeO 0.43 CaO/SiO2 1.15
400万吨铁水/ 400万吨铁水/年 万吨铁水
4x5万氧气厂
POSRI流程 POSRI流程
4x4.5=18
7x90万球团 厂=630万吨 7x1.1亿=7.7
4பைடு நூலகம்POSRI-100 4x5亿=20
输出: 输出: 还原炉炉煤气: 还原炉炉煤气:
高炉流程
3x55万吨焦化 厂=165万吨 3x5.5亿=16.5
POSRI发展史
POSRI 纯氧非高炉炼铁技术是由五矿营口中板有限责 任公司、中冶京诚工程技术有限公司和北京钢铁研究中院 三方联合开发的一项具有完全独立自主知识产权的熔融还 原炼铁技术。 发展历史： • 1999年在承德冶金部试验厂建成2T/h的COSRI半工业联动 热态试验装置 • 2009.7.18日一步法熔融还原建成,开始热态试验. • 2010.11.24日20万吨的POSRI工业试验装置进行热态试验,
球团矿理化性能指标
• 球团矿理化性能指标
成分，％ 抗压强度 TFe >65 FeO <0.4 SiO2 <6 S <0.005 >2000N/个 >95 转鼓指数 8~16mm >95 -5mm <2 粒度
主要技术经济指标
序号 1 2 3 4 5 渣铁比 输出煤气量 输出煤气热值 入炉矿品位 燃料比 煤粉耗量 其中 块煤耗量（粒度 5-40mm） 小块焦炭耗量（粒度 5-20mm） 6 氧气耗量（纯度 99.5%） 氧气压力（风口前） 7 炉顶压力 终还原炉 预还原炉 MPa MPa 0.25 0.15 项 目 单 位 kg/t 铁 Nm3/t kJ/Nm3 % kg/t 铁 kg/t 铁 kg/t 铁 kg/t 铁 Nm3/ t 铁 MPa 数 值 350 1400 7624 ≥65 730 584 73 73 380 0.45 Max600 Max100 Max100 max550 备注
POSRI 系列产品
• • • • 1.年产20万吨,特别适用规模在50吨左右的电炉特钢厂热装铁水 2.年产40-60万吨 3.年产80-100万吨 POSRIPOSRI-4型 4.年产150万吨 POSRIPOSRI-3型
POSRIPOSRI-2型
POSRIPOSRI-1型
高炉流程和POSRI流程对比
20万吨的POSRI工业试验装置
20万吨熔融还原试验装置 20万吨熔融还原试验装置
终还原炉
CO -62.2 CO2CO2-5.265 H2 -27.47 N2 -2.24 CH4CH4-1.56 H2OH2O-1.22
850℃ 250kPa
特点: • 渣焦流化床 • 反应更快速 • 超大量喷煤 • 短料柱 • 双排氧气喷口,操作灵活 • 全冷却壁结构,保证长寿 • 高温水冷布料器,均匀布料
一步法熔融还原试验装置
一步法熔融还原试验(全氧高炉) 一步法熔融还原试验(全氧高炉) 2009年 18日开炉,19日出 日开炉,19 2009年7月18日开炉,19日出 铁。实 现了全氧炼铁的成功， 现了全氧炼铁的成功，取得了氧煤 喷枪的试验成功，达到了450kg/tFe 喷枪的试验成功，达到了450kg/tFe 的超高喷煤指标。 的超高喷煤指标。
• 可以回收利用钢铁厂各种粉尘
高炉流程与POSRI的污染物排放量比较
POSRI与高炉流程工序能耗比较
• • • • • POSRI工序能耗为 工序能耗为437.5 kg标准煤 吨铁 标准煤/吨铁 工序能耗为 标准煤 焦化工序能耗为143.5 kg标准煤 吨焦 标准煤/吨焦 焦化工序能耗为 标准煤 烧结工序能耗为58kg标准煤 吨 标准煤/吨 烧结工序能耗为 标准煤 高炉工序能耗为399.5kg标准煤 吨铁 标准煤/吨铁 高炉工序能耗为 标准煤 球团工序能耗为22标 准煤 准煤/吨 球团工序能耗为 标kg准煤 吨
年产150万吨POSRI熔融还原主要参数
煤气25万 煤气25万Nm3/h 25 热值： 热值： 7600KJ/Nm3
230万吨 年 万吨/年 万吨 球团厂
120万吨海棉 万吨海棉 铁/年 年
发电厂
铁水150万吨 年 万吨/年 铁水 万吨 6-7万Nm3/h 万 O2 氧气厂
100万吨POSRI流程与高炉流程投资对比
2T/h的COSRI半工业联动热态试验装置
“九五”和“十五”期间，完 九五” 十五”期间， 成了国家攀登计划项目“ 成了国家攀登计划项目“熔融 还原技术基础研究” 还原技术基础研究”的重大课 在基础研究的基础上， 题，在基础研究的基础上，在 承德冶金部试验厂建成2T/h 2T/h的 承德冶金部试验厂建成2T/h的 COSRI半工业联动热态试验装置 COSRI半工业联动热态试验装置 1999年进行热试 年进行热试， ，1999年进行热试，取得重大 突破， 突破，并形成了具有自主知识 产权的熔融还原技术（ 产权的熔融还原技术（Coal Oxygen Smelting Reduction Ironmaking）。 Ironmaking）。
预还原炉
CO -38.47 CO2CO2-29.04 H2 -17.76 N2 -2.24 CH4CH4-1.34 H2OH2O-11.15
CO -62.2 CO2CO2-5.26 H2 -27.47 N2 -2.24 CH4CH4-1.56 H2OH2O-1.22
特点 • 组合型煤气喷口 • 双支撑水冷螺旋,寿命更 长,移动底座,更换方便 • 气封水冷型导料锥 • 分段支撑炉墙,结构稳定 • 钢砖式炉喉,
煤气成分
• 终还原煤气成分（%） 终还原煤气成分（ ）
CO 62.25 CO2 5.26 H2 27.47 N2 2.24 CH4 1.56 H2O 1.22
• 预还原煤气成分（%） 预还原煤气成分（ ）
CO 脱水前 脱水后 38.47 43.30 CO2 29.04 32.68 H2 17.76 19.99 N2 2.24 2.52 CH4 1.34 1.51 H2O 11.15 7624 热值,kJ/Nm3
矿槽系统 热旋风除 尘系统
由营口中板厂 钢铁研究总原 负责， 负责，中冶京 研发设计的年 吨规模工业试 2010年11月 2010年11月 口中板有限责 建成热试
主控楼
浊环水泵 房
循环水泵 房
出铁场除 尘系统
年产20万吨试验装置系统组成 年产 万吨试验装置系统组成
系统组成： • 矿槽上料系统 • 垂直皮带系统 • 炉顶装料系统（预还原炉+终还原炉） • 炉体系统（预还原炉+终还原炉） • 出铁场系统 • 热旋风除尘系统 • 喷灰系统
2x300m2烧结 厂=630万吨烧 +60万球 2x3.5亿 +0.9=7.9
3x1750m3高炉, 系数2.2 3x7.5亿=22.5
输出: 输出: 焦炉煤气: 焦炉煤气: 高炉煤气: 高炉煤气:
焦化占地大
可外购
必建项目
POSRI 的专利技术、专有技术
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 名称 煤气清洗湿式塔文系统 煤气清洗湿式塔文系统 高温动态布料器 纯氧炼铁炉风口装置 高温水冷螺旋输送机 预还原炉煤气分配器 POSRI-终还原炉结构 终还原炉结构 POSRI-预还原炉结构 预还原炉结构 高温炉料导流装置 高温煤气灰回收再利用工艺装置 高温旋风除尘器 氧煤枪装置 分离式导料锥结构 垂直上料皮带机 安全连锁控制系统 金属化球团下料控制技术 煤气温度调节控制技术 超大喷煤量控制技术 渣焦流化床控制技术
球团厂
O2 氧气厂
转炉或电炉
转炉或电炉
POSRI 的技术特点
• 污染排放低（不建焦化、烧结） ，粉尘、NOx、CO2、 污染排放低（不建焦化、烧结） 粉尘、 、 SO2大大降低 • 流程短、总投资低于高炉流程 流程短、 • 渣焦流化床、反应快、效率高、操作方便、开炉停炉方便 渣焦流化床、反应快、效率高、操作方便、 • 超大量喷煤，不用焦炭、只需少量焦丁、大大降低成本 超大量喷煤，不用焦炭、只需少量焦丁、 • 输出高热值煤气，煤气利用有各种途径： 输出高热值煤气，煤气利用有各种途径：
20万吨纯氧(非高炉 炼铁试验装置 万吨纯氧 非高炉 炼铁试验装置 万吨纯氧 非高炉)炼铁试验
年产20万吨纯氧(非高炉 年产 万吨纯氧 非高炉 炼铁 万吨纯氧 非高炉)炼铁 试验装置 装置2010年11月24日9点 试验装置 年 月 日 点 28分开炉热试，最终由于试验 分开炉热试， 分开炉热试 炉高热值煤气的输出问题而停 历时65小时， 炉，历时 小时，作业率达到 52.46%。此次证明了工艺流程 证明了工艺流程 。此次证明了 顺畅， 设备运转良好。 顺畅，各设备运转良好。取得 了重大成果，打通了全流程。 了重大成果，打通了全流程。
20万吨纯氧(非高炉 炼铁试验装置简介 万吨纯氧 非高炉 炼铁试验装置简介 万吨纯氧 非高炉)炼铁试验
POSRI流程图
预 还 原 炉
终 还 原 炉
热 旋 风
干 式 布 袋
塔 文
POSRI流程图
POSRI熔融还原工艺流程图
年产20万吨试验装置系统组成 年产 万吨试验装置系统组成
煤气干式 除尘系统 煤气降温 除尘系统 预还原炉+ 预还原炉+终 还原炉系统 炉顶装料 系统x2 系统x2 垂直皮带 上料系统 矿槽除尘 系统
• 综合比较 综合比较POSRI工序能耗比高流程工序能耗约 工序能耗比高流程工序能耗约 低10%
铁水成分
铁水成分
Fe 95.29 C 4.11 Si 0.35 Mn 0.21 P 0.02 S 0.02 铁水温度 ~1500
炉渣成分
CaO 43.44 SiO2 37.78 MgO 8.2 Al2O3 9.3 MnO 0.54 FeO 0.43 CaO/SiO2 1.15
400万吨铁水/ 400万吨铁水/年 万吨铁水
4x5万氧气厂
POSRI流程 POSRI流程
4x4.5=18
7x90万球团 厂=630万吨 7x1.1亿=7.7
4பைடு நூலகம்POSRI-100 4x5亿=20
输出: 输出: 还原炉炉煤气: 还原炉炉煤气:
高炉流程
3x55万吨焦化 厂=165万吨 3x5.5亿=16.5
POSRI发展史
POSRI 纯氧非高炉炼铁技术是由五矿营口中板有限责 任公司、中冶京诚工程技术有限公司和北京钢铁研究中院 三方联合开发的一项具有完全独立自主知识产权的熔融还 原炼铁技术。 发展历史： • 1999年在承德冶金部试验厂建成2T/h的COSRI半工业联动 热态试验装置 • 2009.7.18日一步法熔融还原建成,开始热态试验. • 2010.11.24日20万吨的POSRI工业试验装置进行热态试验,
球团矿理化性能指标
• 球团矿理化性能指标
成分，％ 抗压强度 TFe >65 FeO <0.4 SiO2 <6 S <0.005 >2000N/个 >95 转鼓指数 8~16mm >95 -5mm <2 粒度
主要技术经济指标
序号 1 2 3 4 5 渣铁比 输出煤气量 输出煤气热值 入炉矿品位 燃料比 煤粉耗量 其中 块煤耗量（粒度 5-40mm） 小块焦炭耗量（粒度 5-20mm） 6 氧气耗量（纯度 99.5%） 氧气压力（风口前） 7 炉顶压力 终还原炉 预还原炉 MPa MPa 0.25 0.15 项 目 单 位 kg/t 铁 Nm3/t kJ/Nm3 % kg/t 铁 kg/t 铁 kg/t 铁 kg/t 铁 Nm3/ t 铁 MPa 数 值 350 1400 7624 ≥65 730 584 73 73 380 0.45 Max600 Max100 Max100 max550 备注
POSRI 系列产品
• • • • 1.年产20万吨,特别适用规模在50吨左右的电炉特钢厂热装铁水 2.年产40-60万吨 3.年产80-100万吨 POSRIPOSRI-4型 4.年产150万吨 POSRIPOSRI-3型
POSRIPOSRI-2型
POSRIPOSRI-1型
高炉流程和POSRI流程对比
20万吨的POSRI工业试验装置
20万吨熔融还原试验装置 20万吨熔融还原试验装置
终还原炉
CO -62.2 CO2CO2-5.265 H2 -27.47 N2 -2.24 CH4CH4-1.56 H2OH2O-1.22
850℃ 250kPa
特点: • 渣焦流化床 • 反应更快速 • 超大量喷煤 • 短料柱 • 双排氧气喷口,操作灵活 • 全冷却壁结构,保证长寿 • 高温水冷布料器,均匀布料
一步法熔融还原试验装置
一步法熔融还原试验(全氧高炉) 一步法熔融还原试验(全氧高炉) 2009年 18日开炉,19日出 日开炉,19 2009年7月18日开炉,19日出 铁。实 现了全氧炼铁的成功， 现了全氧炼铁的成功，取得了氧煤 喷枪的试验成功，达到了450kg/tFe 喷枪的试验成功，达到了450kg/tFe 的超高喷煤指标。 的超高喷煤指标。