直接还原铁作为废钢替代品在电弧炉中的应用

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炼钢用直接还原铁的研制与应用

ｄｅｎｎ％ｂｎｉｇａｅｔＴｅｈｉｃｙｒｄｃｄｉｏｓｍａｕａｔｒｄｂｔｒｐｏｅｓｗｉｘｅａｈａｔｏｕｉｇａｄ１ｉｄｎｇｎ．ｈｎｔｅｄｒｔｕｅｒｎｉｎｆｃｕｅｙｒｏｔｒｃｓｔｅｔｒｌｅｔｍｅｈｄｅｌｅｅｈｎ
分与铁精矿粉混合制成球团矿或烧结矿供高炉使用，另一部分直接供转炉使用，不能实现氧化铁皮的高效
利用。包钢耐火厂现有两条９１１０ｍ的隧道０ｍ、条２窑。若以氧化铁皮为原料，焦粉为还原剂，采用隧道窑生产还原铁。不仅可以给转炉炼钢提供优质原料，实现氧化铁皮资源的有效利用，有利于耐火厂产业而且
按配方准确称量氧化铁皮及还原剂倒人试验室小混沙机内，然后外加１％的糊精，干混５ｍｎ然后加ｉ，人２０的水继续混合５ｍｉ．％ｎ出料，１０ｔ在０液压机上
以２０ｋ２Ｎ的压力压制成型５ｎ５ｌＯ／ｎ× ０ｉｎ试样，ｌｎ置
ＡｂｔａｔＴｅｍｏｌｅｌｎｓａｅｐｅｓｄｂｌｎｉｇｗｔｒｎｓａｅａａｔｒａ．ｄｉｇ２ｓｒｃ：ｈｕｄｄｂａｋｒｒｓｅｙｂｅｄｎｉｉｏｃｌｓｒｗｍａｅｉ１ａｄｎ％ａｃｌｒｔｏｅｈｃｅｅａｒｒ — ｎｆ
ｏｄｃｉｎｏ８￣ｎｏｋｎｉｆ８ｈ．ｈｃｏｄｒｐａｅｓｅｃａｎｓｅｌｆｒｕｔｆ１２０Ｃａｄｓａｉｇｔｅｏｍｅｏｗｉｈｃｕｅｌｃｔｌｓｒｐｉｔｅ —ｍｅｔｇｗｉｏｖｒｒ．ｌｅｌｎｔｃｎｅｔｓｉｈｅ

直接还原铁在八钢短流程生产线应用的实践分析

还原法和煤基直接还原法两大类。直接还原铁的金属化
炉板坯生产线，以及内地多家铸造企业和炼钢企业，
对于产品的质量提高，缓解废钢铁原料的短缺起到了积
极的作用。
煤基法生产的直接还原铁，在使用过程中，存在金
属收得率较低，在电炉冶炼过程中容易产生冷区等缺点，使用受到了一定条件的限制，在全废钢冶炼时使用，不利于电炉的生产，目前已经在我厂停止了使用，该制品
ＡｂｔａｔＤＲＩｉｇｑｌｔｕｔｕｅｆｒｓｒｐ，ｉｈａｓｔｖｅｅｆｃｔｒｉｐｒｉｇｍｏｔｎｓｅｎｐｔｉｉｔｕｎｃｔｉｓｒｃ：ｓａｈｉｈ— ｕａｉｙｓｂｓｉｔｏｃａｔｔｓｐｏｉｉｆｅｓｆｏｍｏｖｎｌｅｔｅｌｄｏｉｚｎｇｓｕｃｔｅｏｆｏｓｎＥＡＦａｍ
气基还原法生产的直接还原球团已经成功的应用于
ｓｅｌｋｎｒｃｓ．ＴｈｔｅｍａｉｇｐｏｅｓｅＤＲＩｐａｔａｅｕｔｆ０ＡＦａｌｙｓｅｌｒｄｃｉｎｌｅａｄ１ｔＡＦｓａｒｄｃｉｎｌｅａｐｙｎ．２ｒｃｉｌｓｌｏｔｃｒｓ７Ｅ — ｌｔｅｏｕｔｉｎｌｏｐｏｎＯＥｌｂｐｏｕｔｉｐｌｉｇｉＮｏｏｎｎ
直接还原是指在矿石不熔化、不造渣的条件下将铁
宝钢集团新疆八一钢铁股份公司第二炼钢厂，以下简称八钢７直流电炉合金钢生产线和１０ｔ流电０ｔ１交

钢渣直接还原铁在转炉中的应用试验

另外，对钢水的成分及出钢量进行了全程的监测，现将部
转炉吨位：４５Ｔ转炉；
钢渣制直接还原铁用量：３０Ｔ；钢渣制直接还原铁尺寸：１６０× ８Ｏｍｍ；钢渣制直接还原铁体积密度：２．２１ｍ３－２．３４ｇ，ｃｍ；冶炼钢种：ＨＲＢ４００、Ｑ２４５Ｒ１等。
１．１试验条件
试验配比：Ｏ．５Ｔ的钢渣制直接还原铁＋０．５Ｔ废钢。试验炉数：６０炉。试验小结：在第二阶段的试用试验中，虽然钢渣制直接还原铁的添加比例加大，但是整个冶炼过程非常平稳，炉况顺行，钢水质量稳定，每炉出钢量增加０．０２Ｔ，钢渣制直接还原铁完全可以用于炼钢生产，替代部分优质废钢。
随着循环冶金和绿色冶金的发展，各大钢企逐渐意识到冶
２现场试验情况
２．１炉前试验情况
金同废综合利用所蕴含的巨大经济效益和肩负的社会责任，于是在同废的循环利用上展开了新的研究与探索，钢渣的综合利用就是其中一项。而目前大多数钢企在钢渣磁选出的钢渣铁精粉循环利用上，大多采用烧结配料一高炉一转炉的大循环模式，这种传统的循环利用方式没有充分利用钢渣铁精粉的潜在价值，造成资源的极大浪费。同时也使生产流程复杂化，增加了生产过程中的物质和能量的流失。针对钢渣铁精粉的低端利用现状，我们对它的循环利用进行了新的尝试。选用钢渣铁精粉和铁矿粉作为原料，选用现有的隧道窑直接还原铁生产技术，将其还原焙烧成直接还原铁供转炉使用，可以代替一半的废钢。钢渣制直接还原铁在转炉炼钢中的成功试用，既可以弥补当前市场优质废钢的不足，又使钢渣铁精粉物尽其用，极大的提升了资源的利用价值。

用于低碳排放钢铁生产的直接还原铁技术研究

用于低碳排放钢铁生产的直接还原铁技术研究近日，直接还原铁（DRI）的话题引起了很大关注，特别是在减少钢铁生产中二氧化碳排放的目标方面。

DRI是指在不熔化的情况下将氧化铁还原为金属铁。

未还原的矿石化合物依然不是理想的氧化物。

氧化铁原料（Fe203）以相同的形式进料和排出（球团进料，球团排出，块矿进料，块矿排出）。

热压块铁（HBI）是将DR1进行热压块（1,200T,650℃）,从而形成高密度枕型压块，主要是为了便于安全运输和处理，用于商业DRI生产Q在中东和北非等废钢缺乏地区，DRI/HBI主要用作电弧炉（EAF）炼钢的初级金属原料，而在北美和欧洲等废钢丰富地区，则作为补充原料。

另外，HBI还可以选择性地用于高炉和转炉生产。

1矿石基金属物料DRI/HBI是电弧炉中使用的矿石基金属物料（OBMS）的一种形式。

另一种常用的OBM是商业生铁，在高炉中生产的铁水，温度超过1,370o C o 生铁是铁水凝固而成。

相对于废钢和生铁而言，DRI/HBI在全铁、金属化、金属铁和脉石水平方面处于不利地位；但DRI/HBI在减少二氧化碳排放方面具有更大的潜力。

2竖炉DR1工艺重点是气基竖炉DRI/HBI工艺。

典型工艺流程如下：2.1热还原气体的产生①天然气重整（Midrex工艺的催化重整；Hy1III的蒸汽重整）。

②原位重整（EnergironHy1ZR工艺）。

③气化煤、焦炉煤气。

2.2铁矿石装料球团矿和块矿的筛分和包覆（石灰石、白云石、铝土矿或水泥）。

2.3竖炉的还原煤气在约1,000。

C引入，有时候混入氧气。

2.4处理DR1产品冷DRI、热DR1或HBI。

自2023年以来，铁矿石（球团）成本大幅上升，铁矿石（球团）成本一直占据了成本的主导地位。

在此之前，天然气成本是决定DRI工厂选址的关键因素。

不过，当天然气价格上涨到7~10美元/MMBTU时，DRI生产的吸引力就大不如前了。

3DRI和低二氧化碳钢生产目前，业界对DRI/EAF炼钢工艺非常关注，主要与在全球范围内减少钢铁生产的二氧化碳排放有关。

焦炉煤气生产直接还原铁技术研究

焦炉煤气生产直接还原铁技术研究一、技术背景。

进展直接还原铁生产是电炉钢短流程进展的需要。

我国钢铁产量已持续连年居世界第一名，但钢铁工业结构不合理，主要体此刻低附加值产品多余，而高级钢材仍需入口。

随着我国钢铁工业结构的调整和对钢铁产品质量要求的提高，电炉钢短流程必然会取得较快进展。

传统的电炉冶炼以废钢作为主要原料，而我国废钢资源不足，每一年的废钢入口量都在1000万吨以上；另外，废钢中杂质元素的不断积累会对优质钢的生产造成不利影响。

直接还原铁作为废钢的重要替代品是电炉炼钢的理想原料，它具有纯净度高、成份稳固等长处，是进展钢铁生产短流程的基础。

利用焦炉煤气生产直接还原铁是钢铁行业实现节能减排的有效途径。

传统炼铁工艺受焦煤资源欠缺的影响，其进展受到制约。

进展直接还原铁生产不仅能够改变传统炼铁工艺长期以来对焦煤的依赖，同时能够减少二氧化碳排放量(与煤基直接还原相较，吨铁CO2排放量能够从2000kg降低到400kg以下），符合钢铁工业可持续进展的技术要求，是钢铁行业实现节能减排的有效途径。

多余焦炉煤气的存在为进展气基直接还原提供了根本动力。

我国焦化企业每一年产生大量多余的焦炉煤气，这为开展焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁提供了可能。

另外，随着热风炉（和加热炉)技术的进步，利用单一的高炉煤气就可以够实现1300℃的风温，这使得利用低热值的煤制气加热焦炉（或用于加热炉），从而置换出部份焦炉煤气用于直接还原铁生产成为可能，这在必然程度上扩大了焦炉煤气的来源，为焦炉煤气规模化生产直接还原铁提供了保障。

焦炉煤气利用方式的选择。

两种途径：燃料化和资源化。

焦炉煤气中CH4：25%〜26%，H2 : 56%〜%，H2发烧值仅为2580kCal/m3约为曱烷的四分之一，因此，将焦炉煤气作发烧剂不尽合理。

由于氢气的还原潜能远远高于CO，因此将焦炉煤气用作还原剂更有利于其化学能的合理利用。

与天然气相较焦炉煤气中的甲烷含量更低，这使得其重整负荷减轻，耗氧量减少，能量消耗也降低。

直接还原铁在电弧炉炼钢中的应用

直接还原铁在电弧炉炼钢中的应用陈煜李京社武杰李士琦于平邹文正摘要通过对天津钢管公司95炉钢(约1.4万t)生产数据的统计分析，研究了超高功率电弧炉生产中配入直接还原铁，对金属收得率和成品钢液成分的影响。

结果表明，配入直接还原铁时，Cu、Pb、Sn、As和N含量明显降低。

关键词电弧炉炼钢直接还原铁Application of DRI in EAF SteelmakingChen Yu, Li Jingshe, Wu Jie and Li Shiqi (University of Science and Technology, Beijing 100083)Yu Ping and Zou Wenzheng(Tianjin Steel Pipe Corporation)Abstract Based on the statistical analysis of 95 heats \| about 14,000 t metal production data of EAF steelmaking at Tianjin Steel Pipe Corporation, the influence of charging DRI in EAF on metal yield and steel composition has been studied. The results show that with charging DRI the Cu, Pb+Sn+As and N content decreased appreciably.Material Index EAF, Steelmaking, DRI天津钢管公司是生产大口径石油用无缝管的专业化电炉钢厂，对钢中金属残余元素(Ni,Cr,Cu和五害元素Pb,Sn,As,Sb,Bi)的含量有严格的限制。

这些金属残余元素来自废钢而在冶炼过程中无法有效去除，国际上通用的对策是在入炉原料中配入一定比例的“纯净的”含铁原料(直接还原铁)代替“脏”的废钢，即采取稀释的办法使金属残余元素的含量降低。

海绵铁简介——精选推荐

海绵铁简介一、直接还原铁（海绵铁）的用途直接还原铁（海绵铁）是精铁粉在炉内经低温还原形式的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。

近年来由于钢铁产品朝小型轻量化、功能高级化、复合化方向发展，故钢材中非金属材料和有色金属使用比例增加，致使废钢质量不断下降。

废钢作为电炉钢原料，由于其来源不同，化学成分波动很大，而且很难掌握、控制，这给电炉炼钢作业带来了极大的困难。

如果用一定比例的直接还原铁（海绵铁）(30-50%)作为稀释剂与废钢搭配不仅可增加钢材的均匀性，还可以改善和提高钢的物理性质，从而达到生产优质钢的目的。

因此，直接还原铁（海绵铁）不仅仅是优质废钢的替代物，还是生产优质钢材必不可少的高级原料(天津无缝钢管公司国外设计中就明确要求必须配50%的直接还原铁（海绵铁）)。

根据国外报导，高功率电炉冶炼时，炉料搭配30-50%直接还原铁（海绵铁），生产率提高10-25%，作业率提高25-30%。

1996年2月26日我们在鹿泉市轧钢厂三吨电炉上试验表明，在炉料中搭配30-50%直接还原铁（海绵铁），每吨炉料平均节约电能27%，节约炼钢时间28%，耗氧量降低22%，钢材物理性能明显提高。

就此，在电炉钢炉料中搭配一定量直接还原铁（海绵铁）不仅可以提高电炉的生产能力，而且还能降低电耗和生产成本。

国家统计局公布的数字显示，我国九七年的钢产量就已突破亿吨大关，成为世界第一产钢大国，但能源的消耗也是惊人的，吨钢能耗比日本和西方国家高出很多，除技术上的原因外，与我国不同工艺流程的比例有很大的关系。

截止目前，我国电炉钢产量只占总产量的25%，大大低于西方国家的平均值50%。

提高电炉钢的产量必须在电力供应和原料保证上做文章。

实践证明，纯净合格的直接还原铁（海绵铁），是电炉的理想原料，这在西方发达国家普遍得到了认可。

“九五”期间，冶金工业调整——优化钢材结构，由注重规模与产量转变为注重质量和效益，要提高钢的质量，如果原料仍以废钢为主，将是很困难的。

直接还原铁在中国

作为电弧炉炼钢原料（可100%使用）
EAF
作为转炉炼钢的冷却剂
BOF
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI炼钢流程和热装铁水炼钢流程对比
DRI
EAF
LF
CCM
竖炉
废钢
BF
铁水
EAF
10
CCM LF
三、直接还原铁在炼钢中的应用
电炉炼钢
DRI为原料的电炉冶炼特点：
•采用连续加料方式加入，靠钢液熔池传热熔化； •钢中有害元素降低，力学性能提高，改善了加工性能； •实现平熔池冶炼，短弧埋弧冶炼为主，噪音小； •渣量大（DRI：140kg/t钢，废钢80~110kg/t钢）; •电耗高（100%废钢380kWh/t，100%DRI550kWh/t）。
是国内缺乏廉价的还原气和优质的矿石资源。
我国能源特点：富煤贫油少气，分布不平衡，优质炼焦煤递减。（利用煤制气）我国矿石资源特点：贫多富少，分布不平衡，复合共生矿居多。
硼镁铁矿
高磷铁矿钒钛磁铁矿
高磷铁矿
硼镁铁矿钒钛磁铁矿
贫、杂、多元素共生矿：400多亿吨钒钛磁铁矿储量120亿吨----高炉冶
炼效率低，V和Ti回收率低；高磷铁矿100亿吨----脱磷技术未解
决，无法利用，高品位近40亿吨，低品位60亿吨；菱铁矿、褐铁矿、赤铁矿160亿吨---选矿技术没有解决；硼镁铁矿10亿吨----有价元素未得到充分利用。
选择性气基还原的开发对冶炼复合共生矿具有极其重要意义!
6
二、我国发展直接还原的市场方向
山东(25)
还
河南(17)
江苏(4)
原铁
重庆(3) 湖北(7)
上海(4) 安徽(4)

70t电弧炉应用热压块HBI冶炼的工艺实践

・
３・２１６００年１Ｏ月
第３ｌ卷第５期
特殊钢
ＳＥＩＴＬＰＣＡＬＳＥＥ
Ｖ０－１Ｎｏ５ｌ３．．Ｏｔｂｒ２１ｃｏｅ００
７０ｔ电弧炉应用热压块ＨＢ冶炼的工艺实践Ｉ
秦军
（钢集团新疆八一钢铁股份公司第二炼钢厂，宝乌鲁木齐８０２）３０２
ｋ／，以炉料为全废钢时不宜配加热压块，Ｗｈｔ所当加入３％铁水和加入１％热压块时可以达到冶炼过程最优化。００关键词７电弧炉０ｔ热压块电耗冶金质量
ＰｒｃｉｅｆｒＳｅｌａｉｇＰｒｃｓｆａ７ｃｆｒａｅｂａｔｃｏｔｅｍｋｎｏｅｓｏ０ｔＡｒｕｎｃｙ
摘
要７电弧炉的炉料装入量为８８，中热直接还原铁热压块ＨＩ１．０ｔＯ一ｌｆ其Ｂ为４６—１．，５２ｔ铁水２２，３～７ｔ
其出钢量７７，７～８ｔ电耗３６３４ｋ／，１２ｗｈｔ氧耗２．３．ｔ冶炼周期４９７— ３０ｍ／，８—５ｉ。生产实践表明，４ｍｎ热压块是优质废钢的替代品，可促进电弧炉脱磷和脱碳反应，降低氧耗１３～３２ｍ／，．．ｔ但每增加１％热压块则增加电耗３５．
１．～１．ｎｏｔｌ２ —２．ｉａｐｎｉｕｄａｕｔｉ７ —７．ｅｅｔｃｐｗｅｏｓｍｐｉｎ３６ — ３４４６５２ｔａｄｈｔｍｅａ３７ｔｔｔｐｉｇｌｉｍｏｎｓ７ｓｑ８ｔｌｃｒｏｒｃｎｕｔ１ｉｏ２

直接还原铁热装热送新装备技术开发

直接还原铁热装热送新装备技术开发①潘宏涛②　李少英　王少臣　李佳辉（中冶京诚工程技术有限公司　北京１００１７６）摘　要　直接还原铁（Ｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｒｏｎ，ＤＲＩ）热装热送是降低电弧炉电能消耗的重要措施。

本文研究了不同ＤＲＩ、废钢比例条件下，电弧炉电能消耗与ＤＲＩ热送温度的关系，结果表明，当ＤＲＩ取代废钢进行电弧炉冶炼时，ＤＲＩ入炉温度每增高１００℃，每吨钢可节省电能约２５ｋＷ·ｈ。

此外以“输送能耗最低、输送装置简单”为原则，提出了新型直接还原铁热装热送设备的设计思路，该设备具有转运过程中所需的密闭、保温和计量的功能，同时也实现了造渣料与ＤＲＩ分层协同加料的功能，设备结构简单可靠，输送能耗低、效率高，解决了当前热装热送设备动能消耗大、设备磨损快、物料流速难以控制、易卡料等问题，为实现直接还原铁高效热装热送创造了重要条件。

关键词　直接还原铁　热装热送　氢基竖炉　电弧炉中图法分类号　ＴＦ３２１　ＴＦ７０２　ＴＦ８０３．２１文献标识码　ＡＤｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－１２６９２０２３０４００４ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＮｅｗＥｑｕｉｐｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＨｏｔＤｉｒｅｃｔＲｅｄｕｃｔｉｏｎＩｒｏｎＣｈａｒｇｉｎｇａｎｄＤｅｌｉｖｅｒｙＰａｎＨｏｎｇｔａｏ　ＬｉＳｈａｏｙｉｎｇ　ＷａｎｇＳｈａｏｃｈｅｎ　ＬｉＪｉａｈｕｉ（ＭＣＣＣａｐｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ａｍｐＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１７６）ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎ（ＤＲＩ）ｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｄｅｌｉｖｅｒｙｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓｕｒｅｔｏｒｅｄｕｃｅｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｆｕｒｎａｃｅｓ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｃｏｎｖｅｙｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｆａｓｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｅａｒ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｍａｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｒａｔｅ，ａｎｄｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅｔｏｊａｍｍｉｎｇ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｃｏｎｖｅｙｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｈａｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｓｅａｌｉｎｇ，ｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｍｅｔｅｒｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｄｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄａｌｓｏｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｌａｙｅｒｅｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｆｅｅｄｉｎｇｏｆｓｌａｇｆｏｒｍｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤＲＩ．Ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｌｏｗｉｎｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｉｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈｈａｓｃｒｅａｔｅｄｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒａｃｈｉｅｖｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｔｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｄｅｌｉｖｅｒｙｏｆｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ　Ｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎ　Ｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｄｅｌｉｖｅｒｙ　Ｈｙｄｒｏｇｅｎｂａｓｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｆｕｒｎａｃｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｆｕｒｎａｃｅ１　前言在“碳达峰、碳中和”的战略背景下，钢铁产业高端化、绿色化、低碳化发展是时代的必然要求。

DRI ( 直接还原铁)和HBI (热压铁块)的贸易和运输

DRI（直接还原铁）和HBI（热压铁块）的贸易和运输DRI（DirectReducedIron）“直接还原铁”是一种高品质冶金产品（97%的纯铁含量）通过矿粉，球团或矿块同天然气或煤加热化学的还原反应中得到,反应温度比铁的溶点低。

相对高品位的铁矿作为填料。

矿粉可以直接应用，不需要烧结过程。

生产1吨的DRI,大概需要1。

5吨的铁矿。

（一）直接还原法生产生铁直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁.该产品未经熔化，仍保持矿石外形,由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。

海绵铁的特点是含碳低（＜1%），并保存了矿石中的脉石。

这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。

直接还原法分气基法和煤基法两大类。

前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂,在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。

主要有Midrex法、HYLIII法、FIOR法等。

后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。

主要有FASMET法等。

直接还原法的优点有：（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；（2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；（3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序;（4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。

直接还原法的缺点有：（1）对原料要求较高:气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤;（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。

直接还原法已有上百年的发展历史,但直到20世纪60年代才获得较大突破.进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。

其主要原因是:（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。

（2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。

现代电弧炉高效低耗炼钢技术在我国的应用与发展

长足的进步，但世界电炉钢比例不断增长，从
１５年的７３９０．％增长到２０年的３．％，其中美０３３１
国从６２增长到４．％，２０．％８９０４年美国电炉钢比
代电弧炉高效低耗炼钢技术在我国得到了研究、推广及应用与长足发展。
莱钢科技
第５期（总第１７期）３
现代电弧炉高效低耗炼钢技术
在我国的应用与发展
王广连申景霞孙永喜王学利王新权
（殊钢厂）特
摘
要：查阅９０年代以来文献，对现代电弧炉高效低耗炼钢技术在我国的应用与发展进行了综述。
重点介绍了电孤炉炉料结构优化、强化冶炼技术、铁水热装技术、余热利用技术等提高电孤炉效率或降低消耗的技术在我国的应用及控制情况，并通过引用文献对我国现代电弧炉炼钢技术的发展目标和关键技术
作者简介：王广连（９４一）男，１９年７１６，９８月毕业于华东冶金学
原铁的电弧炉炼钢厂，研究其炉料结构对我国电弧炉炼钢铁源的拓宽有重要的指导意义。东北大学和北京科技大学在电弧炉炼钢炉料的研究基础上，并参照物理化学中三元相图浓度三角形的概念，提出
了电弧炉炼钢炉料结构三角形概念，并定义了一个
１ｍｎ５ｉ，电耗下降２５Ｗ／，电极单耗下降约Ｏ一０ｋｈｔ０２ｋ／；在铁水比为３％及氧耗为４ｔ．ｇｔ３０ｍ／的条
件下最低冶炼周期为３ｍｎ５ｉ，对应电耗为
２０ｋｈｔ１Ｗ／［
。
２０年，文献对我国钢铁厂部分国产电炉０４刮氧枪使用情况进行了统计，见表１。

积极发展直接还原铁(DRI)生产技术,应对21世纪电炉废钢紧缺的挑战

逐年增加（已近５％）Ｏ，电炉用废钢已出现严重短缺，
尤其是优质废钢紧缺，再加上废钢经多次循环利用后
质量下降，这对钢铁企业提出了严峻的挑战因此，
废钢。ＤＲ是冶炼优质钢（殊钢Ｊ不可映少的稀释１特
剂，另外，ＤＩ有环境污染少等优点，是电炉的理Ｒ具
袁守谦（９０Ｊ１５・，究生导师
史上实属罕见进人９年代以来ＤＩ０Ｒ产量以每年１％０的速度增长１９９８年世界Ｄｊ量达到３１Ｒ产０万ｔ７
，
维普资讯
誊
文章编号：［０一６９２０）２０】００２Ｌ３（０２０－０一４０
《加２年２工热０第业》２期０
还原铁（Ｒ）ＤＩ生产技ｉ。应鸡２世纪电Ｉ废钢紧缺呐挑砘ｆｉｌ誉；
杜俊峰，袁守谦
ＤｖｌｐｎｅｅｏｉｇＤｉｅｔＲｅｕｔｎＩｏｅｈｏｏｙａｄＡｃｅｔｇｔｅＣｈｌｎｅｏＬａｋｏＳｅｌｃａｎｔｅ２ｓＣｅｔｒｒｃｄｃｏｒｎＴｃｎｌｇｎｉｃｐｉｎｈａｌｇｆｃｆｔｅｒｐｉｈ１ｔｎｕｙｅＳ
超过４Ｏ种，工业应用达２Ｏ种之多，ＤＩＲ的年产量在
圉ｌ含有ＤＲ生产工艺的炼钢短流程Ｉ
１７９５～１９９５年的２Ｏ年内增长了１．０４倍。，在冶金
收稿日期：２０ —１］０１一４０

电弧炉炼钢用原辅材料

3 电弧炉炼钢用原辅材料凡加入电弧炉（含感应炉和炉外精炼的钢包炉、VD/VOD炉）内直接参与炼钢冶金过程的物料统称为原材料。

如废钢、生铁、铁水、铁合金、石灰、萤石、氧气等。

生产中所指的原材料通常还包括辅助材料，即指那些虽不直接参与炉内反应，却是冶炼反应赖以正常有效地进行所必不可少的物质，如电极、耐火材料等。

原材料是电弧炉炼钢的基础，没有好的原材料及现代的管理，要想炼出优质的、成本较低的钢是不可能的，国内外先进的炼钢厂无一不是特别注重原材料的优化与管理。

我国炼钢行业过去曾对原材料供应与管理重视不够，对成品钢只就冶炼与浇注工艺而研究其质量，很多情况是欲速则不达。

现在随着钢铁生产技术的发展，特别是对钢材质量的要求的不断提高，国内钢铁生产企业已认识到原材料对炼钢质量的重要性，这是我国钢铁工业赶超国际水平和新品研发的一个良好开端。

对我公司来讲，生产油井管就必须重视炼钢原材料的供应与管理工作，以保证我公司的优质无缝钢管生产有一个可靠的坯料基础。

3.1 电弧炉炼钢原材料的分类电弧炉炼钢的原材料可分为两大类：金属料；非金属料。

金属料：包括废钢、生铁、铁水、直接还原铁（DRI）、铁合金、铁矿石和氧化铁皮等。

非金属料：包括造渣材料，如石灰、萤石、白云石、碳球（碳粉）、高铝钒土等；合成渣料，如脱硫剂，熔融合成精炼渣等；耐火材料，如炉底耐材、钢包耐材、中包耐材等；其它用途材料，如电极、增碳剂、保温剂、保护渣等。

电弧炉炼钢的原材料按用途又可分为：金属料，氧化剂及造渣材料，还原剂，电极，耐火材料等。

3.2 金属料3.2.1 废钢3.2.1.1 废钢的种类及来源废钢是炼钢的主要金属料之一。

电炉炼钢原料中，废钢用量约占60～100％。

根据来源不同，废钢通常分为本厂返回废钢和社会购入废钢两类。

返回废钢包括：炼钢车间的模铸汤道、注余、包底、连铸坯的头尾坯、锻轧废品、废钢材（坯）。

返回废钢含锈及杂质较少，化学成份相近，收得率高，是炼钢优质原料，使用返回废钢可以大量回收贵重金属合金元素，减少贵重金属和铁合金消耗，节约电耗，降低成本，具有很大的经济意义。

DRI ( 直接还原铁)和HBI (热压铁块)的贸易和运输

DRI ( 直接还原铁)和HBI （热压铁块）的贸易和运输DRI ( Direct Reduced Iron) “直接还原铁”是一种高品质冶金产品（97%的纯铁含量）通过矿粉，球团或矿块同天然气或煤加热化学的还原反应中得到，反应温度比铁的溶点低。

相对高品位的铁矿作为填料。

矿粉可以直接应用，不需要烧结过程。

生产1吨的DRI，大概需要1.5吨的铁矿。

（一）直接还原法生产生铁直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。

该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。

海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。

这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。

直接还原法分气基法和煤基法两大类。

前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂，在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。

主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。

后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。

主要有FASMET法等。

直接还原法的优点有：（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；（2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；（3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序；（4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。

直接还原法的缺点有：（1）对原料要求较高：气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤；（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。

直接还原法已有上百年的发展历史，但直到20世纪60年代才获得较大突破。

进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。

其主要原因是：（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。

（2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。

电炉用部分替代废钢的金属炉料

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１２
办全
２８月一０年２第期０
电炉用部分替代废钢的金属炉料
丁于
（海宝钢工程技术有限公司上海上２１０）０９０
摘
要：介绍了电炉用各种金属炉料的特点和使用效果。结果表明，铁水、直接还原铁、碳化铁等部分替代废钢作为电炉金属炉料，不仅能解决废钢供应短缺的问题，有利于提高钢的质量。还
进口，这将消耗大量外汇，影响到电炉钢的经济也
水中的碳和钢渣中的氧易发生剧烈反应而导致喷
溅。
效益，并且废钢中ｃ、ｎｕｓ等有害元素在电炉炼钢中尚无有效方法去除，而限制了产品品种并最终影从响电炉钢的质量。这样，在废钢中配人一定量的替代品就成为了现代电炉冶炼的主流趋势。
传统电炉冶炼采用废钢作为金属炉料，多向最炉料中配加１％生铁块作为替代品。随着我国连０铸技术的普遍运用，钢厂自产循环废钢不断减炼少，电炉钢产量所占的比重却在逐步提高，而并且
盖，溜槽易粘冷钢而发生堵塞。但
铁水热装使电炉具有转炉的某些特征，配合炉内供氧脱碳技术的发展，电炉产品更具有市场竞使争力。
２直接还原铁（Ｒ）ＤＩ
直接还原技术已有１０多年的发展历史。直０
加１需增加氧耗～１ｍ／，降低电耗～％，Ｎ３ｔ可

电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术

电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术摘要：本文介绍了我国电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术的应用现状。

电炉炼钢主要依赖废钢和铁合金作为原料，通过石灰石和脱硫剂等辅助原料的配比和处理。

然而，废钢质量不稳定、供应有限，以及直接还原铁材料紧张等问题仍需解决。

气基竖炉技术和回转窑法技术等直接还原铁生产技术在电炉炼钢中得到广泛应用。

随着技术不断进步，这些技术将为钢铁工业的未来发展提供更多可能性。

关键词：电炉炼钢;直接还原铁技术;废钢铁材料;生产质量引言钢铁作为现代工业的基础材料之一，广泛应用于建筑、交通、机械制造等各个领域，对社会经济的发展起着至关重要的支撑作用。

而电炉炼钢和直接还原铁生产技术作为钢铁制造领域的两大关键工艺，自问世以来，不仅实现了对钢铁生产过程的深刻革新，更对传统高炉冶炼方式进行了有效的补充与完善。

1我国电炉炼钢的主要原料我国电炉炼钢的主要原料包括废钢和铁合金。

废钢是指回收的废旧钢材，例如废旧建筑结构、废旧汽车、废旧家电等，这些废旧钢材通过回收和处理后，成为电炉炼钢的重要原料。

废钢的使用不仅有助于资源的再利用和节约，还能有效降低炼钢过程中的能源消耗和环境污染。

铁合金是指含有一定铁元素并且与铁相容的合金，常见的有硅铁合金、锰铁合金、铬铁合金等。

这些铁合金可以调整炼钢过程中的钢水成分，提高钢的性能和品质[1]。

除了废钢和铁合金，电炉炼钢过程中还需要添加一定量的石灰石、脱硫剂等辅助原料，以确保钢水的质量和合金成分的准确控制。

通过合理配比和处理这些原料，我国的电炉炼钢技术不断优化和创新，为钢铁行业的可持续发展做出了重要贡献。

2电炉炼钢原料应用现状电炉炼钢技术是一种利用电力作为能源、直接还原铁生产钢水的先进冶炼工艺。

相较于传统高炉冶炼方式，电炉炼钢具有能耗低、环境友好、低碳排放等优势，因此在近年来得到了广泛应用和不断发展。

2.1废钢铁料量较少、质量较差尽管废钢在电炉炼钢中是重要的原料，但目前我国面临废钢铁料量较少和质量参差不齐的问题。

炼钢中的直接还原技术及其应用

炼钢中的直接还原技术及其应用随着钢铁行业的发展，炼钢技术也在不断的变革与创新。

直接还原技术作为一种新型炼钢技术，已经开始得到广泛的应用。

本文将从直接还原技术的基础和应用方面进行阐述，以期为读者提供更深入的了解。

一、直接还原技术的基础直接还原技术是使用还原剂将炉料中的氧化铁还原为金属铁的炼钢技术。

与传统的高炉技术相比，在直接还原技术中，直接使用还原剂还原炉料中的氧化铁，不需要通过高温和高压使其发生氧化还原反应。

这种技术具有明显的优点，主要表现在以下几个方面：1.制造成本低：由于直接还原技术不需要高压和高温，所需能源也更少，因此生产成本低于传统的高炉技术。

2.环保节能：使用直接还原技术炼钢可以减少CO2和NOx等大气污染物的排放，一定程度地保护了环境。

另外，由于直接还原技术对能源的需求更小，也有利于节能减排。

3.操作简便：在直接还原技术中，制造过程更加简单直接，操作也更加方便，更容易实现自动化和智能化。

以上3个方面是直接还原技术的主要优点。

相比于传统的高炉技术，直接还原技术在生产成本、环保和操作方便等方面都有更多的优势。

二、直接还原技术的应用1.直接还原工艺的应用直接还原技术的应用范围很广，从小型加工厂到大型钢铁制造企业都在使用该技术。

其中，直接还原工艺是一种常见的应用方式。

直接还原工艺主要包括三部分：还原反应、冶金物理化学过程和钢水净化过程。

还原反应过程是指在以还原剂为主体的还原反应中，将冶金炉中的氧化铁还原为冶金铁的化学反应过程。

冶金物理化学过程是指冶金炉内金属铁的脱硫、脱锰、脱孔及相应物理化学反应。

钢水净化过程是指将冶金炉内钢水经过捞渣、渣加剂、精炼等工艺处理后实现除杂，使钢水纯净。

直接还原工艺是炼钢企业中最常用的炼钢技术之一，它主要的应用优势在于高效、短周期、节能、环保等方面。

2.直接冶炼的应用直接冶炼是指将原料中的氧化铁直接还原至金属铁进行炼制的技术。

在直接冶炼过程中，仅使用还原剂，不需要其它辅助材料。

铁水在电弧炉中的使用

最近美国国产废钢产量增长缓慢也已经降低了废钢价格，气和电力价格的上涨也煤
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进一步降低了替代铁源炉料的需求，为它因
们的相对费用已经增高了。
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进电弧炉的操作提供了若干选择方案。有可资利用的铁水时，用铁水无疑是一种提高采电弧炉作业率的有效措施，与此同时还可而降低冶炼费用（括固定费用和消耗费用）包，
另外还有减少成品钢材中氮含量和降低残余元素的优点。即使是短期内无法得到铁水的情况下，
图１电弧炉炼钢产量在全球粗钢产量中的份额不断增加
这种废钢价格的大幅度提高大大地影响
１０Ｏ
８０
Байду номын сангаас
采用废钢的生产厂商要求改进电弧炉的冶炼费用（括其它措施）包以便能与进口钢材进行
竞争。随着废钢价格的上升，水的使用为改铁
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鬟ｏ４
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ＢＯＦ＆
ＢＯＦ和其它
优质废钢资源和替代铁源是电弧炉炼钢工艺保持经济性和进一步发展的关键，弧电