非高炉炼铁工艺发展现状
煤基直接还原炼铁技术及非高炉炼铁能耗分析
煤基直接还原炼铁技术及非高炉炼铁能耗分析摘要：非高炉炼铁技术或称非焦炼铁技术是当今钢铁生产工艺中最受关注的技术之一。
依产品的形态不同,非高炉炼铁技术可分为熔融还原与直接还原两种工艺方法。
直接还原是以非焦煤为能源,在不熔化不造渣的条件下,原料保持原有物理形态,铁的氧化物经还原获得以金属铁为主要成分的固态产品的技术方法。
直接还原炼铁工艺分为气基直接还原和煤基直接还原,气基直接还原炼铁工艺是最主要的直接还原炼铁技术，其产量占到直接还原炼铁的90％左右，煤基直接还原炼铁，目前以回转窑为主，也是最主要的煤基直接还原炼铁工艺。
关键词：非高炉炼铁；直接还原；熔融还原；煤基；气基近代高炉已有数百年历史，其工艺已达到相当完善的地步。
高炉反应器的优点是热效率高、技术完善,设备已大型化、长寿化,单座高炉年产铁最高可达400 万t左右,一代炉役的产铁量可达5000万t以上,可以说,没有现代化的大型高炉就没有现代化的钢铁工业大生产。
但是在它日益完善和大型化的同时，也带来了流程长、投资大以及污染环境等问题。
高炉工艺流程存在以下问题:一是高炉必须要用较多焦炭,而炼焦煤越来越少,焦炭越来越贵;二是环境污染严重,特别是焦炉的水污染物粉尘排放烧结的SO2粉尘排放,高炉的CO2排放很高；三是传统炼铁流程长,投资大；四是从铁、烧、焦全系统看重复加热、降温,增碳、脱碳,资源、能源循环使用率低,热能利用不合理。
高炉法虽然仍是当今炼铁生产的主体流程,但非高炉炼铁法已成为炼铁技术发展的方向。
非高炉炼铁技术或称非焦炼铁技术是当今钢铁生产工艺中最受关注的技术之一。
依产品的形态不同,非高炉炼铁技术可分为熔融还原与直接还原两种工艺方法。
随着世界上废钢铁积累日益减少，电炉流程迅速发展，这就要求采用直接还原新工艺，生产出的海绵铁供电炉炼钢。
此外，由于炼焦煤资源日渐短缺，焦炉逐渐老化以及人们对焦炉污染日益关注，八十年代以来，各发达国家纷纷谋求开发另外的无焦炼铁工艺——熔融还原，其中Corex流程已实现工业化生产。
非高炉冶炼技术的发展前景
浅谈非高炉冶炼技术的发展前景摘要 2011年是国家“十二五”规划的开局之年，国家对于高能耗行业的宏观调控政策呈现收紧态势。
国家主管部门制定了《钢铁产业调整与振兴规划》，对所有新建项目必须以淘汰落后产能为前提。
国家不断逐步提高淘汰标准，我国中小型高炉在日后的生存空间越来越少。
另外原材料价格不断上涨，严重压缩传统高炉冶炼成本空间。
目前，冶金上下游行业都对我国的非高炉炼铁技术表现出很大的热情。
国内宝钢、沙钢、马钢、日钢、武钢、莱钢等大型钢铁厂对非高炉炼铁技术产生浓厚兴趣，直接还原和熔融还原成为日益关注的冶炼技术。
关键词非高炉炼铁；淘汰落后产能；直接还原；熔融还原中图分类号tf55 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）44-0065-021 非高炉炼铁在我国钢铁工业发展中的作用非高炉炼铁分为直接还原炼铁工艺和熔融还原炼铁工艺两种。
直接还原炼铁工艺包括竖炉法、流化床法、隧道窑法、回转窑法和转底炉法。
熔融还原炼铁工艺主要包括corrx法、corex法、finex 法和hismelt法等。
1）非高炉炼铁是我国钢铁工业改善能源结构，减少对焦煤能源的依赖的重要途径；2）非高炉炼铁是发展短流程钢铁生产的重要途径。
发展直接还原铁生产是解决废钢短缺，另外直接还原铁（dri）在电炉炼钢中仍然是不可短缺的稀释剂原料；3）非高炉冶炼是复合矿综合利用、难选矿开发利用的有效方法。
我国高品位铁矿资源短缺，复合矿占有相当大的比例，另外，还有部分钢铁厂内部含铁物料及其它冶金业的含铁废料（如赤泥等），这些含铁资源通过传统的选矿难以将其它元素剥离，回收其有价值的金属。
2 直接还原铁工艺直接还原法应用的反应器有竖炉、流化床、转底炉、回转窑和隧道窑。
目前，国内dri生产达到工业化规模的直接还原技术有转底炉、回转窑和隧道窑三种，这三种工艺都属于煤基还原技术。
其中隧道窑的产量所占的比重较大，但是规模不大，单车产量低、生产周期长、能耗高、生产环境差。
透视ITmk3炼铁新工艺发展历程与技术特点
透视ITmk3炼铁新工艺发展历程与技术特点非高炉炼铁作为21世纪全世界钢铁行业的前沿技术，是未来技术发展的主要方向。
在此领域，国际冶金工作者不断进行着广泛、深入的研究和开发，形成了众多直接还原、熔融还原技术。
煤基转底炉法因其原料适应性强、操作灵活受到很多国家的重视。
日本神户制钢在过去几十年转底炉技术基础上提出了ITmk3（Ironmaking Technology Mark Three）工艺，使金属化球团在还原时能进一步熔化并实现渣铁分离，在短时间内生产出成分如生铁的高纯度粒铁产品。
该工艺突破了直接还原工艺范畴，彻底改变了直接还原产品对原料品位苛求的状况，而且还可以使用粉矿和非焦煤作原料，因而备受瞩目。
高炉-转炉工艺被称为第一代炼铁法，以气基梅德瑞克斯（MIDREX）法为代表的直接还原工艺被称为第二代炼铁法，而把煤基ITmk3工艺称作具有划时代意义的第三代炼铁技术。
目前首座ITmk3商业工厂已成功在美国投产。
1 ITmk3工艺发展过程ITmk3转底炉炼铁工艺由日本神户制钢开发。
最早的技术思想源于1994年，当时神户制钢对美国子公司梅德瑞克斯（Midrex）开发的快速融化（Fastmet/Fastmelt）法进行了一次评价试验，目的是考察适宜的反应温度和原料条件，却意外发现还未到铁的熔点时球团就熔化，而且形成的粒状小铁块与渣能干净利落地分离，所得粒铁纯度很高（铁含量为96%-97%）。
随后，神户制钢对此发现进行了一些基础实验，逐渐掌握了ITmk3的基本原理。
1996年神户制钢同Midrex子公司开始对ITmk3技术进行深入研究和改进，1999年在加古川厂区内建成了规模为年产能3000吨的中试厂，同年10月连续运转成功，到2000年12月完成了2次生产测试，其工艺设计得到实际验证。
随后ITmk3的发展转移到美国，2001年9月实施了梅萨比纳吉特（Mesabi Nugget）计划，于明尼苏达州合资建设一座年产能2.5万吨的示范工厂，成立梅萨比纳吉特公司，投资方除了神户制钢之外，还包括明尼苏达州政府、北美最大矿山公司克利夫兰·克利夫斯公司和美国第二大电炉制造厂钢动态公司（SDI），此外还得到了美国能源部（DOE）的资助，项目总投资达到2600万美元。
非高炉炼铁
非高炉炼铁一、非高炉炼铁的发展高炉炼铁是炼铁生产的主题，经过长期的发展，它的技术已经非常成熟。
但它也存在固有的不足，即对冶金焦的强烈依赖。
但随着焦煤资源的日渐贫乏，冶金焦价格越来越高。
因此，使炼铁生产摆脱对冶金焦的依赖是开发非高炉炼铁的原动力。
经过数百年的发展，至今已形成了以直接还原和熔融还原为主的现代化非高炉炼铁工业体系。
现代化钢铁工艺流程主体由四部分构成，焦炉、造块设备（例如烧结机）、高炉和转炉。
高炉使用冶金焦为主题能源，他是由焦煤经炼焦得到。
高炉的产品是液态生铁，它经转炉冶炼成转炉钢。
熔融还原的产品相当于高炉铁水。
高炉使用冶金焦，熔融反应则使用非焦煤。
这样就使炼铁摆脱了对冶金焦的依赖。
直接还原的产品是在熔点以下还原得到固态金属铁，称为直接还原铁（DRI），又称海绵铁。
直接还原的流程可分为煤基直接还原、气基直接还原和电热直接还原三大类。
煤基直接还原以煤为主要能源，主要是使用回转炉为主体设备的流程。
气基直接还原以天然气为主题能源。
包括竖炉、反应罐和流化床流程。
电热直接还原以电力为主要能源，是使用电热竖炉直接还原流程。
熔融还原的主体能源主要分为三种：非焦煤，焦炭和电力。
熔炼设备是熔融还原流程的精华。
还原设备决定了适用原料的性质。
例如流化床可直接处理粉料，竖炉则适用于处理块状炉料。
二、重点设备分析直接还原的核心装置是一个还原单元。
占有重要地位的还原设备有竖炉，反应罐，回转炉和流化床。
熔融还原的核心装置时一个还。
原单元和一个熔炼造气单元。
最受重视的还原设备是竖炉和流化床，最重要的熔炼造气设备是煤炭流化床和铁浴炉。
竖炉是一种成熟的还原设备。
除了产量在海绵铁工业中高居榜首外，熔融还原也将它作为还原单元最实际的选择。
目前唯一的工业化二步法熔融还原流程COREX即使用竖炉还原单元。
作为还原设备，流化床的地位非常微妙。
海绵铁工业中流化床的生产能力并不大。
但他具有一个竖炉无法比拟的优点：可直接使用粉矿。
这个特点使流化床成为熔融还原中最受青睐的还原设备。
先进非高炉炼铁工艺技术经济分析
非 高 炉炼 铁 因不 用 或者 少用 焦 煤 而受 到 人们 进一 步 深入 地 了解 和认 识这 些 工 艺 ．为 下一 步研
的关 注 。虽然 高 炉炼 铁仍 是 当今 炼 铁生 产 的主体 究非 高炉 炼铁 工艺 提供 参考 。 流程 ，但 非 高炉 炼铁 法 已成 为炼 铁 技术 发 展 的方
Ｍｉ ｅ ｎ ｄｒｘ ａ ｄ ＨＹＬ／ＨＹＬ ｅ ｇ ｒ ｎ ｈａ ｅ ａ ｃ ｎｏ ｃ ａ ｖ ｎ ａ ｅ Ｅｎ ｒ ｉｏ ｖ ｎ ｅ ｏ ｍｉ ｄ ａ ｔ ｇ ．Ｆｉ ａ ｌ ｈ ｓ ｐａ ｅ ｉ ｔ ｕ ｏ ｎ ｌｙ ｔ ｉ ｐ ｒｐｏｎ ｓｏ ｔｓ ｍｅ
鞍 钢 技 术
苤 塑 ． ． —— Ａ Ｇ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ Ｎ Ａ Ｇ Ｔ ｃ Ｏｏ Ｙ 总第 ３ ５期 ７
先 进 非 高炉 炼 铁 工 艺技 术 经 济分 析
胡俊 鸽 ， 周文 涛 ， 郭艳 玲 ， 赵小燕 （ 鞍钢 股份 有 限公 司技 术 中心 ， 宁 鞍 山 １ ４ ０ ） 辽 ｌ０ ９ 摘 要 ：简要 介 绍 了先 进 非 高 炉 炼铁 技 术 的 发 展 现 状 ，对 Ｍｉｒｘ ＨＹ ／ Ｙ ｎ ｒｉ ｎ ｄｅ ． ＬＨ Ｌ Ｅ ｅｇｒ 、 ｏ Ｃ ｒｘ Ｆｎ ｘ和 Ｉｍ ３工艺 的成 熟性 、 ｏｅ 、ｉｅ Ｔｋ 生产成 本 、 资 费用和 环 境友 好性 进行 了对 比分析 ， 出 投 得
中 图分类 号 ： 章 编 号 ：１ ０ — ６ ３ ２ １ ）３ ０ ０ — ７ ０ ６ ４ １ （０ ２ ０ — ０ ７ ０
Ｅｃ ｎ ｍ ｉ ａｙ ｉ ｎ Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｉ ｏ ｍ ａ ｉ ｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｅ ｙ Ｎｏ － ｌｓ ｕ ｎ ｃ ｏ ｏ ｃ Ａｎ ｌｓｓｏ ｖ ｎ ｅ ｒ ｎ ｋｎ ｏ ｅ ｓ ｓｂ ｎ ｂ ａ ｔＦ ｒ ａ ｅ
非高炉炼铁技术概述论文
非高炉炼铁技术概述摘要：随着焦煤资源日益减少，高炉炼铁技术发展受到限制，非高炉炼铁成为了日益关注的冶炼技术。
文章阐述了非高炉炼铁技术的发展现状、分类，工艺流程及特点，同时展望了其未来的发展前景。
关键词：非高炉炼铁直接还原熔融还原非焦煤一、引言目前，生铁主要来源于高炉冶炼产品，高炉炼铁技术成熟，具有工艺简单，产量高，生产效率大等优点。
但其必须依赖焦煤，而且其流程长，污染大，设备复杂。
因此，世界各国学者逐渐着手研究和改进非高炉炼铁技术。
二、非高炉炼铁工艺非高炉炼铁是指以铁矿石为原料并使用高炉以外的冶炼技术生产铁产品的方法。
在当今焦煤资源缺乏，非焦煤资源丰富的情况下，非高炉炼铁以非焦煤为能源，不但环保，而且省去了烧结、球团等工序，缩短了流程。
因此非高炉炼铁一直被认为是一种环保节能、投资小、生产成本低的生产工艺。
非高炉炼铁可分为直接还原炼铁工艺和熔融还原炼铁工艺两种。
1.直接还原炼铁工艺直接还原炼铁工艺是一种以天然气、煤气、非焦煤粉为能源和还原剂，在铁矿石软化温度下，将铁矿石中铁氧化物还原成铁的生产工艺。
据统计直接还原冶炼工艺多达40余种，大部分已经实现了大规模工业化生产[1]。
目前，直接还原炼铁工艺主要有气基直接还原、煤基直接还原两大类。
1.1气基直接还原气基直接还原是指用co或h2等还原气体作还原剂还原铁矿石的炼铁方法。
具有生产效率高、容积利用率高、热效率高、能耗低、操作容易等优点，是dri（directly reduced iron）生产最主要的方法，约占dri总产量的90%以上[2]。
气基直接还原代表工艺有hyl反应罐法、midrex-竖炉法、流化床法等[3]。
hyl反应罐法是由墨西哥希尔萨（hojalataylamina，hylsa）公司于20世纪50年代初开发的，其工业化标志着现代化直接还原的开始。
hyl反应罐法具有作业稳定，设备可靠等优点，但其作业不连续，还原气利用差，能耗高及产品质量不均匀。
6-非高炉炼铁
6非高炉炼铁6.l概述非高炉炼铁法是高炉炼铁法之外，不用焦炭炼铁的各种工艺方法的总称。
按工艺特征，产品类型和用途，主要分为直接还原法和熔融还原法两大类。
6.1.1直接还原法与熔融还原法直接还原(DirectReduction)法是指不用高炉而将铁矿石炼制成海绵铁的生产过程。
直接还原铁是一种低温下固态还原的金属铁。
它未经熔化而仍保持矿石外形，但由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察形似海绵，因此也称海绵铁。
直接还原铁的含碳量低(〈2%)，不含硅锰等元素，还保存了矿石中的脉石。
因此不能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。
熔融还原(SmeltingReduction)法指在熔融状态下把铁矿石还原成融态铁水的非高炉炼铁法。
它以非焦煤为能源，得到的产品是一种与高炉铁水相似的高碳生铁。
适合于作氧气转炉炼钢的原料。
近年来，非高炉炼铁法发展比较快，其原因是：(1)不用焦炭炼铁。
高炉冶炼需要高质量冶金焦，而从世界矿物燃料的总储量来看，煤炭占92%左右，而焦煤只占煤炭总储量的5%，且日渐短缺，价格越来越高。
非高炉炼铁可以使用非炼焦煤和天然气作燃料与还原剂，对缺少焦煤资源的国家和地区提供了发展钢铁工业的巨大空间。
(2)高炉炼铁要求强度好的焦炭和块状铁料。
必须有炼焦和铁矿粉造块等工艺配套，工艺环节多，经济规模大，需要大的原料基地和巨额投资。
非高炉炼铁法使用非焦煤或天然气，可使用矿块或直接使用粉矿，市场适应性强。
(3)科学技术的进步，对钢材质量和品种提出了更高的要求。
现代电炉炼钢技术为优质钢的生产提供了有效手段，但由于废钢的循环使用，杂质逐渐富集，而一些杂质元素在炼钢过程又很难去除，无法保证钢的质量，并限制了电炉法冶炼优质钢种的优势。
非高炉炼铁法能为炼钢提供成分稳定、质量纯净的优质原料，为炼钢设备潜能的发挥，提高企业的经济效益，提供了有力的支持。
(4)随着钢铁工业的发展，氧气转炉和电炉炼钢逐渐取代平炉，废钢消耗量迅速增加，废钢供用量日感紧张，非高炉生产的海绵铁、粒铁等是废钢的极好替代品。
非高炉炼铁
3.二步法-KR法(COREX法)工艺介绍
二步法： 将熔融还原
过程分为固相预还 原及熔态终还原并 分别在两个反应器 中完成； 优点：
改善了能量 利用，降低了渣中 FeO浓度。
12
六、非高炉炼铁技术经济指标
1.单位容积利用系数：
每立方米反应器有效容积每天的产品量，即 η=Q/Vu， t/（m3.d）
8
3.使用气体还原剂举例(Midrex法)
工艺过程: 天 然 气 + 净 化 炉 顶 气 (300-
400℃)→混合室→重整炉 (Ni 催 化 剂 ) →900-950 ℃反应:
CH4+H2O=CO+3H2 CH4+CO2=2CO+2H2 还原气→竖炉(炉料炉顶加入) →停留6h →冷却带N2冷却 至100℃ →炉料排出
主要内容
一、概 述 二、非高炉炼铁的特点 三、非高炉炼铁分类 四、直接还原法 五、熔融还原法 六、非高炉炼铁技术经济指标
1
一、概 述
1.概 念 非高炉炼铁法是高炉法之外，不用焦炭
炼铁的各种工艺方法的统称。
2.发展史 1770 年 第 一 个 直 接 还 原 法 专 利 诞 生
→1857 年 提 出 完 整 的 近 代 直 接 还 原 （Chenot）构思→1873建成第一座非高炉 装置→上世纪20年代电炉（矿热炉）炼铁 →70年代具备一定规模→近期又重新成为 研究热点
高炉流程： 矿石A在高炉内升温、
还原、熔化为铁水B→[C] 已达到饱和→在炼钢过程 脱C→再去除多余氧成为成 品钢液； 非高炉流程：
矿石被升温、还原为 海绵铁→在电炉中熔化还 原未还原部分→得到成品 钢液
4
钢铁生产过程产品中氧量、碳量的变化
非高炉炼铁
MgO-CaO质耐火材料工程实例
• 含活性氧化钙耐火材料是生产洁净钢的理 想材料 工程或工业化生产如何实现？ 工业化最大的问题是解决活性氧化钙的水 化问题
MgO-CaO质耐火材料工程实例
• B.耐火氧化物与钢中硫含量关系: 钢液冷凝时硫会浓聚于晶粒边界，加热钢 锭时，会在晶粒边界熔化，造成钢的热脆。 钢液中硫含量越低，说明钢中硫化物洁净 度（Sulphide cleanliness)越高。 [S]+(O)=(S2-)+［O] 或[S]+(CaO)=(CaS)+［O] 式中，[]表示金属熔体相；( )表示熔渣相
2.4国内外熔融还原用耐火材料的研究现状 和发展方向
• 国内外研究者对熔融还原用耐火材料的研究主要在Al2O3-C、 MgO-C和MgO-Cr2O3砖方面，就蚀损速度而言MgO-Cr2O3砖约 为的Al2O3-C砖的 1/2，C含量为10%的MgO-C砖比Al2O3-C砖小 1/5。其结果总结为：（1）COREX融熔还原气化炉中的流化 燃烧区和风口区作业条件最为苛刻，所用含炭耐火材料效果 不理想。推存选材为Sialon结合碳化硅砖和Sialon结合刚玉砖。 （2）铁浴终还原炉技术尚未完全成熟，所用炉衬为改进型 Al2O3-C砖和MgO-C砖。渣型的不同对耐火材料的使用效果影 响较大。（3）含炭耐火材料有好的抗渣性及热震稳定性， 但存在易氧化的问题。抗渣性及抗冲刷性好的镁铬砖其热震 稳定性不好，易剥落。
MgO-CaO质耐火材料工程实例
• 则是溶解在钢液中的脱氧剂M与溶于钢液中的氧 化反应生成脱氧产物MxOy。如果MxOy不上浮， 也会成为钢中夹杂物。 Al、Si、Cr、Zr在铁液中溶解度都很大；而Mg与 Ca由于在高温下以气态存在，在Fe液中溶解度很 小。耐火氧化物中的金属元素在钢液中的含量与 钢液中平衡氧的活度之间关系如图所示。
炼钢短流程工艺国内外现状及发展趋势
炼钢短流程工艺国内外现状及发展趋势一、引言炼钢短流程工艺是一种高效、节能、环保的炼钢技术，近年来在钢铁行业得到了越来越广泛的应用。
本文将从国内外炼钢短流程工艺的现状和发展趋势两方面展开探讨，旨在全面了解炼钢短流程工艺在钢铁生产中的地位和未来发展的方向。
二、炼钢短流程工艺的定义炼钢短流程工艺，顾名思义，即指采用高效、快捷的生产流程，通过电弧炉、转炉等设备，将废钢、废铁等原料快速熔化，然后经过连铸、轧制等工艺，最终生产出优质的钢材。
相比传统的炼钢工艺，短流程工艺具有炼钢周期短、能耗低、环境友好等优点。
三、国内外炼钢短流程工艺的现状1. 国内炼钢短流程工艺的现状从国内炼钢短流程工艺的发展历程来看，经过不断的技术创新和装备升级，我国在炼钢短流程领域已取得了长足的进步。
目前，国内许多钢铁企业已经采用了炼钢短流程工艺，如宝钢、武钢等，他们在炼钢短流程工艺上的投入和研究也取得了一定的成果。
2. 国外炼钢短流程工艺的现状与国内相比，国外在炼钢短流程工艺领域的发展历史较长。
欧美等发达国家早在20世纪80年代就开始大力推广炼钢短流程工艺，目前已建立健全了一套成熟的炼钢短流程工艺体系。
日本、韩国等亚洲国家也在炼钢短流程工艺方面取得了一些重要的进展。
四、炼钢短流程工艺的发展趋势1. 技术创新是推动炼钢短流程工艺发展的关键随着科技的不断进步，炼钢短流程工艺也在不断进行技术创新。
新型的炼钢设备、智能化的生产管理系统等技术的应用，将进一步提高炼钢效率，降低成本，推动炼钢短流程工艺向更高效、更环保的方向发展。
2. 绿色炼钢是未来发展的主流趋势随着环保意识的增强和国际环保标准的不断提高，绿色炼钢必将成为未来炼钢工艺发展的主流趋势。
炼钢短流程工艺作为一种清洁生产技术，将在未来得到更广泛的应用，成为钢铁行业的主要发展方向。
五、结语炼钢短流程工艺作为一种新兴的炼钢技术，已经在国内外得到了广泛的关注和应用。
通过对国内外炼钢短流程工艺的现状和发展趋势的分析，我们可以清晰地看到炼钢短流程工艺在钢铁行业的重要地位以及未来发展的方向。
中国新形势下非高炉炼铁的技术发展
C over Report封面报道中国新形势下非高炉炼铁的技术发展张文来（唐钢国际工程技术股份有限公司，河北 唐山 063000）摘 要：在中国当前的冶金新形势下，近些年非高炉炼铁技术在中国得到了较快发展。
非高炉炼铁技术是中国当前较为重要的一项科学技术。
非高炉炼铁技术是除开高炉技术外，不使用焦炭等各种工艺炼铁技术的统称，根据相应产品的形态，非高炉炼铁技术可以分为直接还原炼铁技术和熔融还原炼铁技术。
非高炉炼铁技术具有一定的优势所在，具体来讲其能够有效节约能源，同时投资低、生产成本低，因此能够满足当前炼铁技术发展的基本需求。
关键词：新形势；非高炉炼铁；技术发展中图分类号：P632 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）03-0001-3收稿日期：2019-03作者简介：张文来，男，生于1968年，汉族，河北唐山人，本科，高级工程师，研究方向：钢铁冶金。
众所周知，我国钢铁工业在历史发展过程中，一直都使用的是高炉炼铁工艺技术，但是高炉炼铁工艺技术具有一个非常明显的特征，这个特征表现为它必须要使用储量有限的炼焦煤为主要燃料，且需要以一定粒径的块状铁矿石进行炼铁工作，所以也就造成了能源、环境、投资等多方面的困扰。
然而在新形势下，炼铁工艺应当更加符合时代发展下对节约能源提出的要求，如此才能进一步提升我国的炼铁技术水平，同时提升资源的利用率。
1 关于非高炉炼铁工艺技术的总体分析在非高炉炼铁工艺技术当中，其中具有两种最为重要的炼铁思路，其分别是直接还原和熔融还原，这两种非高炉炼铁工艺技术具有较多的优势所在，所以整体上的发展空间较大。
直接还原炼铁技术还分为气基和煤基直接还原技术，气基直接还原技术在炼铁过程中，采用的主要方法是气基竖炉法、气基流化床法，它还可以利用天然气经裂化产出的H 2和co 作为还原剂，并且在竖炉当中将已有的铁矿石在固态温度下直接还原成海绵铁，当前所应用的方法主要有Midrex 和HYL 法两种。
现代非高炉炼铁技术的发展现状与前景(二)
关 键 词 ：非高炉 ； 熔融还原 ；Ｃ Ｒ Ｘ； ＩＥ ；ＨＳ Ｅ Ｔ Ｏ Ｅ ＦＮ Ｘ ＩＭ Ｌ
中图分 类号 ：Ｔ ５ Ｆ５
文献 标识 码 ： 文章编 号 ：１０ — ０４（０７ ６ ０５ — ５ Ａ ０５ ６８ ２０ ）０ — ０４ ０
现代非 高炉炼铁 技术 的 发展 现 状 与前 景 （ ） 二
黄雄源Ｌ，周 兴
（ ． 汉科技 大学 ，湖北 １武 武汉 ４０８ ； ３ ０ １ ４２ ０ ） １ ０ ０ ２ 湖 南工业 大 学冶金 学院 ，湖 南 株 洲 ．
摘 要 ：详细介绍了Ｃ Ｒ Ｘ、 Ｏ Ｅ ＦＮ Ｘ和 ＨＳ Ｌ Ｏ Ｒ Ｃ Ｒ Ｘ、 ＩＥ ＩＭＥ Ｔ生产工艺流程以及还原技术，论述了熔
融 状 态 下 与含 铁 的熔 渣 即熔 化 的 铁 矿 石 产 生 反
还 原炼 铁 新 工艺 ．其 主 要原 因 ［ ］ 是传 统 的 １ ：一 。
高 炉炼 铁 工艺 必 须使 用 焦炭 ，因而 要 建设 焦 炉 、 化 工 设 施 和使 用 价格 昂 贵 、 资 源缺 少 （ 界 焦 世
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第３ ６卷 第 １ 期
２０ ０ ８年 １月
金 属 材 料 与 冶 金 工 程
ＭＥ ＴＡＬ Ｍ ＡＴＥ ＡＬＳ ＡＮＤ Ｅ ＲＩ Ｍ ＴＡＬ ＵＲＧＹ ＥＮＧＩ ＥＲＩ Ｌ ＮＥ ＮＧ
ＶＯ ＿６ ＮＯ １ ｌ ３ ．
Ｊｎ ２ ０ ａ ０ ８
大 ．近 年 来 受 到 短 流 程 电炉 钢 厂 的 严 峻 挑 战 ，
作 者 简介 ：黄 雄 源 （９ ９ ） １６ 一 ，男 ，高 级 工 程 师 ，在 读 博 士 ，主要 从 事 钢 铁 冶 金 教 学 、科 研 工 作 。
比较分析高炉炼铁与非高炉炼铁技术
比较分析高炉炼铁与非高炉炼铁技术摘要：我国的焦煤资源供应日趋紧张，阻碍我国高炉炼铁技术的发展，非高炉炼铁成为关注度最高的冶炼技术。
文章重点就高炉炼铁与非高炉炼铁技术二者的比较分析进行研究，旨在为业内人士提供一些建议和帮助。
关键词：高炉炼铁；非高炉炼铁；技术比较分析前言：依据现阶段市场环境状况，高炉炼铁是炼铁生产的主体，高炉炼铁存在一个不足之处，对能源焦炭的依赖，同时冶炼焦炭也是环境污染的一个源头。
与高炉炼铁不同的是，非高炉炼铁的能耗和环境方面具有优势较强。
详细地说，非高炉炼铁在一定程度上可将焦煤的使用量降低，进而将高炉炼铁流程如球团、焦化工序等生成的污染物排放量降低。
对于原燃料，非高炉炼铁具有极高的要求，使原燃料只在较好生产指标的生铁生产企业中运用，这就表示着只能在特定的环境下，非高炉炼铁才能实施组织生产，这也是非高炉炼铁技术一直未被普及于全世界的关键原因。
基于此，文章主要对高炉炼铁与非高炉炼铁能耗进行了比较，然后分析了高炉炼铁与非高炉炼铁技术应用现状，最后展望了高炉炼铁与非高炉炼铁发展前景。
1能耗比较分析1.1相关高炉炼铁能耗分析高炉作为炼铁设备，是一个炼铁炉料和煤气反向运动的反应器，高炉属于一种高效化的反应竖炉。
在高炉这个特殊的竖炉中，炉料可以获得充分的物理过程和化学过程如原燃料预热、熔融、生铁改性等，同时炉料生产过程也伴随着粉尘等有害物质。
在高炉炼铁过程中，炉料会遇到选择间接还原与直接还原反应问题，相关分析证明，放热反应是铁矿石进行间接还原，而吸热反应则是直接还原。
所以在高炉中，进行间接还原反应的炉料大概有一半，这就表明了比起炉料在高炉中进行直接还原铁工艺过程的能源使用，要比间接还原的高出一部分。
1.2相关非高炉炼铁能耗分析非高炉炼铁划分为熔融还原和直接还原两大类。
在能源消耗方面，直接还原可以分为煤基、气基和电热三大类。
不论煤基、气基和电热，最终都是利用设备生产非高炉炼铁所需的气源。
例如煤基的直接还原生产工艺过程要求＞90%的CO+H2含量，同时要构建专门的造气装置。
铁冶炼技术的现状与发展
中小型钢铁企业
中小型钢铁企业在铁冶炼技术方面相对较为 落后，仍采用传统的焦炭熔炼法进行生产， 但随着环保要求的提高和能源价格的上涨， 这些企业正在逐步淘汰落后产能，引进新技 术。
科研机构在铁冶炼技术的研究进展
高校和研究机构
高校和研究机构在铁冶炼技术的研究方面取得了显著进展，如开发出新型的熔融还原技 术和直接还原技术，这些技术具有高效、节能、环保等优点，为钢铁企业的技术升级提
铁冶炼技术的现状与发展
• 铁冶炼技术概述 • 铁冶炼技术现状 • 铁冶炼技术的发展趋势 • 铁冶炼技术的实践应用 • 结论
01
铁冶炼技术概述
铁冶炼的定义与重要性
铁冶炼的定义
铁冶炼是指将铁矿石通过高温还原反应，从其中提取出铁元素的过程。
铁冶炼的重要性
铁是现代工业和制造业的基础材料，广泛应用于建筑、交通、机械、电子等领 域。因此，铁冶炼技术的发展对于保障国家经济发展和安全具有重要意义。
新型铁矿资源的开发与利用
总结词
随着传统铁矿资源的逐渐枯竭，新型铁 矿资源的开发与利用成为行业发展的新 方向。
VS
详细描述
通过探索和开发新型铁矿资源，如红土镍 矿、菱镁矿等，采用先进的选矿和冶炼技 术，提高铁矿资源的利用率和经济效益。
04
铁冶炼技术的实践应用
钢铁企业的铁冶炼技术应用
大型钢铁企业
大型钢铁企业如宝钢、鞍钢等，在铁冶炼技 术方面已经具备了较高的自动化和智能化水 平，通过引进先进的工艺和设备，实现了高 效、低耗的铁冶炼生产。
铁冶炼的基本流程
采矿
选矿
炼铁
炼钢
轧制
铁矿石的开采是铁冶炼 的第一步，包括露天开 采和地下开采两种方式 。
将开采出来的铁矿石进 行破碎、磨细、选别等 处理，以去除杂质和提 高铁的品位。
国内外电炉炼钢技术现状与发展趋势
国内外电炉炼钢技术现状与发展趋势1. 引言电炉炼钢技术是一种通过电力加热将废钢和生铁融化成钢水的方法。
相比传统的基于高炉的炼钢工艺，电炉炼钢具有能源消耗低、环境污染少等优势，因此在国内外得到了广泛应用和推广。
本文将对国内外电炉炼钢技术的现状进行全面详细、完整且深入地分析，并对其发展趋势进行展望。
2. 国内电炉炼钢技术现状2.1 电弧炉电弧炉是目前国内最常见的电炉类型，其通过高强度电弧放电来加热和融化废钢和生铁。
国内主要采用直流弧、交流弧和感应加温等方式实现高温。
随着科技进步，自动化控制系统在电弧炉中得到广泛应用，提高了生产效率和质量稳定性。
2.2 中频感应加温电炉中频感应加温电炉是一种利用感应加热原理进行钢水融化的电炉。
其主要优点是能耗低、效率高、操作简便等。
国内一些大型钢铁企业已经开始采用中频感应加温电炉进行钢水的生产，取得了良好的经济效益和环境效益。
2.3 氧气底吹电弧炉氧气底吹电弧炉是一种结合了氧气底吹技术和电弧炉技术的新型电炉。
其通过在底部喷吹高纯度氧气来改善废钢和生铁的冶炼条件，提高了钢水质量和冶炼效率。
目前，氧气底吹电弧炉在国内外都得到了广泛应用，并取得了显著的效果。
3. 国外电炉炼钢技术现状3.1 欧洲欧洲是世界上电弧炉装备最多、产量最大的地区之一。
欧洲在电弧炉技术方面积累了丰富的经验，其先进的自动化控制系统和高效的废钢回收利用率使得电炉炼钢技术在该地区得到了快速发展。
3.2 美国美国是电弧炉炼钢技术的发源地之一，其在电弧炉技术方面具有先进水平。
美国的电炉装备和技术都处于世界领先水平，其在环保和能源消耗方面也进行了大量的改进和创新。
3.3 日本日本是世界上电弧炉装备密度最高的国家之一。
日本在电弧炉技术方面注重节能减排，通过采用高效的冷却系统、优化的气体循环等手段降低能耗和环境污染。
同时，日本还致力于提高钢水质量和冶炼效率，不断推动电炉炼钢技术向更高水平发展。
4. 电炉炼钢技术发展趋势4.1 自动化控制系统随着科技进步和人工智能技术的发展，自动化控制系统在电炉炼钢中将发挥越来越重要的作用。
比较分析高炉炼铁与非高炉炼铁技术
比较分析高炉炼铁与非高炉炼铁技术随着钢铁行业的不景气，而相对应的高炉炼铁技术发展呈现出停滞状态。
但目前仍是全世界范围内，进行钢铁生产主要的技术内容，然而这就意味着其利用焦炭生产造成的污染环境问题仍处在不断深化的状态。
针对这一问题，相关从业人员应加大非高炉炼铁技术的研究应用，进而改进我国钢铁行业发展的产业结构。
然而，非高炉炼铁技术的研究成果存在一定局限性，相关建设人员应从能耗、技术应用现状以及未来发展角度，对高炉炼铁与非高炉炼铁两种技术进行对比，以找出优化控制的节点，进一步提高非高炉炼铁技术的应用研究效率。
标签：高炉炼铁和非高炉炼铁；能耗比较；发展方向1 高炉炼铁和非高炉炼铁1.1 高炉炼铁高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。
铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。
焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。
矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出，高炉生产是连续进行的，一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。
1.2 非高炉炼铁非高炉炼铁是指以铁矿石为原料并使用高炉以外的冶炼技术生产铁产品的方法。
在当今焦煤资源缺乏，非焦煤资源丰富的情况下，非高炉炼铁以非焦煤为能源，不但环保，而且省去了烧结、球团等工序，缩短了流程。
因此非高炉炼铁一直被认为是一种环保节能、投资小、生产成本低的生产工艺。
非高炉炼铁可分为直接还原炼铁工艺和熔融还原炼铁工艺两种。
直接还原炼铁工艺是一种以天然气、煤气、非焦煤粉为能源和还原剂，在铁矿石软化温度下，将铁矿石中铁氧化物还原成铁的生产工艺。
据统计直接还原冶炼工艺多达40余种，大部分已经实现了大规模工业化生产。
熔融还原工艺以煤、粉矿进行冶炼，无需炼焦、烧结、球团等工序，使炼铁流程简化，是炼铁技术的重要发展方向。
2 能耗比较2.1 高炉炼铁能耗通过对2009年重点钢铁企业炼铁系统的能耗分析，2009年我国重点钢铁企业高炉工序能耗为410.65kgce/t，烧结工序为54.95kgce/t，焦化工序为112.28kgce/t，球团工序为29.96kgce/t。
非高炉炼铁工艺发展现状
保证其高的还原速 率。
Ｍ ｅ 技 术和 Ｈ Ｌ Ｉ ｉｒｘ ｄ Ｙ — 技术 具 有 污 染较 小 ，能耗 低 Ｉ Ｉ
的特 点，但都 只解 决了不使用焦炭这一个 问题 ，仍 必 须使用球 团矿 ，另外 我国天然气资源严重缺乏 ，这两
基直接还原有着 自己的特 点，我 国煤 资源丰 富，此 工
２ １ ．１ｏ 中闯 新技 企 ０ ｏ １ 高 术 业 ５ ７
艺在 我 国有 着 一 定 的发 展前 景 。
烟道燧奄
料 进 行 一 定 程 度 的还 原 后 入 炉 ， 同时 可 以减 小终 还 原 炉 生 产 成 品铁 的 压 力 。 因此 二 步 法 熔 融 已经 成 为 熔 融 还 原工 艺 的主 要 发展 方 向 。
术还原温度为８０ ０ ℃～９ ０ ０ ℃），另外 ，Ｈ Ｌ Ｉ Ｉ Ｙ — Ｉ 反应器
内压 力 ＞ ． ５ Ｐ ，其 高温 、 高 压 、 高 氢气 浓 度 的条 件 ０ ５Ｍ ａ
公 司 开 发 的一 种 用 粉 矿 和 煤 生 产 优 质 海 绵 铁 的 工艺 ，
工艺原理 ：采用转底炉 ，将煤层和铁矿粉交替铺在炉 床上 ，通过煤气烧嘴加热 。这样 的混合物可使温度 很 快上升到１ ０ ℃ 以上 。此工艺可 以使用粉矿 ，但煤 层 ３０ 和铁矿粉 的交替铺层必然 导致其 生产率低 的弱点。煤
高炉炼铁发展至今，因其必须使用储量有限的焦炭
为 主 要 燃 料 ，冶 炼
种工艺难 以适应我 国国情。
¨斗
等原 因，面 临着 能源 、环境、投资等方面 的困扰 。近 几十年来世界各 国的冶金 工作 者们 一直致力于研究和 改进各种非高炉炼铁技术 。
Ｅ 交流园 地
ｘｅｈａ ｎｇｅ Ｆｉ ｌ ｅ ｄ
熔融还原炼铁法的发展现状
炉。其产品是一种多孔 的、 和渣混合的熟 铁 铁， 也有人称为海绵铁 ， 这种铁经过进一步的
锻 造而 成为锻 铁 。 使 用熔融 炼 铁 炉生 产 熟 铁 开 始 ， 炭 中 木
金 属铁 碳化铁
图 １ 赤铁矿还原成铁水的路径
太 钢译 文
・ ９・
最后熔融 的铁 水从 还原 剂 中吸 收部分 碳 而形成 碳化铁 （ ｅＣ ， 种碳化 铁含有 ６ ７ Ｆ ） 这 ． ％
Ｆ Ｏ＋Ｃ Ｆ ｅ Ｏ ｅ＋Ｃ ２ …… …… … （ ） Ｏ ４
利用氢气作 为还原剂 ， 产生 的是水蒸 气 而不是二氧化碳 ， 从环保角度出发 ， 这更有利
于环保 。 对 于间接还 原 ， 体 的流 动 形 式 对 于 气 气
Ｃ ／ Ｏ 气 体与铁 氧 化 物达 到 还 原平 衡 ＯＣ
炼铁法 的发 展现状 。
随后 出现 了 高炉 炼 铁 工 艺 ， 早 用 木 炭 最
作为燃料 ， 然后是焦炭。采用高炉炼铁工艺 生 产 的铁 水 和渣 可 以分 离 ， 因此 这 是 炼 铁 工
艺 的 巨大 进步 ， 最常 用 ， 乎所 有 的杂 质最 后 几
均进 入渣 中。 图 １表 示 了 炼 铁 用 的 铁 矿 石 赤 铁 矿
—
另一 种还 原 是 利 用 Ｃ Ｏ或 Ｈ 作 为 还 原
气体来还原 ， 也就是所谓的“ 间接还原 ” 其 ，
反应 式如 下 ：
３ ｅＯ ＋Ｃ Ｆ２ ３ Ｏ Ｆ３ ４ Ｏ … … （ ） ｅＯ ＋Ｃ ２ ２ Ｆ ３ ４ Ｏ— ３ ｅ ｅＯ ＋Ｃ ｝Ｆ ０＋Ｃ ２ …… … （ ） Ｏ ３
・
８・
２１ ０ １年第 ４期
熔 融 还 原炼 铁 法 的发 展 现 状
非高炉炼铁
非高炉炼铁“本土化”加速【编者的话】钢铁冶炼短流程生产是推进钢铁产品升级换代的发展趋势之一，其主要金属料包括废钢、直接还原铁和生铁或炼钢用热装铁水等。
非高炉炼铁工艺是短流程生产的核心，它符合资源节约型要求，同时又可生产高品质的特优钢材。
当前，世界上一些国家的大型钢铁企业积极采用先进的非高炉炼铁工艺，从宝钢浦东钢铁公司罗泾厂的COREX到今年5月投产的浦项150万吨／年产能的FINEX工业生产厂，都受到钢铁界的密切关注；从技术角度分析、从新闻观点审视，我们也对其进行了报道。
那么，在非高炉炼铁的几种主要工艺中，到底哪些更适合中国钢铁企业应用呢?本期我们针对这一问题刊发了业内有关人士的文章，进行分析探讨，旨在让非高炉炼铁这一节能、高效、环保的技术在中国“生根开花”，为中国钢铁产业的不断优化打下坚实的技术基础。
随着世界钢铁工业的快速发展，原材料成本的不断提高、焦炭的紧缺和铁矿石价格的不断攀升成为人们关注的问题。
面对日益激烈的国际竞争和紧迫的环保要求，国内有远见的钢铁企业结合自身实际情况寻求发展节能环保、低成本的非高炉炼铁技术，并已经走在了国际同行的前列。
短流程造就节能环保和资源优势非高炉炼铁包含直接还原和熔融还原。
直接还原是指在低于熔化温度之下还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品叫直接还原铁也称海绵铁(DRI)。
此类工艺有很多，国内适合选用的主要有HYL-ZR工艺(希尔自重整法)等。
熔融还原是指一切不用高炉冶炼液态生铁的方法，国内适宜选用的有COREX、FINEX、HIsmelt等工艺。
HYL-ZR工艺是在原HYL工艺系列基础上发展起来的一种新型气基自重整直接还原工艺，可以利用焦炉煤气、高炉煤气、氧气顶吹转炉煤气或者煤制气来还原铁矿石(球团或球团／块矿的混合物)以生产海绵铁(具体流程见图1)。
在目前市场上可利用的主要直接还原技术中，HYL-ZR技术可在其工艺和设备无任何改动的情况下使用焦炉煤气，通过在自身还原段中生成还原气体而实现最佳的还原效率。
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万方数据
万方数据
非高炉炼铁工艺发展现状
作者：王振智
作者单位：中冶天工上海十三冶建设有限公司设备安装分公司,上海,201900
刊名：
中国高新技术企业
英文刊名：CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES
年，卷(期)：2011(2)
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5.Borl é e J;Steyls D;Colin R COMET:a coal-based process for the production of high quality DRI from iron ore fines 1999(03)
6.余琨原矿原煤冶炼-21世纪与高炉竞争的炼铁方式[期刊论文]-东北大学学报(自然科学版) 1998(04)
7.徐国群Corex技术的最新发展与发展前景[期刊论文]-炼铁 2004(23)
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2.崔胜楠.杨吉春对非高炉炼铁技术发展现状的综述[期刊论文]-科技信息2011(6)
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5.庞建明.郭培民.赵沛.Pang Jianming.Guo Peimin.Zhao Pei煤基直接还原炼铁技术分析[期刊论文]-鞍钢技术2011(3)
6.花皑.崔于飞.吴培珍.李可卿.HUA Ai.CUI Yu-fei.WU Pei-zhen.LI Ke-qing直接还原铁的制造工艺及设备[期刊论文]-工业加热2011,40(1)
7.周渝生.钱晖.张友平.冯华堂非高炉炼铁技术的发展方向和策略[期刊论文]-世界钢铁2009,9(1)
本文链接：/Periodical_zggxjsqy201102025.aspx。