转底炉炼铁工艺发展现状

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国内外转底炉的发展趋势及我国发展转底炉技术的建议

FASTMET法的工艺流程见下图。铁精矿(或含铁废粉尘)、煤粉和粘结剂经混合搅拌器后进入造球盘造球。生球通过烘干炉干燥后再装入转底炉。均匀地铺在转底炉炉底上料层为 1～3 层球的高度。随着炉底旋转,球团矿在1250～1350℃下加热10～30min, 约90%～95% 的氧化铁被球团配碳还原成 DRI。从转底炉出来的尾气经过焚烧炉和热交换器将转底炉烧嘴的助燃空气预热, 一部分高温废气用来干燥球团。
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

国内外转底炉技术发展及工业化应用情况文档下载说明Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document 国内外转底炉技术发展及工业化应用情况can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!转底炉技术是一种在冶金工业中用于炼钢和炼铁的重要工艺。

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。

我国炉外精练技术的发展前景和趋势分析

我国炉外精练技术的发展前景和趋势分析我国炉外精炼技术是冶金行业中一项重要的技术，它是指在冶炼过程中，将粗炼钢液通过炉外装置进行再处理，以提高钢液的质量和温度，减少杂质含量，从而得到更加优质的成品钢材。

随着我国工业化进程的加快和环保意识的提高，炉外精炼技术的发展前景和趋势备受关注。

一、炉外精炼技术的发展历程炉外精炼技术起源于20世纪60年代，当时主要应用于日本、美国等发达国家的钢铁企业。

最早的炉外精炼设备是气吹精炼炼钢炉（LD炉），它利用氧气吹入炉内，通过氧气的化学作用来脱除炼钢过程中产生的杂质和非金属夹杂物，提高成品钢的质量。

而后，随着技术的不断进步和创新，我国也开始引进和发展炉外精炼技术，并在80年代成功开发了自己的炉外精炼装置。

目前，我国的炉外精炼技术已经取得了长足的进步，主要体现在以下几个方面：1. 技术水平不断提升。

我国的炉外精炼技术已经从最初的气吹精炼炼钢炉（LD炉）发展到了RH、VOD、Ladle Furnace等多种不同类型的炉外精炼设备，每一种设备都具有自己的特点和优势，可以满足不同钢种的精炼需求。

2. 炉外精炼技术与自动化技术相结合。

随着我国制造业的智能化升级，炉外精炼技术也在不断引入自动化设备和智能控制系统，以提高生产效率和产品质量。

利用先进的传感技术和控制系统，可以实现对炉外精炼过程的精准监测和控制，确保精炼过程的稳定和可控性。

3. 绿色环保技术的应用。

在炉外精炼过程中，会产生大量的废气和废渣，而这些废气和废渣的排放会对环境造成严重的污染。

在炉外精炼技术的发展中，我国也加大了对绿色环保技术的研发和应用力度，致力于减少废物排放，提高资源利用率。

1. 技术持续创新。

随着科技的不断进步和需求的不断增长，炉外精炼技术将会继续进行技术升级和改造，以适应不同类型钢材的精炼要求。

未来，我国的炉外精炼技术有望实现更高效、更节能、更绿色的发展。

2. 非金属夹杂物的去除技术。

随着精细化钢铁品种的增多，我国的炉外精炼技术将更加注重去除非金属夹杂物的工艺研究和应用，以满足高端产品对钢材质量的严格要求。

炼钢工艺发展的趋势

炼钢工艺发展的趋势炼钢工艺是钢铁制造过程中最重要的环节之一，它直接关系到钢铁产品的质量和性能。

随着科学技术的不断进步和工业生产的发展，炼钢工艺也在不断创新和改进。

下面将从以下几个方面探讨炼钢工艺的发展趋势。

1. 高炉冶炼技术：高炉是目前主要的炼钢设备，其冶炼技术的发展对整个钢铁行业具有重要影响。

未来的高炉将继续向大容量、高效率和低能耗的方向发展。

一方面，炉容量将逐渐增大，以提高生产效率和降低单位产品能耗。

另一方面，高炉配套设备的自动化程度将进一步提高，以实现全程智能化控制和运行优化。

2. 直接还原炼铁技术：传统的高炉炼铁过程消耗大量的焦炭和煤炭资源，同时产生大量的二氧化碳排放，对环境造成了严重影响。

因此，直接还原炼铁技术成为了发展的方向之一。

直接还原炼铁技术通过利用天然气等清洁能源直接还原铁矿石，减少了对焦炭和煤炭的依赖，大幅降低了能耗和环境污染。

3. 电弧炉炼钢技术：电弧炉炼钢技术是一种能够高温直接融化废钢、废铁和铁合金的炼钢方法。

相比传统的高炉炼钢工艺，电弧炉炼钢具有资源利用率高、环境污染小、生产周期短等优点。

随着废钢资源的日益丰富和回收利用的重视程度不断提高，电弧炉炼钢技术将得到更广泛的应用。

4. 超声波技术在炼钢中的应用：超声波技术在炼钢过程中有着很大的潜力。

超声波可以在金属液体中引起超声波振动，进一步改善炼钢过程中的传质和传热效果，提高钢的纯净度和均匀性。

此外，超声波还可以用于检测和监测钢铁产品中的缺陷和杂质，提高质量控制的准确性和效率。

5. 粉煤气化技术：粉煤气化技术是一种利用煤炭资源进行炼钢的新技术。

通过对煤炭进行气化，产生合成气，再利用合成气进行炼钢，既能够提高煤炭资源的利用率，又能够减少对传统能源的依赖和环境污染。

粉煤气化技术属于绿色环保型炼钢工艺，对于改善钢铁行业的能源结构和减少碳排放具有重要意义。

总体来说，炼钢工艺的发展趋势是朝着高效、环保、智能化和资源综合利用的方向发展。

转底炉工艺技术存在的问题与发展建议

（１．ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｒｅｏｆＡｎｇａｎｇＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ａｎｓｈａｎ１１４０１１，Ｌｉａｏｎｉｎｇ；２．ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｐａ￣－
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：１６７１ — ３８１８（２０１３）０２— ００４２—０３．
中图分类号：ＴＦ７０２．９
ｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ａｎｄｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓｄｕｒｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄ
ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｔｔｈｅｅｎｄ，ｓｏｍｅａｄｖｉｃｅｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＲｏｔａｒｙＨｅａｒｔｈＦｕｒｎａｃｅａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．
ｍｅｎｔｏｆＡｎｇａｎｇＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐ，Ａｎｓｈａｎ１１４０１１，Ｌｉａｏｎｉｎｇ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆＲｏｔａｒｙＨｅａｒｔｈＦｕｒｎａｃｅｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｏａｒｄｉｓ

国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势

国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势高炉炼铁技术是金属冶炼工业发展的基础，是保证金属铁质量和产量的关键技术，也是社会经济发展的重要依托。

近年来，随着金属冶炼工业的快速发展，国内外高炉炼铁技术的发展也取得了显著的成就，为保证金属铁质量、提高产量、提高经济效益发挥了重要作用。

首先，国内外高炉炼铁技术取得了重大突破，进一步提高了金属铁质量。

随着科学技术的进步，添加剂和冶炼工艺的改进，使高炉炼铁工艺取得重大进展，不仅能够有效提高铁素体组成，同时也能够改善铁水的流动性，有利于铁块的全面成型。

此外，利用新型炉料和改进的热处理技术，可以有效降低铁水的含氧量，提高铁液的液相容量，从而获得更高品质的铁。

其次，国内外高炉炼铁技术的发展，还大大提高了铁的产量。

传统的高炉炼铁工艺存在着大量的炉料损失，限制了铁的产量。

随着国内外高炉炼铁技术的发展，炉料损失大大减少，产量得到提高。

通过对炼铁工艺及其参数进行优化调整，获得合理的炉料计算和分配，进而有效提高铁的产量。

此外，结合智能技术、自动化技术和智能控制技术，还可以实现远程监控和智能化管理，可以使高炉炼铁效率更高，产量更大。

最后，国内外高炉炼铁技术的发展，对提高经济效益具有重要意义。

国内外高炉炼铁技术的发展，不仅缩短了铁的生产周期，提高了产量，而且可以减少能耗消耗和废气排放，降低了生产成本，有利于提高企业的竞争力，实现更高的经济效益。

此外，国内外高炉炼铁技术的发展还可以改善炼铁终端的工作环境，为炼铁行业的发展创造更加良好的条件。

以上是国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势的概述，未来的发展趋势可以简单地总结为以下几点：继续提高高炉炼铁质量和产量，推广智能技术，进一步优化炼铁工艺，合理设计炉料配比，提高炼铁效率，减少能耗和污染，改善炼铁环境，提高经济效益，实现绿色经济发展。

未来，相信国内外高炉炼铁技术将取得更好的发展，为我们社会的经济发展提供更多的依托。

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%。

我国煤基直接还原炼铁工艺发展

我国煤基直接还原炼铁工艺发展摘要:对我国目前主要应用的直接还原工艺—回转窑、隧道窑、转底炉以及新发展的直接还原技术做了简要的介绍,分析了各种工艺的优缺点;针对钒钛磁铁矿冶炼,攀钢采取了转底炉—电炉联合使用的直接还原工艺,并新建一条年处理能力10万t钒钛矿的生产试验线.关键词:直接还原;转底炉;回转窑;隧道窑0 引言直接还原法是以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源,在铁矿石(或含铁团块)软化温度以下进行还原得到金属铁的方法.其产品呈多孔低密度海绵状结构,被称为直接还原铁(DRI)或海绵铁.直接还原实现了无焦炼铁,比高炉炼铁碳耗低、CO2排放少,有利于节省能源、保护环境.海绵铁杂质成分低,是冶炼优质钢的原料,也可作为高炉炼铁、转炉炼钢、铸铁、铁合金、粉末冶金的原料,有色冶金的置换剂、水处理的脱氧剂等,应用范围广、需求量大[1].2008年我国直接还原铁消费量为260 万t,但产量仅为60多万吨,远不能满足国内需求.随着我国电炉炼钢规模的不断扩大,废钢价格不断攀升,直接还原铁供不应求,市场潜力巨大,因此,在我国因地制宜发展直接还原工艺势在必行.直接还原按照还原剂的不同分为气基还原和煤基还原两大类,气基还原主要包括Midrex法和HYL—Ⅲ法,具有生产规模大、成本低、环境影响小等优点[2].煤基直接还原包括回转窑法、转底炉法等,与气基还原相比,生产规模较小、产量较低.虽然气基直接还原工艺占据了大部分的直接还原生产能力,但其需用天然气做燃料.在我国,由于天然气相对缺乏,使气基发展受到限制,而我国的煤炭储量却较为丰富,这一资源条件决定了现阶段我国以煤基直接还原法为主,因此,深入研讨煤基直接还原的生产工艺对我国的直接还原工业发展具有深远的意义.1 直接还原工艺简介1.1 回转窑回转窑直接还原主要有三种工艺方案,一步法:精矿配加粘结剂制成生球铺布在移动的链篦机上,利用回转窑高温废气进行干燥预热后直接进入回转窑生产DRI,所有工序在一条流水线上连续完成;二步法:先用精矿烧制成氧化球团再将其送入回转窑生产DRI,造球和还原分别独立进行,故称"二步法";冷固球团法:与一步法相似,先将精矿配加特殊粘结剂造球,在较低温度下(200 ℃)干燥固结,然后送入回转窑还原,省略了高温焙烧氧化固结的过程[3].回转窑工艺具有代表性的SL/RN法流程如图1所示.铁矿石、煤粒、熔剂等原料从窑尾加入回转窑中,窑体缓慢旋转使炉料在升温和反应的同时向出料端移动.窑头外设有烧嘴燃烧燃料,形成的废气则由窑尾排除.炉料与炉气逆向运动,炉料在预热段被加热,使水分蒸发和石灰石分解,达到800 ℃后,煤中的固体碳开始还原铁矿石中的氧化铁,直到获得海绵铁或铁料,而碳则转变成CO气体,CO在氧化区被燃烧成CO2,放出热量以满足还原反应的要求.回转窑内反应温度控制在1 100 ℃以下,经8~10 h完成还原反应后出窑.产品排出窑后进入回转冷却筒冷却得到海绵铁或粒铁,也可以送电炉直接炼钢.与高炉工艺相比较,回转窑工艺设备简单,投资少,适用于地方钢铁工业,弥补了高炉—转炉工艺的不足,此外,回转窑还适用于复合矿冶炼,冶金灰尘及各种工业废渣的回收利用,减少环境污染,降低了钢铁生产能耗.同时,回转窑工艺也存在一些缺点,包括窑内结圈、还原温度低(1 100 ℃以下)、流程长、对块矿或球团矿冷强度要求高、要求使用低硫煤等[4].我国山东鲁中矿山公司通过采取提高冷固烧结球团的冷热态强度、加强还原煤的选择和管理、优化回转窑的送风、抛煤、控温温度等措施,预防并降低回转窑结圈,取得了较好的收效.图1 SL/RN法工艺流程1.2 隧道窑隧道窑工艺即将精矿粉、煤粉、石灰石粉,按照一定的比例和装料方法,分别装入还原罐中,然后把罐放在罐车上,推入条形隧道窑中或把罐直接放到环形轮窑中,料罐经预热到1 150 ℃加热焙烧和冷却之后,得到直接还原铁.目前江苏永钢集团拥有两条260 m长煤气隧道窑,为亚洲最长隧道窑.隧道窑生产海绵铁工艺流程如图2所示.图2 隧道窑生产海绵铁工艺流程煤基隧道窑直接还原工艺具有技术成熟、作简单的特点,可因地制宜采用此工艺,利用当地小型分散的铁矿及煤矿资源优势,发展直接还原铁生产,为电炉提供优质原料.但是,总体上讲,我国隧道窑直接还原中存在生产规模较小、能耗高、污染严重、缺乏稳定的原料供应渠道等问题[5],所以,提高机械化程度、改变原料入炉方式、改进燃料及其燃烧、增设余热回收等成为各厂家不断努力改进工艺的方向.我国已建成或正在建设的隧道窑有100多座,约70多个单位规划建设产能5~30 万t/a的隧道窑直接还原铁厂,在不断总结实践经验的基础上,改进现行工艺,开发出诸如大型隧道窑直接还原、AMR—CBI隧道窑直接还原工艺、宽体球状海绵铁隧道窑、L-S快速还原工艺等多种新技术,掀开了隧道窑工艺规模扩大、产能提高、机械及自动化提升的序幕.1.3 转底炉转底炉煤基直接还原是最近几十年间发展起来的炼铁新技术,代表工艺为Fastmet,它由美国Midrex公司与日本神户制钢于20世纪60年发,是采用环形转底炉生产直接还原铁的一种方法.经过多年的半工业性试验和深入的可行性研究,现已完成工艺作参数和装置设计的优化.Fastmelt和ITmk3工艺是在此基础上增加对直接还原铁的处理.图3显示了这三种以转底炉为主体的直接还原工艺流程.图3 转底炉直接还原工艺流程煤粉与铁精粉按比例混匀制成球团,干燥后以1~3层球铺放在转底炉床面,随着炉底的旋转,炉料依次经过预热区、还原区和冷却区.还原区内球团被加热到1 250~1 350 ℃,由于煤粉与铁氧化物紧密接触,铁氧化铁被碳迅速还原成DRI,成品在800~1 000 ℃左右连续从转底炉卸出.球团矿在炉底停留8~30 min,这取决于原料特性、料层厚度及其他因素,成品可作电炉热装炉料或者转炉炉料,也可冷却或生产热压块(HBI).Fastmet工艺技术特点:①在高温敞焰下加热实现快速还原,反应时间只需10~20 min,生产效率高;②原料来源广泛,铁原料方面,除使用高品位粉矿、精矿外,还可用氧化铁皮、代油铁泥、炼钢粉尘、含En、Pb、As等有害杂质的铁矿等;还原剂方面,除煤以外焦末、沥青均可利用,不必担心出现结圈问题;③炉料相对炉底静止,对炉料强度要求不高;④废气中含有大量显热,可用作预热空气、干燥原料等[6]. Fastmelt工艺流程基本与Fastmet一致,只是在后续添加一个熔炉来生产高质量的液态铁水.Itmk3工艺是使金属化球团在转底炉中还原时熔化,生成铁块(Nuggets),同时脉石也熔化,形成渣铁分离.当然转底炉也存在着设备复杂、炉内气氛难控制、传热效率低以及对还原剂硫含量要求严格的缺点.就目前转底炉工艺开发的水平和规模而论,与高炉还有较大差距,但仍存在发展的广阔空间,天津荣程联合钢铁集团已兴建一条100万t级Fastmet生产线,建成目前世界最大的转底炉.另外,用转底炉可处理一些特殊铁矿,如含锌、铅、砷等有害杂质,或含镍、钒、钛等有用元素,均可利用转底炉的工艺优势,或高温挥发,或选择性还原,配合后续工艺,实现资源综合利用.马钢尘泥脱锌转底炉工程项目于2008年5月开工建设,2009年7月6日正式竣工投产,建成了整套转底炉(RHF)脱锌工艺技术装置,不仅解决了含锌尘泥循环利用的后顾之忧,而且将综合利用技术上升到高品质资源化水平.1.4 其他新工艺1.4.1 PF法煤基竖炉直接还原工艺中冶集团北京冶金设备研究设计总院,结合国内情况创新发明了PF法竖炉直接还原工艺.PF法是在吸收K-M法外热式竖炉煤基直接还原工艺的经验基础上,设计的以一种中国特色的罐式还原炉为主反应器的直接还原法.这种工艺技术可靠,技术经济指标在各种煤基直接还原工艺中属先进水平.PF法直接还原工艺流程如图4所示.图4 PF法直接还原工艺流程PF法直接还原工艺主要特点[1]:1)主体设备选用外热式竖炉,预热、还原、冷却三段根据不同的作用和温度选用不同材质和结构,便于传热和化学反应进行,提高热效率和设备寿命.2)原燃料适用性强,对精矿、还原剂和燃料没有特殊要求.3)采用外配碳工艺,还原剂适当过量,扩大了煤的选用范围,造球工艺也因不定量配入煤粉而简化,球团强度较高,DRI质量较好.4)多个反应罐可并列组成任意规模的还原设备,设计和组织生产灵活.1.4.2 低温快速还原新工艺2004年钢铁研究总院提出了低温快速冶金新工艺.新工艺利用纳米晶冶金技术的特点将铁矿的还原温度降低到700 ℃以下.新流程分为气基和煤基两种方法,工艺流程如图5、图6所示.图5 煤基低温快速还原新工艺图6 气基低温快速还原新工艺煤基法使用煤粉为还原剂,在700℃左右快速还原铁精矿粉;气基法使用还原性气体还原铁精矿粉,还原温度可低于600℃.新工艺具有能耗低、环境友好等特点,省去了烧结或造球工艺,缓解了钢铁行业对焦煤的依赖,符合我国国情[7].2 攀钢现状钒钛磁铁矿是攀西地区的特色资源,与普通矿相比,钒钛矿直接还原温度较高、还原时间较长,还原过程产生特有的膨胀粉化现象,因此,存在竖炉结瘤、流化床失流和黏结、回转窑结圈等技术难题.高炉流程冶炼钒钛矿,只回收了铁和钒,钛进入高炉渣没有回收,造成钛资源的大量流失.2005年以来,攀钢科研人员在充分吸收、借鉴新流程及相关研究成果的基础上,通过大量的试验研究,针对钒钛磁铁矿特点,提出并验证了钒钛磁铁矿"转底炉直接还原—电炉深还原—含钒铁水提钒—含钛炉渣提钛"工艺路线,彻底打通了钒钛矿资源综合利用新工艺流程,稳定获得了质量满足要求的低碳生铁、达到GB3283-87要求的片状V2O5和PTA121质量要求的钛白产品.依托该研究成果,攀钢集团攀枝花钢铁研究院于2008年5月4日正式启动了攀钢10 万t/a钒钛矿资源综合利用新工艺中试线工程项目,新建一条转底炉—熔分电炉联合使用,年处理能力10万t钒钛矿的试验生产线,为更深入地研究实践,实现转底炉处理钒钛矿的规模化生产提供了广阔的平台.中试线工艺流程如图7所示.本流程采用硫含量较低的白马铁精矿,还原剂采用无烟煤煤粉,粘结剂为有机粘结剂,原料混合后经高压压球机压球,生球烘干后进入转底炉系统.球团在转底炉内停留10~30 min后出料,金属化球团直接热装进入熔分电炉,在一定温度下还原后,产出含钒铁水及含钛炉渣.继续对铁水进行脱硫、提钒后,得到半钢、脱硫渣及钒渣,半钢进入铸铁机铸铁,生产出铸铁块.钛渣制取钛白,实验室条件下钛回收率达到80%以上;钒渣制取钒氧化物(V2O5),实验室条件下,钒回收率达到65%以上.与高炉流程相比,转底炉流程采用100%钒钛矿冶炼,克服了高炉流程必须配加普通矿的不足,在当前铁资源紧张的形势下,有助于充分发挥攀西地区资源优势,拉动区域经济发展.此外,转底炉流程的铁精矿不需烧结处理,不使用焦炭,从根本上避免了烧结烟气脱硫、焦煤资源采购困难以及环保压力大等问题.3 结语图7 资源综合利用中试线工艺流程煤炭资源总量丰富、焦煤短缺,铁矿资源储量大、富矿少、贫矿和共生矿多是中国钢铁工业面临的现实状况.这种能源、资源结构给煤基直接还原法生产海绵铁的发展提供了机遇.转底炉直接还原技术由于在生产率、规模化、投资费用、单位成本等方面都占有明显的优势,可作为发展直接还原技术的首选工艺.鉴于转底炉处理钒钛磁铁矿技术尚属世界首创,并无较多的经验借鉴,因此要大力开展针对钒钛磁铁矿直接还原的基础研究工作,在实践中借鉴各种直接还原方法已取得的成果,开拓创新,开创钒钛矿直接还原新纪元.参考文献[1] 陈守明,黄超,张金良.煤基竖炉直接还原工艺//2008年非高炉炼铁年会文集.中国金属学会,2008:132-135.[2] 杨婷,孙继青.世界直接还原铁发展现状及分析.世界金属导报,2006.[3] 刘国根,邱冠周,王淀佐.直接还原炼铁中的粘结剂.矿产综合利用,2001(4):27-30.[4] 韩跃新,高鹏,李艳军.白云鄂博氧化矿直接还原综合利用前景.金属矿山,2009 (5):1-6.[5] 魏国,赵庆杰,沈峰满,等.非高炉生产技术进步//2004年全国炼铁生产技术暨炼铁年会文集.2004:878-882.[6] 陶晋. 环形转底炉直接还原工艺现状及发展趋势. 冶金信息工作, 1997.6.[7] 郭培民,赵沛,张殿伟.低温快速还原炼铁新技术特点及理论研究.炼铁,2007,26(1): 57-60.来源：攀枝花钢铁研究院网站。

转底炉

转底炉工艺有多种，主要包括Fastmet/Fastmelt、ITmk3、Inmetco/Redsmelt、DryIron、Comet/Sidcomet、HI-QIP等。

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。

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。

转炉炼钢技术的发展与展望

转炉炼钢技术的发展与展望作者：吴悠来源：《名城绘》2019年第09期摘要：在当下，国内的炼钢厂纷纷致力于升级配套设备、积极研究应用节能降耗技术，借助先进的、科学的转炉炼钢技术实现稳定的低成本高效率钢铁生产，主要包括转炉脱磷、煤气干法除尘、转炉少渣、高效挡渣等炼钢技术，并且转炉炼钢技术处于不断发展和更新的状态，前景广阔，促使钢铁生产走上真正意义上的环保节能道路。

本文主要分析探讨了转炉炼钢技术的发展与展望情况，以供参阅。

关键词：转炉炼钢技术;发展;展望转炉是主要用于生产碳钢、合金钢、铜、镍等金属材料的冶炼设备。

其主要原料有铁水、废钢和铁合金等，炼钢过程中的热量来源是靠铁液本身物理热以及铁液各组分间化学反应产生的热量，无需外界附加能源。

我国使用最为普遍的炼钢设备为碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉，因其具有成本低、单炉产量高、投资少、生产速度快等优点，被我国钢铁企业所广泛应用。

1我国转炉炼钢技术的应用1.1洁净钢新流程的应用在21世纪的发展形势下，我国钢铁工业中对洁净钢的生产已经成为重点，而洁净钢的生产技术的发展目标就是采取最经济的手段来使生产效率大幅提高，从而形成大规模的生产。

当前我国已经创新出了新的炼钢流程来对洁净钢进行生产，并且已经在部分炼钢企业中得到了初步的应用。

洁净钢新流程能够对钢中的杂质进行有效的“三脱”处理，使其处理比例达到更高，并且转炉日产数也增加了将近一倍，极大提高了洁净钢的生产效率，相比于传统的洁净钢流程，生产成本也要低的多。

1.2转炉脱磷炼钢技术的应用在转炉炼钢生产中，常用脱磷技术方法包括结合铁水三脱预处理和转炉法、转炉双联法、双渣法。

其中双渣法是指操作一台转炉，实行2次造渣，转炉双联法是指操作2台转炉，一台脱磷，完成脱磷之后在另一台脱碳。

大型钢铁厂通过自主研发、应用脱磷脱碳新工艺，促使每一台转炉都可以脱磷、脱碳，应用双联技术炼钢。

一些炼钢厂由于缺乏铁水脱磷预处理的条件与设备，应用双渣法炼钢，但出钢量不高，且磷含量有较大变化，氧气含量较高。

煤基直接还原及转底炉工艺的发展现状

ａｄｍｒｓｆａｈｃａｔａｅｅｃｉｄＴｅｇｅｔｒｅｄｍｎｆｅｅｐｇｄｒｃｒｄｃｄｉｎ（Ｒ）ｔｃ — ｎｅｉｃｒｆｒｓｒｅ．ｈｒａｋｔｅａｄｏｖｌｉｉｔｅｕｅｏＤＩｅｈｔｏｅｓｄｂｍａｄｏｎｅｒ
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；ＤＩ转底炉
中图分类号：Ｆ５Ｔ５１
文献标识码：Ａ
ＰＲＥＳＥＮＴＴＡＴＵＳＯＦＳＣＯＡＬ— ＢＡＳＥＤＲＥＣＴＤＩＲＥＤＵＣＴＩＯＮＡＮＤＲＯＴＡＲＹＨＥＡＲＴＨＦＵＲＮＡＣＥＰＲＯＣＥＳＥＳＳ
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，０７年我国社会废钢产生量约为４０２０４０万ｔ钢铁企业废钢产生量约为２０，７０万ｔ两项相加，为７０１０万ｔ０７年我国粗钢产量预计为４５亿。２０．

我国炼铁技术现状及对焦炭质量的要求

我国炼铁技术现状及对焦炭质量的要求摘要：近年来中国炼铁工业得到快速发展，2009年产铁5.43亿吨，占世界总产量的60.53%，2010年前十个月中国产铁4.96亿吨，比上年同期增长8.27%。

高炉生产技术也取得了长足的进步。

2010年前三季全国重点钢铁企业高炉焦比为369kg/t，喷煤比为149kg/t，热风温度为1156℃，创造出历史最好水平。

首钢、宝钢等企业的一批高炉部分技术经济指标已达到国际领先水平。

但是，中国仍有一批落后的小高炉在生产。

这说明，中国炼铁技术发展是不平衡的。

随着高炉大型化的发展，高炉对焦炭质量的要求日益提高。

主焦煤的短缺，已制约了中国高炉大型化的进程。

中国在大力推广捣固炼焦、干熄焦、煤调湿等技术,以缓解我国主焦煤资源的短缺,并满足高炉的需求。

关键词：炼铁技术进步焦炭质量一、中国炼铁工业发展现状近5年来，中国炼铁工业处于高速发展阶段，全国铁生产量从2005年的3.43亿吨，增长到2009年的5.43亿吨，增长了2.00亿吨，增幅达58.18%。

在这5年期间，中国炼铁生产技术也取得了长足进展。

2010年前十个月全国铁产量为4.96亿吨，比上年增8.27%，预计全年可接近6亿吨。

表1为全国重点钢铁企业高炉技术经济指标。

表1 重点钢铁企业高炉技术经济指标中国炼铁企业发展不平衡，是处于不同结构、不同层次、不同生产技术水平共同发展阶段。

目前，中国有1400多座高炉，其中大于1000M3的高炉有260多座，大高炉中约有三分之一的高炉炼铁技术已达到国际水平，京唐公司曹妃甸5500M3的高炉指标达到国际领先水平。

但是，约有四分之一的炼铁产能属于应淘汰的落后设备。

1、重点钢铁企业高炉焦比不断下降从表1可看出，近5年高炉焦比下降了38kg/t。

2010年前三季重点钢铁企业高炉焦比为369 kg/t，比上年度下降4kg/t。

入炉焦比较低的企业有：宝钢299kg/t，兴澄323kg/t,长治332 kg/t，太钢324 kg/t，青钢326kg/t，唐钢332 kg/t，鞍钢332 kg/t，沙钢334kg/t，首钢334kg/t，邯钢346kg/t，京唐338kg/t,韶钢339kg/t,柳钢340kg/t，武钢344kg/t。

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。

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。

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（ｏｒｅｒｕａｅ简称ＲｔｙＨａｔＦｒｃ，ａｈｎＲＦ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Ｒｓ公司（ｄｅｏｓＭｉｒｘ公司前
目前，国内ＤＩＲ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９８ｌｏｗ
业意义的转底炉ＩＭＥＣＮＴＯ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３０多年的历史Ｈ３。在－
第３５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

非高炉炼铁工艺发展现状

保证其高的还原速率。
Ｍｅ技术和ＨＬＩｉｒｘｄＹ — 技术具有污染较小，能耗低ＩＩ
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
２１．１ｏ中闯新技企０ｏ１高术业５７
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８００ ℃～９００ ℃），另外，ＨＬＩＩＹ — Ｉ反应器
内压力＞．５Ｐ，其高温、高压、高氢气浓度的条件０５Ｍａ
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１０ ℃ 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
ｘｅｈａｎｇｅＦｉｌｅｄ

钛铁矿转底炉固相直接还原工艺制备高钛渣

钛铁矿转底炉固相直接还原工艺制备高钛渣作者：刘开琪王寿增顾静来源：《新材料产业》 2012年第5期文/刘开琪王寿增顾静中国钢研科技集团有限公司作为生产钛白粉和海绵钛的优质原料，高钛渣﹝二氧化钛（TiO2）＞74%﹞生产技术的发展对我国钛白粉和海绵钛制造业持续健康发展、国际市场竞争力提升起到了关键作用。

由于国内供应紧张，且从2007年起，中国海关对高钛渣的矿产资源实行了零关税，因此国内自主研究高钛渣工艺及制备具有十分重要的意义。

一、钛铁矿资源的利用现状我国钛铁矿资源分布广泛，遍布国内29个省市，但主要集中在四川攀枝花、西昌，河北承德，云南，陕西汉中等地。

目前，由于国内铁矿石严重短缺，很多钛铁矿仅用作炼铁的原料，这样做最大的弊端是导致钛铁矿中的含钛资源不能有效地加以回收利用。

为此，国家曾多次组织过钛铁矿直接还原的相关科技攻关，以期实现铁、钛甚至一些含钒矿中钒资源的综合回收。

多年的研究证明，铁、钛有效分离是钛铁矿综合利用中的瓶颈技术。

钛铁矿资源的利用，目前主要有3个工艺路线，一是高炉流程，二是矿热炉流程，三是直接还原流程。

高炉流程以攀枝花钢铁（集团）公司（简称“攀钢”）为例，攀钢的“高炉-转炉”流程，能够回收铁90%、钒80%、钛0。

如果回收1t铁，高炉渣中TiO2 （占钒钛磁铁矿原矿中56%的钛）没有利用，会造成原矿中一半多的钛资源流失。

如果用选铁后的钛铁矿尾矿生产钛白粉，每生产1t钛白粉，钛精矿中就有70%的铁流失，又造成了铁资源的大量浪费。

矿热炉流程则采用钛矿配煤（焦）直接冶炼的工艺，用于冶炼T i O2含量大于85%的氯化法高钛渣，但是该工艺冶炼时间长，产能相对较低，单位产品的能耗大、成本偏高。

直接还原流程中，取得突破性进展并已打通回收钛铁矿全流程的工艺为转底炉固相直接还原技术，该工艺是目前最为先进的高钛渣生产工艺，优势在于占地小、自动化程度高、产能大、能耗较低。

钛铁矿主要分为2类：一是岩矿，如南非矿和攀枝花矿；另一种是海砂矿，如新西兰矿、菲律宾矿、印尼矿。

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。

ITmk3工艺的技术特点及应用前景

综述ITmk3工艺的技术特点及应用前景张伟,王再义,张宁,王相力(鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁鞍山114009)摘要:介绍了I Tm k3工艺的开发过程及工艺原理,通过与高炉炼铁工艺对比及自身技术特点的分析,论述了I Tm k3工艺在原料选择、反应时间、成本投资及节能环保等方面具有的优势,并对其应用前景进行了分析和展望。

关键词:炼铁;I T m k3工艺;粒铁中图分类号:TF55 文献标识码:A 文章编号:1006-4613(2010)05-0010-05Technical Characteristics and Application Prospect of I Tmk3ProcessZhang W e,i W ang Za i y,i Zhang N i n g,W ang X iang li(Technology Center of Angang S teel Co.,Ltd.,Anshan114009,Liaoning,China)Abst ract:This paper introduces the developm ent and princ i p le o f I Tm k3process,and a lso dis cusses advantages of I Tm k3process i n regar d to the selecti o n o f ra w m ater i a,l reaction ti m e,cost in vest m ent,energy saving and env ironm ental protection based on co m pari n g I T mk3processw it h the i ron-m ak i n g process by blast furnace and analyzi n g its o w n techn ical characteristics.And fina ll y the paper ana l y zes and f o recasts the prospect of app lication o f I Tm k3process.K ey w ords:iron-m ak i n g;I T m k3process;g ranulated iron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。

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美国动力铁转底炉工艺是美国动力铁公司
( ID I: Iron Dynam ics Inc)开发的 ,包括矿石及煤的破碎研磨和制备、造球、转底炉还原、埋弧炉熔融等工
序。含碳球团的平均粒度为 11mm ,干燥后使之含水分约 1% ,然后预热至 150℃,通过振动输送系统把球团分层装入转底炉内 ,炉内料层厚度为 38. 1～ 50. 8mm。
这种工艺脱硫能力较差 , DR I 的硫含量约 0. 15% ～0. 4%。所产 DR I金属化率较低 ,表 1列出了 Fastmet典型的直接还原铁的化学成分 [ 1 ] 。如把这种产品用于炼钢 ,会使渣量增加 ,造成炼钢的能耗上升和产量下降。所以 Fastmet产品一般用于高炉。
入废气系统中。被还原的球团等在炉内稍微冷却后通过排出装置排到炉外。转底炉工艺中 ,含碳球团等炉料中的碳是主要的燃料 ,其加热后产生的挥发份和还原铁氧化物等产生的 CO 是主要还原剂 ,外部烧嘴加热用燃料只是辅助部分 ,仅占所需能量的约 15%。因此 ,含碳球团等炉料中的碳利用非常充分 ,该工艺既有利于节能又有利于减少污染物的排放。一般含铁料还原时间为半小时以内 ,所以转底炉是生产效率较高的工艺。
新日铁在广畑厂共有 2 座年产能为 19 万 t的 Fastmet转底炉 (分别于 2000 年和 2005 年投产 )来处理含铁废料。神户加古川厂有 1座年产能为 1. 6 万 t的转底炉 (2001年投产 )来处理富锌含铁废料 , 尘泥含锌率为 0. 7% ～0. 9% ,还原铁的金属化率为 70% ～85%。
Abstract RHF p rocess is a kind of direct reduction p rocess which is developed in recent 30 years. It has advantage of dealing w ith iron - bearing and zinc - bearing wastes of iron and steel works. Various RHF p rocesses, development, and app lication p resent were introduced. Key words smelting; rotary hearth furnace (RHF) ; direct reduced iron (DR I) ; development
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Inmetco工艺是加拿大国际镍集团 ( INCO , L td)
为了处理利用冶金废弃物而开发的。 1978 年在美国
宾州 Ellwood城的国际金属回收公司建成世界上第一
图 4 ITmk3转底炉工艺示意图表 2 粒铁的化学成分
粒铁化学成分金属铁 FeO C Si、M n、P
重量百分比 / % 96 ～97 0 2. 5～3. 5
· 44 ·
冶金丛刊
总第 183期
炉内的工艺过程是 :球团等炉料从装入区装入炉内后随着炉床前进 ,首先在加热区被加热到 1 000℃以上 ,然后进入温度更高的还原区 ,氧化锌和氧化铁通过球团等铁料中所含的碳进行还原反应。
在还原区 ,锌以气态形式分离出来而被脱除。燃烧及反应所生成的气体沿着与炉床前进的相反方向流
1 引言
转底炉炼铁工艺是非高炉炼铁工艺的一种 ,是近 30年才发展起来的 ,原料适用范围很广 ,不只适用于铁矿粉 ,还非常适合处理钢铁厂含铁含锌粉尘等废料。转底炉炼铁不使用焦炭 ,而是使用煤作还原剂 ,因而对环保非常有益。目前该工艺已获得工业应用 ,工业化应用较多的国家为日本和美国。我国自 20世纪 90 年代开始研究 , 2006 ～2007 年 ,山东瑞拓球团工程技术公司一座年产能为 7万 t转底炉曾连续生产 7个月。因为转底炉工艺既有利于节能减排 ,又有利于发展循环经济 ,目前已成为国内外钢铁企业关注和研究的热点之一。韩国浦项、我国莱钢、马钢、昆钢等正在进行转底炉建设。
图 3 Fastmet和 Fastmelt的工艺流程 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 5期
胡俊鸽等 : 转底炉炼铁工艺发展现状
3 转底炉工艺及其发展现状
转底炉工艺有多种 ,主要包括 Fastmet/ Fastmelt、 ITmk3、Inmetco /Redsm elt、D ryIron、Com et/ Sidcom et、 H I - Q IP等。 3. 1 使用含碳球团的转底炉工艺 3. 1. 1 Fastm et和 Fastmelt工艺
转底炉炉膛外径为 50m。所产直接还原铁的金属化率为 85% ,温度 1 000℃, DR I可热态送到埋弧炉。转底炉废气可以预热燃烧空气 ,以及为矿石、煤和球团干燥器供热等。埋弧炉有两个出铁口和一个
出渣口。年产量为 50 万 t铁水 ,电耗为 400 ～500 kW ·h / t。平均铁水成分为 Fe: 95. 8%、C: 3. 2%、S: 0. 025%、Si: 0. 50% ,温度 1 500℃。 3. 2 使用干压块的转底炉工艺
D EVELO PM ENT PRESENT O F IRO NM AK ING PROCESS O F RO TARY HEARTH FURNACE
Hu Junge Zhou W entao Zhao X iaoyan
( Technology Center of Angang steel Company L td. , Anshan 114009, L iaoning)
S
0. 05
日铁君津厂分别于 2000年和 2002年各投产了一座
ITmk3 所用原料很广 ,铁矿粉和低品位铁矿都这种类型的转底炉 ,一座处理低锌灰尘 ,另一座处理
能使用 ,碳原料可用煤、石油焦或其他含碳原料。矿高炉瓦斯灰和转炉尘 ,年处理能力分别为 18万 t和
石中氧化物的铁都转化为金属铁 ,并且成品中不含 14万 t。君津厂转底炉主要数据和操作数据见表 3。
(其化学成分见表 2) [1] ,但所耗燃气比 Fasmet多。
2007年末 ,神户钢铁公司与美国动力钢公司达
成协议 ,拟在美国的明尼苏达 Hoyt湖建一座 ITmk3
商业生产厂 ,总投资约 2. 35亿美元 ,年产能 50万 t,
计划于 2009年投产。
3. 1. 3 Inmetco和 RedSm elt工艺
3. 1. 2 ITmk3转底炉工艺 ITm k3 工艺由日本神户钢铁公司及美国米德兰
公司联合开发 ,在 20世纪 90年代中后期取得了突破性进展。其工艺流程见图 4,类似于 Fasmet的工艺流程。所不同的是 , 它把工艺过程的还原温度精确地控制在 Fe - C 平衡相图中一个固液共存的新区域。在这一温度范围内 (约 1 350 ～1 450℃) ,含碳球团矿被还原和熔化 ,铁水从渣中分离出来 ,整个过程只需 10m in就可完成。还原后熔化残留的 FeO
· 45 ·
很少 ,因而不存在 FeO 对耐火材料的破坏。该工艺对 FeO ,碳含量可以通过碳的加入量和加热制度控制 ,
还原气氛的控制也非常独到 ,能防止已生成的 DR I发最高可达 3. 5%。DR I的硅、锰、磷含量则取决于原
生二次氧化 ,所生产的 DR I(粒状铁块 )金属化率很高料的成分 ,硫含量取决于燃料中硫的含量。
表 1 日本 Fastmet工艺 DR I的化学成分 %
TFe 金属 Fe FeO
C
S
Zn
82. 20 74. 20 7. 40
3. 30
0. 23
0. 05
为了分离渣和铁 ,使铁水可用于热装炼钢 ,采用转底炉与埋弧电炉 ( E IF)双联 ,形成一种二步法熔融还原过程。转底炉进行“预还原 ”,电炉实现“终还原 ”, Fastmelt就是在 Fastmet的基础上开发的具有这种二步法的工艺 ,用埋弧电炉把直接还原铁熔融成铁水 ,其主要目的是可以生产高品质的铁水供转炉使用。
表 3 君津厂 RHF主要数据
炉号
1号炉 2号炉
炉床面积 /m2 230 230
球团粒度 /mm 5～20 5～30
处理温度处理时间
/℃
/m in
1 250～1 300 10～20
1 250～1 300 15～30
排气系统
锅炉、空气加热器、布袋除器锅炉、空气加热器、布袋除尘
生球处理能力 / t·h - 1
设计值 23 (实际达 25)
脱锌率 /%
设计值 90 (实际达 92)
金属化率 /%
设计值 70 (实际达 75～85)
近年德国曼内斯曼与意大利匹昂梯公司在 In2 m e tco基础上发展成转底炉与埋弧炉相结合的联合流程 ———RedSm elt[ 2, 3 ] ,最终产品是铁水 ,类似于高炉铁水。直接还原铁可以在热态下送入埋弧炉 ,电耗约 550kW · h / t, 直接还原铁的设计煤耗约为 400kg / t。之后 , SM S Demag用氧煤基熔融炉代替埋弧炉形成 RedSmelt NST (New Smelting Technology) 工艺 ,以降低成本。示范厂在意大利 Piombino厂建设 ,年处理含铁料能力为 5. 5万 t。 3. 1. 4 美国动力铁转底炉工艺
第 5期总第 183期 2009 年 10月
冶金丛刊
M ETALLURGICAL COLLECTIONS
S um. 183 N o. 5 October 2 0 0 9