直接还原炼铁技术的最新发展
作者: 胡俊鸽,吴美庆,毛艳丽, 钢铁研究
摘要撰写人TsingHua
出版日期：2006年4月30日
直接还原铁可以作为电炉、高炉和转炉的炉料。DRI代替优质废钢更适合于生产对氮和有害元素有严格要求的钢种,如用于石油套管、钢丝绳、电缆线等的钢种。近年,由于钢铁市场升温,废钢资源呈现世界性紧缺。2003年,我国钢铁企业生产回收的废钢铁和非生产回收废钢铁合计为1502万t;而全年炼钢消耗废钢与辅助炼钢消耗废钢之和为4 750万t。显然,国内的废钢缺口很大。未来几年,随着国际市场废钢资源的短缺,世界对废钢的需求量将不断增长。当今,在废钢资源全球性紧缺、国际市场价格频频上扬的情况下,对于我国来说,寻找废钢替代品已迫在眉捷。直接还原铁和热压块铁是最好的废钢替代品。1直接还原炼铁技术发展状况2003年世界直接还原铁总量为4900万t。比2002年增加了10%,不同工艺所生产直接还原铁所占份额如下:Midrex 为64.6%,HyLⅢ为18.4%,HyLⅠ为1.3%,Finmet为5.2%,其他气基为0.4%,煤基为10.2%。直接还原工艺根据还原剂不同可分为气基和煤基。气基直接还原工艺中,竖炉Midrex、Arex(Midrex改进型)和HyLⅢ工艺、反应罐法Hy LⅠ、流化床法Fior和Finmet工艺,都已获得了工业应用,流化床法Fior、Cir cored和碳化铁法在工业上应用不久就停产了。煤基直接还原法中,获得工业应用的有回转窑法和转底炉法(Inmet-co、Fastmet、Sidcomet、DRylron),新开发的多层转底炉Primus工艺已于2003年2月投产。
1.1气基直接还原工艺气基还原工艺可分为使用球团矿或者块矿的工艺和使用铁矿粉的工艺。各种气基直接还原铁工艺发展状况如表1所示。表1各种气基直接还原铁工艺发展状况工艺装备工艺特点所用原料目前状况研究发展F ior(委内瑞拉)4个流化床反应器生产能耗高于竖炉Midrex和HyLⅢ铁矿粉Side tur厂于1976年投产,1985年开始,年产量达到35万t~41万t。由于市场原因于2000年停产。由委内瑞拉和奥钢联进一步发展成FinmetFinmet(奥钢联和委内瑞拉)4个流化床反应器铁矿靠重力从较高反应器流向较低反应器直接使用矿粉,是Fior 的进一步改进,比Fior能耗低、人员需求少。与Fior相比,其还原气体中H2含量少,CO没被氧化去。在Finmet工艺中,矿粉在流化床第一段被还原过程产生的热气体预热,其较高的CO含量可以提高热平衡,并使HBI的w(C)达3%。铁矿
粉:<12mm现已有两个厂投产澳大利亚的BoodarieIron和委内瑞拉的Orinoco Iron 目前已生产了650万tHBI目前,V AI正在开发新一代Finmet工艺:Finm etmegatrain,能力为110万t,是当前反应装置的2倍。Midrex(美国米德兰公司)竖炉、天然气重整炉、热压块机竖炉炉顶气与天然气混合,共同进入重整炉制取还原气, 还原竖炉和制气设备是相互联系、相互影响的。对铁矿含硫量有一定限制,否则含硫炉顶气进入重整炉将造成裂解催化剂失效。含碳球团、块矿在世界各地获得非常广泛应用,直接还原铁产量在各种工艺中占第1位,2003年比例为66.6%。已获得工业广泛应用,在墨西哥、印度尼西亚、委内瑞拉、巴西、印度有多家生产厂,2003年在各种直接还原法产量中,占第二位,产量比例为18.4%。HyLⅢ(墨西哥希尔萨公司)竖炉、天然气重整炉、热压块机可分为两部分, 制气部分和还原部分,这两部分可以相互独立。这点与Midrex不同。另,温度和压力比Mi drex高。可以处理含硫量较高的铁矿。这也与Midrex不同。含碳球团或者块矿HyL- ZR是HyL Ⅲ的进一步改进,没有重整装置。该工艺目前只在墨西哥Monterrey得以实施。Arex(委内瑞拉奥里诺科黑色冶金公司开发)竖炉是Midrex的改进型,无重整装置,竖炉集气体重整与矿石还原于一体球团矿或者块矿Megamod-Midrex直径为7.5 m的竖炉、较大的重整炉年产量超过200万t的Midrex工艺1.1.1使用球团矿或块矿的气基直接还原工艺使用球团矿或者块矿的有竖炉法Midrex、HyLⅢ、Arex和罐式炉HyLⅠ。目前,Midrex和HyLⅢ是成熟的工艺,在委内瑞拉、印度、加拿大、美国、伊朗、沙特阿拉伯等已获得了广泛应用。Midrex主要生产厂有33座。1994年以来投产的生产厂逐步大型化,每套年产能大都在100万t左右。如表2所示。HyLⅢ是希尔萨公司在H yLⅠ基础上开发出的高压逆流式移动床工艺,20世纪80年代开始在工业上应用。世界上主要生产厂有12座。近年新投产的设备年产能都约为100万t。如表3所示。表21994年以来投产的Midrex生产厂生产厂年生产能力/万t产品投产年印度Ispat工业公司100DRI1994埃及ANSDKⅡ80DRI1997墨西哥IMEXSA120DRI1997美国AmericanIronReduction120DRI1997委内瑞拉COMSIGV A100HBI1998rinidad&Tobago,Ispat DR3136DRI1999南非撒旦哈(Saldanha)80.4DRI1999埃及ANSDKⅢ80DRI2000 HyL-ZR是新开发的无重整装置的直接还原工艺,目前为止该工艺只在墨西哥蒙特雷(Mont errey)得以实施。其天然气在竖炉内发生部分燃烧,通过控制而产生合乎要求的还原气体,从而对铁矿石进行还原;而传统HyLⅢ工艺一般在添加蒸汽条件下使天然气在催化重整器中
裂表31999年以来投产的HyLⅢ生产厂生产厂年生产能力/万t产品投产年墨西哥蒙特雷Hylsa 4M67.5DRI1998沙特阿拉伯HadeedⅢ110DRI1999俄罗斯LebedinskyGOK90HBI1999委内瑞拉DOSVEN150(两套设备)HBI2000解。为了获得w(H2)达80%的还原气体,通过洗涤去除CO2。Megamod厂的Midrex设备是大型的Midrex设备,如今直接还原铁年产量超过170万t,生产率超过220t/h。直径为8m的竖炉年产直接还原铁能力270万t。1.1.2气基粉矿直接还原工艺在直接还原生产中,采用细矿粉的直接入炉与块矿和球团矿相比其原料成本具有明显优势。气基粉矿直接还原一般都采用化床工艺。很长时间以来,获得商业应用的粉矿直接还原铁工艺只有Fior工艺(如表1所示)。Finmet工艺是Fior工艺的进一步发展<1>,是基于粒度小于12mm的粉矿的气体直接还原工艺。已经有两个工业厂投产,年设计产能都超过200万t热压块铁。两个厂2003年共产163万tHBI。1.1.3气基直接还原工艺工业生产结果表4中汇总了气基直接还原的一些工业生产数据<2>。Midrext和HyLⅢ工艺的天然气消耗为9.7~10.7GJ/t,而Finm et为13.3GJ/t。对这些工艺来说重要的是天然气的价格。而Finmet工艺使用更便宜的粉矿,补偿了较高的天然气消耗。表4气基直接还原工艺的操作结果矿石或球团矿/(kg·t-1)块矿/(kg·t-1)粉矿/(kg·t-1)天然气/(GJ·t-1)电功率/(kW·t-1)氧/(m3·t-1)产品Midrex1200 300-9.7 93.0 30DRI/HBIHyLⅢ1 181 295-10.7 98 34DRI/HBIFinmet--1 500 13.3 165-HBI1.2煤基直接还原在煤基直接还原工艺中,已获得工业应用的有回转窑和转底炉工艺。表5表示主要煤基直接还原工艺的发展现状<3~6>。转底炉由于反应速度快、原料适应性强等特点,近年来得到了快速发展。转底炉工艺有许多种,包括Inmeto、Fastmet、Comet、Sidcomet、IDI(IronDynamics Inc)I、TMK3、DRyIron等。表5主要煤基直接还原工艺的发展现状工艺装备工艺特点所用原料目前状况研究发展Primus(卢森堡PaulWurth)多层转底炉、熔融炉两段式工艺,除了转底炉外,还有熔融炉,能直接生产出铁水煤粉与矿粉在炉内混合,该工艺能把Z n、Pb、碱金属等与铁分开铁矿粉、煤粉铁屑、钢铁厂粉尘已完成工业试验目前卢森堡Diff erdange已投产8.2万t/a的装置,处理含铁废料。直径8.3m,8层RedSme lt(德国和意大利)造球装置、转底炉装置和埋弧炉熔融还原装置这是三段工艺的直接还原,造球和转底炉装置相当于转底炉技术,埋弧炉可把热态DRI熔融成铁水和渣,产能大于30万t铁精矿粉,或者含铁废料制成的球团,专门为处理金属废料开发Ellwood厂于1978年投产年处理废料2.5万t的工厂。SMSDemag目前正在开发RedSmeltNST工艺,即用氧/煤基
熔融装置代替埋弧炉,降低成本。DRyIron转底炉、干压块机、DRI冷却机无粘结剂的矿煤干压块、转底炉单层装料和温度控制在1288℃的高温辐射加热。常规铁矿粉或者含铁废料、焦粉第一个DRyIron设备是新日铁在光厂建设以处理残渣的Fastmet(美国和神户合作开发)转底炉、球团装置使用冷固结球团, 取消了高温氧化球团环节。反应速度快,生产效率高。产品质量差,全铁含量低,脉石含量高,脱硫能力较差,所以产品硫含量过高。粒度为8~12mm的自还原球团2000年新日铁在广畑厂投产了一条年产能达19万t的Fastmet工艺来处理残渣。2000年以来,又在君津厂投产了两座转底炉,一座处理低锌灰尘,另一座处理高炉瓦斯灰和转炉尘。其年处理循环料的能力均为18万t。2001年又在神户的和歌山厂投产一年产能14万t的转底炉设备来处理富锌冶金炉尘。Inmetco(美国开发)转底炉、造
HYL工艺注重钢铁生产的环保(3-13)
上世纪50年代中期兴建的第一个工业规模直接还原铁厂为电炉提供优质的纯铁原料，并导致全世界直接还原铁工业迅速发展。目前，由于此项技术减少了钢铁生产的排放量，从而获得“绿色”证书。
在希尔萨直接还原厂投入运行时，对环境问题并未给予过多的考虑。经过长期的不断改进，HYL工艺已可以称作绿色的、现代化的工艺。不仅该工艺本身最符合环境友好要求，而且其新的附带工艺，如HYLHytemp系统也使炼钢生产更高效。该工艺通过全封闭气动系统给现代化电炉热装直接还原铁。这些工艺可使钢铁生产的效率和成本效率得到空前的提高。
1、还原气体
还原气体的生产有两种方法：一是外部蒸汽重整器；二是通过“原地重整”反应直接在竖炉反应器内进行。
重整和原地重整的比例可以改变，以平衡生产与投资成本的要求。HYL系统可以完全基于外部重整或原地重整(ZR)，或者结合其他方式(小重整器加吹氧)。这即是HYL工艺的灵活性的主要特点。最适合的方案将取决于当地的能源及原料的成本结构。同时，最佳方案的选择还必须考虑炼钢的生产成本。
2、潜在的污染源
直接还原是将氧化铁转化为金属铁和碳化铁。与此同时，生产中使用还原剂／渗碳剂，如天然气、煤、燃油以及焦炉煤气等，必然会产生一些废物和副产品。
直接还原厂潜在的污染源来自不同的区域，对这些区域必须进行认真的监控。近年来，为了遵守严格的环保法规，许多公司在选择工艺时都将减少排放物作为重要标准。直接还原厂的污染物主要是粉尘、SOx、NOx和废水中的悬浮颗粒。
(1)粉尘的来源是铁矿石的处理及运输、直接还原铁、固体还原剂和灰。后两者只是还原气体的替代源，不同于天然气。HYL厂的材料处理有两套系统：铁矿石处理系统和产品处理系统，包括料仓、筛分装置、涂覆装置、输送机和转运站。为了减少对空气的污染，在产生粉尘的地方要安装合适的除尘器，尤其是在转运站和筛分装置上。
(2)还原气体发生器的燃烧系统、气体加热器和回转窑产生的烟气中会有的污染物是SOx和NOx。对作为工艺气体(还原气体)和燃气的气流进行脱碳，控制燃烧，就可以降低SOx和NOx的排放量。采用HYL工艺可选用二氧化碳吸收装置去除SOx，采用符合最严格的标准的低NOx式燃烧器可控制NOx。
(3)废水中的悬浮颗料主要是氧化铁和直接还原铁颗粒，这些颗粒可经烘干、浓缩后销售或重新用作还原装置的原料。
3、环境影响
HYL厂的排放物符合最严格的环保法规，在很大程度上可归因于该工艺本身的设计。其他工艺需要热回收设备，会导致NOx排放量的增加。由于工艺结构和热回收系统的设计合理，因此，HYL工艺是高效的。
HYL厂的重整器的燃气无需充分的预热，加热器也无需高温，从而消除了高NOx的产生。而其他的直接还原法则会面临要么降低热效率，要么安装昂贵的脱NOx装置的选择。HYL厂对环境的影响包括固体废物、排放物、废水和噪声，有关数据业已通过一些国家新实施的严格的标准，诸如美国、沙特阿拉伯、马来西亚和其他已实行最新环境标准的国家。
希尔公司和达涅利公司共同参与了美国明尼苏达钢铁工业公司的项目，将兴建一座年产能为170万t的HYL厂，采用Hytemp系统为达涅利电炉装料。鉴于当地的生态系统，新建厂所在地区的环境法规是最严格的。
另一座年产能为160万t的工厂正在阿联酋阿布扎比的GHC公司兴建，这里的环境控制也是最严格的。
主要的噪声源是压缩机、工艺气体加热燃烧器以及在减压阶段反应器的装料和出料系统的料仓。压缩机可建在一座建筑物内以降低噪声。
4、去除二氧化碳
二氧化碳的去除是广泛用于化工厂和石油化工厂的分离工艺，常用碳酸盐溶液或用MDEA为吸收溶液进行处理，HYL厂也能采用这种方法。除二氧化碳以外，这些方法还能从还原气流中脱硫。
硫来自铁矿石，在反应器还原区转化为硫化氢，并在还原冷却／洗涤装置内被部分去除，但在去除二氧化碳的装置中仍存在大量的硫化氢。采用HYL工艺生产的直接还原铁的硫含量极低。
去除二氧化碳的工艺会有废物排放，采用胺的工艺所产生的废气主要是二氧化碳和含量为60～400ppmV的硫化氢。
二氧化碳可以回收并用于其他用途，因此，不必排入大气，对环境的影响逐步降低。墨西哥TerniumHylsa厂回收二氧化碳的途径包括二氧化碳的集气和清洁，然后卖给用户，诸如饮料行业。因此，既去除了生产中产生的二氧化碳，又为直接还原厂提高了收益。
5、HYLHYTEMP热装
钢铁联合型短流程钢厂增加了绿色的因素，即Hytemp系统。该系统于1998年投入运行，从反应器卸料区采用气动传送将热直接还原铁运至电炉车间，这是一个完全封闭的系统，既经济又环保。
采用Hytemp工艺，就能维持完全的直接还原过程———从铁矿石进入还原塔的顶部起，就不会再见日光，直到转化为铁水。就生态学而言，钢铁厂将直接还原铁的热能直接送入电炉，大大地减少了炼钢的电耗。加入碳含量高(3％～4％)的直接还原铁，可使炼钢的电耗平均降低40kWh／t钢，同时降低了碳的需求量和电极的消耗量。
就环境而言，封闭的系统消除了直接还原铁粉尘的排放，并将其连同球团或块状直接还原铁送入电炉，从而提高了总产量。采用连续冶炼工艺，电炉炉顶不再是开放式的，节约了热能，提高了产量，并避免了在装料或吹扫时的粉矿损耗。
Hytemp系统可将还原粉矿从直接反应器送入电炉，厂内有排烟设备，炼钢车间有集尘系统。
集尘室、布袋收尘室处于监控之中，每两个月对粉尘进行称重检测一次。检测结果表明，粉尘收集点的粉尘量与直接还原铁的装料及用量之间并无明显的关系，证明炉子废气中的铁损并非源于Hytemp系统。
当前，无论何种工业技术，都要求在实现高生产率的同时，又能保护环境，采用替代燃料和还原剂、更有效的工艺设计和新技术，是对钢铁工业的严格要求。在此方面，HYL工艺已处于前沿。
熔融还原炼铁技术分析评估 人们用“有无预还原”将熔融还原分为“一步法”熔融还原和“二步法”熔融还原。“一步法”熔融还原只有熔态还原，矿石预还原率接近0，是真正意义上的熔融还原炼铁法，如HIsmelt、Romelt、Ausmelt等低预还原率工艺均属于此；而“二步法”熔融还原，即预还原加终还原，如COREX、FINEX工艺等，严格讲“二步法”应该称为还原熔融炼铁法。 COREX工艺 COREX工艺演化了高炉炼铁技术，将高炉从概念的软熔带部分分为两部分。一部分利用成熟的高炉长寿炉缸技术（包括焦炭床和碳砖结合冷却壁技术）构造成了造气煤炭流化床即熔融气化炉；而另一部分借鉴了成熟的大型MIDREX气基还原技术，构造成了预还原竖炉，使用块煤和块厂炼铁，成功地实现了工业化生产。 COREX的基本工艺流程为：块矿、烧结矿、球团矿或这些原料的块状混合物，通过封闭漏斗系统装入到预还原竖炉中，在原料下行的过程中，被逆向流动的还原气体还原成金属化率约80%～90%的直接还原铁（DRI）。螺旋卸料器将DRI从预还原竖炉中传送到熔融气化炉中，进行终还原和熔化。熔融气化炉产生的煤气由于含有煤粉、灰尘和铁尘、CO 和H2等，且温度高于1100℃，不能直接进入预还原竖炉，必须在旋风除尘器中净化，混入冷煤气降温，调整到最佳工作范围800～850℃后作为还原气从下部送入竖式预还原炉。 COREX演化了高炉炼铁技术，取得了商业成功，但同时也继承了高炉炼铁的一些缺点： 1. COREX是典型的炉床法炼铁工艺，与高炉相比，COREX更多地依靠间接还原，间接还原度越高，工艺进行得越容易，难以摆脱料柱透气性问题的困扰。 2. 为保证竖式预还原炉料柱的透性必须使用块矿、烧结矿、球团矿或这些原料的块状混合物，因此必须配有造块设备。对入炉块状原料的理化性能有很高的要求，从而提高了原料成本。 3. COREX的实践证明，要依靠焦炭床来保护炉缸，稳定生产，就无法摆脱对焦炭的依赖（焦比＞10%～20%），尤其是大型化后，焦比会超过200kg/THM。 4. 从熔融气化炉抽出的高温煤气经净化后，从＞1100℃降至800～850℃，温度损失了250℃左右，热效率比不上高炉。 5. 虽然使用了全氧冶炼，但按炉缸面积计算的生产率仅为高炉的0.7～0.9。 6. 竖炉预还原炉料的金属化率波动大。 7. 操作影响因素多，在炉体中部的高温区使用了排料布料活动部件，使设备维修成本及热损失增加，个别设备还不够成熟，利用率不高。 8. 在高炉冶炼条件下，采用富氧喷吹有一定的限度，传统高炉更不能采用全氧冶炼。COREX工艺虽然采用全氧冶炼，但其生产率并不高，根本原因在于，虽然全氧熔炼速率很快，但受到上部竖炉铁矿还原速率的
炼铁的发展 由于人类对铁的需要量不断增加，人们把视线投向了地球本身，希望能在地球中找到所需要的铁，而不再是坐等“天外来客”的馈赠。为此人们作了不懈的努力。当人们学会了从矿石中提炼出铁以后，青铜时代就让位于铁器时代。在人类历史上，起过革命作用的原材料中铁应该居首位，无论在世界的哪个地区，冶铁技术的发明都是划时代的重大事件。 据研究，铁的大量出现是在公元前八世纪。在霍萨巴德的王宫贡物中（公元前720－705年）就发现了160吨铁，其中多是铁棒。公元前800年，欧洲转入早期铁器时期。炼铁知识传到不列颠，大约是在公元前500年。与此同时，约公元前400年，已由伊朗自东传到印度，也可能传到中国。欧洲早期铁器时代带触角木剑柄的剑与中国商周青铜剑之间就有很大的相似性。 制铁技术分为两部分：即冶炼和热锻。可能首先掌握并用于陨铁。 纯铁的熔点为1540℃。这个温度在公元19世纪前是不可能达到的。因此早期生产的锻铁都是固态铁。用木炭火在约1200℃的温度下，把铁矿石还原成基本上是纯的固态铁。还原出来的铁呈团块状，称为“坯铁”。这是一种固态铁、渣和未烧完木炭屑的混合物。有时要把这种坏铁破碎，靠敲击使小铁块相互分开。这种小铁块可以与其它部分区别开来。因为它们是可锻的，在敲击下变平。然后把它们放在锻炉加热，经过热锻，小铁块就能被锻接成大块。 早期的冶铁技术，大多采用“固体还原法”，即冶铁时，将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中，点火焙烧，在650￣1000℃温度下，利用炭的不完全燃烧，产生一氧化碳，遂使铁矿石中的氧化铁被还原成铁。但是由于炭火温度不够高，致使被还原出的铁只能沉到炉底而不能保持熔化状态流出。人们只好待把铁炼成，炼炉冷却后，再设法将铁取出。这种铁块表面因夹杂渣滓而显粗糙，有的还不如青铜坚韧。后人们发现，炼出的铁反复加热，压延锤打，才能柔韧不脆。人们还发现再将红热的锻铁猛淬入冷水会变成坚韧的好铁，这种铁比青铜好。 最原始的炼铁炉是碗式炉。它只不过是在地上或岩石上挖出一个坑，风可以从鼓风器通过风嘴直接鼓入，碎矿石和木炭混装或分层装在烧红的炭火上，最高温度至少应达1150℃。这种炼炉没有出渣口，炉渣向下流到底部结成渣饼或渣底，有时则结成圆球，即渣球或渣粒。坯铁留在渣上面，在冶炼过程结束后，打
目录 1.概述 (1) 2.国际熔融还原技术发展 (3) 2.1.工业化的COREX工艺 (5) 2.2.进入示范性工厂试验的Hismelt技术 (7) 2.3.FINEX技术 (8) 2.4.第三代炼铁法--ITmk3 (9) 3.国内熔融还原（非高炉炼铁）技术发展现状 (11) 3.1.概述 (11) 3.2.2T/h的半工业联动热态试验装置-COSRI (11) 3.3.宝钢Corex 3000 (14) 3.4.20万吨纯氧非高炉炼铁工业试验装置 (14) 3.5.8m3一步法熔融还原试验装置 (18) 3.6.基于氢冶金的熔融还原炼铁新工艺 (20) 3.6.1.万吨级两级循环流化床示范装置-营口中板厂 (21) 3.6.2.宝钢万吨级两级冷态循环流化床装置建设 (24) 3.7.直接还原在国内的发展 (24) 3.8.几种非高炉炼铁的综合分析 (26) 4.炼铁技术的发展方向 (28) 4.1.欧盟——ULCOS超低CO2排放钢铁技术研究 (28) 4.2.日本——COURSE50技术研究 (30) 4.3.中国——新一代可循环钢铁流程工艺技术技 (30) 5.具有自主知识产权的熔融还原炼铁技术发展建议 (31) 5.1.建立长期开发组织机构与募集资金 (31) 5.2.加强合作、充分利用现有成果深入研究 (31) 5.3.新一代具有自主知识产权的熔融还原流程建议 (32)
熔融还原炼铁技术综述 全强 1.概述 改革开放30年来，中国钢铁冶炼技术取得了巨大的进步。在炼铁领域，技术进步的主要表现是装备的大型化、操作的自动化信息化、生产的高效与清洁化，高风温技术、富氧技术、喷煤技术、煤气干式除尘技术、煤气余压发电、煤气燃气技术、高炉长寿技术、与高炉废弃物的综合利用等方面的应用取得明显的进步。 据2010年的统计，国内炼铁产量已超过5.9亿吨，约占世界产量的40%。其中大于1000m3以上高炉的产量约为60%，也就是说，按照国家产业政策的要求，有40%的产能需要进行技术改造。 近几年，以沙钢5800m3高炉、曹妃甸5500m3为代表的特大高炉的建设提高了我国炼铁的技术装备水平，但是我国的炼铁业发展还很不平衡，整体产业技术仍然很落后，中国的炼铁只是产量大国，但决不是技术大国，与发达国家还存在较大差距。 中国的钢铁工业发展的道路是一条引进、模仿、消化、吸收的发展道路，我国目前高炉技术装备的平均水平与国外先进高炉相比还有一定差距，节能减排压力巨大；对炼铁前沿技术的投入和核心装备的自主创新能力不足，技术发展尚处于追随阶段，直到我们成为世界第一产钢大国，仍然没有自己的技术优势。 目前我国虽然掌握了各种级别高炉设计、制造及操作技术，但对大型高炉关键设备还需要引进。在炼铁领域，我国的创新多是局部的二次创新或是应用创新，原始创新很少。 特别是在非高炉炼铁方面，我们还没有属于自己的成熟技术。宝钢集团引进了两套Corex C3000 技术，并成功投产。可是这次引进到目前还没有起到促进国内熔融还原发展的作用，且引来了很多人的疑问，认为熔融还原不适合中国，原因是对该技术的掌握和物流体系等造成成本高于高炉成本。 我国优质焦煤资源短缺、环境污染等问题将会成为我国高炉炼铁工艺发展的主要瓶颈。环境效益、经济效益和社会效益是韩国钢铁工业持续发展必须满足的三大效益。可持续发展意味着企业在经济上的收益、环境上的健全以及社会上的责任，这三项都是重要的。国内钢铁企业污染严重，若钢铁企业如不改变这种现状．就不可能可持续发展。 作为一个钢铁大国，我国应该在熔融还原工艺方面有长远的发展规划和相应的投入，但实际情况并不是这样，目前国内只有宝钢有实际性的动作。 我国的钢铁总量、资源特点和环境压力使熔融还原工艺有着非常广阔的应用前景。由于国家产业政策明确鼓励熔融还原项目，十一五期间国内很多企业规划中的炼铁项目都搭上了熔融还原，但是由于熔融技术在国内发展还不成熟，所以，国内很多企业还处在观望阶段，甚至很多企业冒着违法、违规的风险，将批准的熔融项目改成了高炉项目。 国内由于产业政策缺乏与之配套措施与法律法规，因此，企业追求的是利润第一，而对环保、对资源短缺以及节能减排的目标仍然没有提到日程上来。 目前我国大中钢铁企业中，只有少数几家有技术研发能力。据统计，我国用于研发的投入不足销售收入的0.5%，而韩国为1.75%，日本为1.25-2%。在这样少的投入情况
钢铁生产新技术 摘要：无论是长流程钢厂还是短流程钢厂，其消耗大量原燃辅料生产出钢铁产品的特点，决定了其必须把节能减排作为实现“绿色钢铁”和可持续发展的重要内容。钢铁工业做好节能减排工作，除了要拥有先进的管理理念，不断采用节能减排新技术设备、优化现有工艺设备也是重要的方面。钢铁生产流程复杂，生产工序比较多，包括烧结、焦化、炼铁、炼钢、连铸、热轧和冷轧等，只有做好每个工序的节能减排工作以及工序之间的科学衔接，才能真正实现钢铁生产的节能减排。 关键词：钢铁，生产流程，节能减排，科学衔接 正文：从广义的角度来看，炼铁生产分为三个工序：烧结、焦化和炼铁。在钢铁企业中，炼铁系统的能耗约占70%左右，单是高炉就占了总能耗的50%左右。另外，烧结、焦化系统生产过程中产生的排放物对环境也会造成较大的影响。因此，做好炼铁生产的节能减排工作，对降低吨铁成本、提高钢铁企业的竞争力、建设节约型企业、改善环境均具有非常重要的意义。 1、烧结工序 对于烧结过程来说，除尘和废气处理是比较重要的两个方面。其中，废气处理是目前钢铁行业面临的一个重大课题。除一氧化碳、二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物这类典型的燃烧产物外，烧结过程中还会产生二口恶英、呋喃等产物，其回收处理需要安装综合气体净化设备。近年来，有关方面不断进行工艺技术创新，谋求先进适用的解决方案，并取得一系列进展。 [1] MEROS工艺。MEROS（Maximized Emission Reduction of Sintering）通过一系列处理工艺，能将烧结废气中的粉尘、酸性气体、有害金属元素和有机复合物等脱除到令企业满意的水平。MEROS工艺由下述工序组成：吸收剂喷入烧结废气流当中，在调节反应器内进行废气调节，在布袋除尘器内进行废气除尘，粉尘循环返回废气流中，用增压风机从MEROS系统中抽取烧结废气。2005年～2006年，经过在建成的示范工厂进行的大量试验，验证了MEROS工艺在技术和经济上的可行性。随着工业规模的MEROS装置的运行，工厂的排放不仅可以满足今天的环保标准，而且还可以满足将来的环保标准。 eposint系统。在eposint工艺中，从选定风箱中抽出烟气用于再循环。该工艺可以灵活应对各种不同运行工况，并可极大地减少从烟囱外排废气中的粉尘和污染物单位排放量。 EOS系统。EOS是一种回收利用烧结工序废气的优化排放的烧结技术系统，在有关钢厂应用后表明，可明显减少废气排放量。 [2] 此外，日本有关钢厂还开发成功高温还原性能好的低二氧化硅、低氧化镁和低氧化铝的烧结矿技术，保证了高炉的顺行和节能。同时，利用环形炉对高炉不便利用的含锌高的粒尘，在脱锌处理的同时制成直接还原球团矿，加入高炉后比烧结矿的节焦效果更好。 2、焦化工序 对于焦化工序来说，近年来比较成熟的先进技术有： 干熄焦。干熄焦是干法熄灭炽热焦炭的简称，英文缩写为CDQ。干法就是不用水熄红焦，其原理是用冷惰性气体在专有的容器内与炽热的红焦进行热交换。焦炭冷却后，循环的惰性气体将焦炭热量带出并进行回收，对钢铁企业有较大的节能和环保效益。 煤干燥和预成型技术。该技术可以实现节能和扩大廉价非黏结煤的利用。 SCOPE21焦炉。该新型焦炉是为了提高焦炉生产效率而开发的新一代焦炉设备，该焦炉设备可以大幅缩短生产时间，生产效率较一般焦炉提高2.4倍，能源消耗降低20%。[3] 3、高炉炼铁 对于高炉生产而言，近年来有以下几个趋势值得关注： 大型化、高效化。这是近年来以及未来高炉设备的主要发展趋势。目前，世界上5000
邯钢1000m3高炉提高喷煤比的探索 刘伟，樊泽安，王飞，徐俊杰 (河北钢铁集团邯郸钢铁公司炼铁部，河北邯郸056015) 摘要：邯钢4#高炉（有效容积1000m3）经过不断探索，加强原燃料管理、高炉的操作和维护，使喷煤比逐月提高、焦比和综合焦比不断下降。喷煤比由2008年的130.6 kg/t提高到2009年6月的163.1 kg/t，焦比由361kg/t下降到了305kg/t，综合焦比由524kg/t下降到了500kg/t,取得了良好的经济效益。 关键词：高炉；喷煤比；探索 引言 邯钢4#高炉有效容积917m3，2007年、2008年虽然炉况长期稳定顺行，但由于燃料变化比较大，有时甚至一天就变换数次焦炭，各项指标未达到最好水平，平均日产2600t上下，一级品率70％，焦比361kg/t，煤比130kg/t，焦丁比16kg/t风温1100℃，平均［Si］0.61％。进入2009年以来，4#高炉以“低耗高产”举措应对当前市场挑战，进一步探索好的经济技术指标成效显著，通过监督改善原燃料质量、适时调整煤气流分布、降低入炉焦比、提高富氧、增加喷煤、高风温协调互补、适当提高炉渣碱度等措施,基本实现了全捣固焦冶炼的长期稳定顺行，并实施了低硅冶炼，取得了很好的经济技术指标。2009年4月以来，平均日产达到2700t以上，利用系数达到3.0，一级品率93.45％，焦比降到305kg/t，煤（全无烟煤）比达到160kg/t以上，中焦比达到18kg/t，焦丁比达到16kg/t，风温达到1135℃，平均［Si］达到0.43％以下。通过优化高炉操作技术经过不断实践和探索,在喷吹全无烟煤的情况下煤比达到160kg/t以上实属难得(见表1)。 表1 4高炉生产指标 利用系/t. (m-2. d-1) 煤 比 /kg.t-1 入 炉焦比 /kg.d-1 焦 丁比 /kg.d-1 中 焦比 /kg.d-1 风 温/℃ R 2 [ Si]/% 20 08 2.88 6 1 30.6 361 14 20 1 107 1 .15 .61 20 09.4 3.0 1 51.7 327 16 18 1 132 1 .13 .44 20 3.001308 17 18 110
炼铁高炉冶金技术的应用与发展 改革开放以来，随着我国经济社会的高速发展，我国的冶金技术取得了巨大的进步，使得冶金炼铁效率得到了极大的提高，钢铁的生产质量也有了质的飞跃，有效的支撑了我国社会主义事业的发展，满足了经济社会发展的需要。 标签：炼铁高炉；冶金技术；应用；发展 前言 近年来，我国炼铁行业在经济快速发展的带动下，各方面都取得不错的进步，冶金技术在炼铁高炉中的普遍应用，更是明显的提高了经济效益，不仅促进了炼铁的发展，还促进了炼铁技术向节能环保方面的发展，在一定程度上提高了企业的竞争力，适应了经济市场的环境变化。因此，对炼铁高炉中的冶金技术有必要进行总结和进一步研究。 1 冶金技术及我国高炉炼铁的发展概况 从上世纪70年代末，我国全面引进先进的钢铁生产装备和技术开始，到现在发展了30多年，其技术日臻完善，提高了钢铁生产的效率。进入新世纪以来我国高炉炼铁利用系数呈现先升后降的趋势，显示出我国钢材业由供不应求逐渐转向供大于需的局面。并且根据有关数据显示，随着市场竞争和环保的需求，我国高炉炼铁的燃料也出现喷煤比高，焦比和燃料比降低的态势。而一些先进的高炉炼铁的燃料比已经低于490.00kg/t，焦比将近300kg/t，而高炉煤比则控制在一定的范围内，说明随着先进的冶金技术大规模的应用于高炉炼铁，我国高炉炼铁技术已经有了一个质的提升。 冶金技术主要是指从铁矿石等矿物中提取金属及其金属化合物，然后使用科学的加工方法将提取出的金属或其化合物制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。通常，常见的现代冶金技术主要有三种，即湿法冶金技术、电冶金技术和火法冶金技术。 首先，湿法冶金技术是指在溶液里进行冶金的过程，其温度一般要求不高。湿法冶金技术的步骤主要有：第一，浸出，是指使用能与矿石中金属反应的溶液，对矿石进行浸泡反应，金属通常以离子的形式呈现在溶液中，然后提取分离出来的金属。需要注意的是，在对比较复杂的矿石提取时，需要对矿石进行预处理，使金属成为混合物后在进行浸出提取。第二，净化，该过程主要对分离出来的含有金属的溶液进行处理，去除杂质的过程。第三，制备金属，对不含杂质的溶液进行电离、氧化还原反应等方法提取出所需要金属的过程。 其次，电冶金技术是指利用电能将所需金属提取出来的一种方法。电冶金技术可以分为电热和电化冶金两种，电热冶金主要是指将电能转化为热能来提取金属的过程，而电化冶金技术是指将溶液或熔体中的金属通过电化学反应进行提
北欧国家高炉炼铁技术发展趋势 1 技术发展 芬兰鲁基(Ruukki)公司的1号高炉于2010年大修，2号高炉将于2011年大修。另外，2011年烧结厂关闭后，这两座高炉将全部使用球团矿冶炼。 在钢铁联合企业，高炉炼铁是能耗最高的环节。为了保持竞争力，必须减少高炉能耗和还原剂的使用。例如，鲁基和瑞典欧维克(Ovako)公司开发了喷吹重油技术来降低焦比，而瑞典SSAB公司乌克瑟勒松德(Oxelosund)厂采用了氧煤喷枪。同时，由于使用了高品位的铁矿石，北欧高炉普遍实现了低渣量冶炼。 2 氧煤喷枪 喷吹燃料代替部分焦炭，可以大幅度提高高炉利用系数和能源效率。喷吹燃料的高效燃烧是根本性的，是高喷吹量的主要问题。为了改善煤的燃烧，瑞典国家冶金研究院于20世纪90年代初开发了氧煤喷枪。通过单风口喷吹试验，SSAB公司乌克瑟勒松德厂4号高炉全部更换为氧煤喷枪。氧煤枪是内管走煤粉、外管通旋流氧气的同轴套管式直管，氧气对枪管同时起冷却作用。单风口大量喷煤试验表明燃烧十分稳定。乌克瑟勒松德4号高炉换成氧煤枪后，喷煤量由35kg／t增加到喷煤系统最大能力135kg／t。SSAB报告显示，在没有炉顶加压和没有无料钟布料条件下，高炉操作稳定，燃料比(煤+焦)较低，约为465kg／t。另外，由于减少了炉尘量，电除尘效果得到改善，高炉透气性提高。 试验高炉 1997年瑞典矿业公司(LKAB)投资500万欧元，在位于吕勒奥市的瑞典国家冶金研究院建造了试验高炉，这也是北欧研发投入最大的项目。该试验高炉工作容积为9立方米，日产铁水35吨。虽然当时建造试验高炉的目的只是为了LKAB公司内部球团的研究开发，但经过5个炉役的试验，其潜能就得到了发挥。LKAB公司和客户以及其他厂商(包括北欧和欧盟国家)在此做了大量研发项目的试验，包括矿石、焦炭、新型无料钟炉顶、高喷油和富氧、杂料喷吹、测量技术等，至今共进行了25个炉役的试验，每次试验平均运行8个星期。 风口喷吹造渣剂 风口喷吹碱性造渣剂是很有意义的技术开发，工作人员对喷吹高炉炉尘和转炉渣进行了实验室研究和半工业试验。 工作人员在试验高炉和SSAB公司吕勒奥3号高炉上进行了高炉炉尘喷吹试验，主要目的是为了循环利用和回收炉尘中的碳等能源。尽管存在管道磨损问题，但试验表明了该技术的可行性和有效性。喷吹转炉渣时，沿高炉高度方向，从炉腹到风口，炉渣的化学性能得到改善，特别是在使用高铁球团的低渣量冶炼时更是如此。通过风口喷吹造渣剂可以消除极端炉渣成分不合理而对高炉操作产生的影响。煤粉中的酸性灰分在回旋区外围形成不透液的凝固层，阻碍风口高度的煤气流分布。 同样，在使用高铁球团时加入石灰石和其他碱性熔剂，由于炉渣碱度特别高，炉腹渣的黏度和熔点会升高，也影响气流分布。通过喷吹转炉渣和其他碱性物料，可调节高炉炉渣成分，消除风口酸性渣和炉腹碱性渣的极端状况。 在LKAB试验高炉上成功进行了转炉渣喷吹试验，吨铁喷吹量为36．9kg，取得了渣比从136kg／t降低到101kg／t、焦比下降11kg／t的良好效果。同时，铁水硅含量降低了28％，并保持稳定。此外，排碱量和铁水硫含量并未受到明显影响。研究表明，与单独喷煤相比，煤粉和转炉渣混合喷吹会使回旋区疏松、深度变长。影响大规模试验的因素是须将大量转炉渣磨细。 2 含铁原料有效利用 目前北欧国家炼铁所用的铁矿石绝大部分来自瑞典LKAB公司位于拉普兰地区(Lapland)的高品位磁铁矿，该矿区的大规模开采始于20世纪初期，球团矿生产始于1955
钢铁冶炼技术的发展 我国古代冶铁术发展得很早。中国和埃及、巴比伦、印度都是最先进入铁时代的国家。中国最早在什么年代开始会炼铁尚无定论，但从考古发现知道，早在3300年前，人们就有意识地使用铁了。1972年，河北出土一把商代的铜钺，铜钺上有铁刃，已经全部锈成氧化铁。其年代在公元前14世纪前后，属殷墟文化早期。这说明当时的人们认识到了铁的部分功能，并且能够进行锻造加工。还有一些考古发现的那个年代的铁刃铜兵器。这些发现都表明，最迟在商朝中叶，我国人民已经掌握了铁的锻造工艺。从考古发掘的结果来看，我国最早人工冶炼的铁器约出现于公元前6世纪，即春秋末期。出土铁器中农具和手工业工具占绝大部分；铁器的质地既有锻成的块炼铁，也有铸造的生铁。人类冶炼铁矿石制作铁器，推测是在公元前1500～2000年间。这个时期的炼铁方法，是把铁矿石放在简单的火坑里，加上木炭燃烧加热升温，得到的温度在铁的液化点之下，产品铁块中含有渣，再把铁块中的渣用锻打的方式挤出，锻成块炼铁。这种由铁矿石直接得到产品的方法实际上就是直接炼铁法。为了得到液态的铁水，需要提高炉子的温度，想提高炉温就需要增大炉子高度，从而产生了现代高炉的雏形。炉子高了，炉内的料层对空气流通的阻力增大，因此必须强制向炉内鼓风，从而发展出了各种各样的鼓风方式。到了15世纪（意大利文艺复兴时代），强制送风的高炉（熔矿炉）在莱茵河上游出现。用这种方法得到了熔融状态的铁水。由于这种方法使用大量的木炭作为还原剂及燃料，造成了森林的枯竭，为此1709年前后英国人A.Darby开发出了用煤制造的焦碳代替木炭的高炉，这种还原方法一直持续至今。另外，继续增大鼓风效率，使得原始炼铁炉的高度继续增加，渐渐演变成为现代的高炉。现代的巨型高炉和最早形成的高炉相比，规模、生产率和装备条件上有天壤之别，但冶炼原理仍然基本相同。为了使铁能够锻造，需要把生铁中所含的碳去掉一部分或大部分，于是出现了当时的炼钢法—炒钢法。我国东汉时期就有了炒钢的文字记载，地下发掘出的实物也证明，至迟在东汉时炒钢就出现了。生铁中的碳被氧化后熔点升高，而温度升高炉内金属逐渐成为半熔的状态，取出锻打成坯，挤出其中的渣子。含有一些碳的就是钢，碳非常低的就是熟铁。由于很难控制金属中的碳，大多一直炒到底成为熟铁，炒钢法也称为炒熟铁法。炒钢法的出现标志着钢铁冶炼技术进入了一个新阶段—“二步法”诞生，也就是铁矿石在高炉中用焦炭还原并且渗碳成为生铁，生铁经过氧化脱碳成为熟铁或钢。欧洲产业革命迎来了钢的大生产时代，发明了几种钢的熔融精炼法。1856年发明酸性底吹转炉法（贝塞麦法）、1879年发明碱性底吹转炉法（托马斯法）、1856年发明平炉法（西门子-马丁法）、1899年发明电炉法（埃鲁法）；从此进入了以铁水作为原料高效精炼钢水的大生产时代。
熔融还原炼铁技术 摘要随着社会经济的发展，高炉炼铁资源短缺与环境负荷日益加重的局面已经充分显现，开发新技术逐步取代传统技术将迫在眉睫，这其中以熔融还原炼铁技术为主要开发对象。国际钢铁界始终没有停止对熔融还原炼铁技术开发的脚步，本文对现有HIsmelt、COREX和FINEX熔融还原工艺及设备进行了分析研究和综合评价，指出了开发新熔融还原技术的原则，介绍了克服高炉炼铁及COREX、HIsmelt熔融还原法存在的缺点的LSM炼铁工艺。我们应针对目前存在的问题，开发新的熔融还原炼铁技术。 关键词熔融还原；COREX；FINEX；HIsmelt；LSM SMELTING REDUCTION IRONMAKING TECHNOLOGY ABSTRACT With the economic society developing, it fully shows that the resources shortage and environment of blast furnace ironmaking load have aggravated day by day. It is very urgent to exploit new technology to replace the traditional. The smelting reduction ironmaking technology is one of the main research fields. International Iron and Steel sector has not stopped for smelting reduction ironmaking technology development pace. The development for the smelting reduction ironmaking technology was never stopped in the world. This thesis just generates under this background.This paper analyzes and makes comprehensive evaluation of the existing HIsmelt, COREX and FINEX reduction process and equipment, points out that the principle of developing new smelting reduction technology, introduces LSM ironmaking process ,which overcomes existing shortcomings of blast furnace ironmaking and COREX, HIsmelt smelting reduction method.We should be aiming at the existing problems, develop new smelting reduction ironmaking technology. KEY WORDS smelting reduction,COREX,FINEX,HIsmelt,LSM 1. 前言 高炉炼铁方法从使用焦炭算起已有三百多年的历史，第二次世界大战后的50年来，钢铁冶金技术获得了重大发展。如今大型高炉的容积已超过4000m3，而且机械化、自动化日臻完善。自20世纪60 年代后期，炼焦煤特别是低硫焦煤日益短缺，加上环境要求不断提高、基建投资费用巨大，致使在发达国家年产百万吨以下而采用传统高炉流程的钢铁企业在经济上常处于困境。特别是二十世纪90 年代以来，可持续发展对环境提出越来越高的要求，钢铁市场竞争愈演愈烈，各国不断强化新工艺的研究，非高炉炼铁技术研发空前活跃，新的煤基熔融
直接还原炼铁技术的最新发展 作者: 胡俊鸽,吴美庆,毛艳丽, 钢铁研究 摘要撰写人TsingHua 出版日期：2006年4月30日 直接还原铁可以作为电炉、高炉和转炉的炉料。DRI代替优质废钢更适合于生产对氮和有害元素有严格要求的钢种,如用于石油套管、钢丝绳、电缆线等的钢种。近年,由于钢铁市场升温,废钢资源呈现世界性紧缺。2003年,我国钢铁企业生产回收的废钢铁和非生产回收废钢铁合计为1502万t;而全年炼钢消耗废钢与辅助炼钢消耗废钢之和为4 750万t。显然,国内的废钢缺口很大。未来几年,随着国际市场废钢资源的短缺,世界对废钢的需求量将不断增长。当今,在废钢资源全球性紧缺、国际市场价格频频上扬的情况下,对于我国来说,寻找废钢替代品已迫在眉捷。直接还原铁和热压块铁是最好的废钢替代品。1直接还原炼铁技术发展状况2003年世界直接还原铁总量为4900万t。比2002年增加了10%,不同工艺所生产直接还原铁所占份额如下:Midrex 为64.6%,HyLⅢ为18.4%,HyLⅠ为1.3%,Finmet为5.2%,其他气基为0.4%,煤基为10.2%。直接还原工艺根据还原剂不同可分为气基和煤基。气基直接还原工艺中,竖炉Midrex、Arex(Midrex改进型)和HyLⅢ工艺、反应罐法Hy LⅠ、流化床法Fior和Finmet工艺,都已获得了工业应用,流化床法Fior、Cir cored和碳化铁法在工业上应用不久就停产了。煤基直接还原法中,获得工业应用的有回转窑法和转底炉法(Inmet-co、Fastmet、Sidcomet、DRylron),新开发的多层转底炉Primus工艺已于2003年2月投产。 1.1气基直接还原工艺气基还原工艺可分为使用球团矿或者块矿的工艺和使用铁矿粉的工艺。各种气基直接还原铁工艺发展状况如表1所示。表1各种气基直接还原铁工艺发展状况工艺装备工艺特点所用原料目前状况研究发展F ior(委内瑞拉)4个流化床反应器生产能耗高于竖炉Midrex和HyLⅢ铁矿粉Side tur厂于1976年投产,1985年开始,年产量达到35万t~41万t。由于市场原因于2000年停产。由委内瑞拉和奥钢联进一步发展成FinmetFinmet(奥钢联和委内瑞拉)4个流化床反应器铁矿靠重力从较高反应器流向较低反应器直接使用矿粉,是Fior 的进一步改进,比Fior能耗低、人员需求少。与Fior相比,其还原气体中H2含量少,CO没被氧化去。在Finmet工艺中,矿粉在流化床第一段被还原过程产生的热气体预热,其较高的CO含量可以提高热平衡,并使HBI的w(C)达3%。铁矿
浅谈我国炼铁技术现状 摘要：随着重工业的不断发展，各种大型的设备也不断的投入了各种生产之中，高炉便是其中一种。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：我国炼铁；技术现状 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。 1、重点钢铁企业高炉焦比不断下降 焦炭粉末多会造成高炉炉料透气性变差，压差升高，风量减少，不允许多喷吹煤粉；同时，粉末增多，也容易被高炉煤气带出炉外，造成高炉除尘灰中含碳量增加，也就造成焦炭的高炉利用率的下降，焦比升高；焦炭易粉化，会造成炉缸内焦炭粒度变小，甚至会有较多的焦末，这会造成炉缸不活跃，直接使高炉鼓的风吹不透炉缸中心，还会使炉缸中心容易堆积；一些中小高炉有过使用m10指标差的焦炭，曾出现高炉休风后，不易恢复风量，延长炉况处理时间的案例。也曾出现过某座小高炉全使用土焦炼铁，休风后，就吹
不进风的现象。就是因为焦炭粉化后，炉缸内焦炭之间没有多少空隙。 ２、重点钢铁企业喷煤比得到提高 提高高炉喷煤比是炼铁系统结构优化的中心环节，是世界炼铁技术发展的主流。高炉喷吹煤粉是节约焦炭、降低炼铁成本的重要措施之一，同时可以改善钢铁工业能源结构，缓解我国主焦煤资源短缺的矛盾。多喷煤，少用焦炭，就可以少建焦炉，从而降低炼铁系统的建设投资和生产运行费用，并减少焦炉生产过程中对环境的污染，还可大大提高钢铁企业的劳动生产率和市场竞争力。 ３、重点钢铁企业热风温度不断提高 重点钢铁企业高炉热风温度是连年提高，且增幅较大，有力地促进炼铁焦比的不断降低。热风温度在950~1050℃区间时，升高100℃，可降低炼铁焦比约15kg/t；风温在1050~1150℃区间时，升高100℃，可降低炼铁焦比约10kg/t。高风温是降低焦比的有效手段。 热风温度提供的热量是由用45%高炉煤气燃烧换来的，且钢铁企业内拥有大量的高炉煤气。所以说热风是个炼铁廉价的能源，要得到充分利用。高炉炼铁所需要的热量有78%是由碳素（焦炭和煤粉）燃烧提供，有19%是由热风来提供，约3%是由炉料化学热提供。我们炼铁工作者要珍惜高风温有降焦比的作用！ ４、中国加快了高炉大型化进程 据统计，中国现有高炉均为1400多座，大于1000 m3以上容积
世界金属导报/2017年/12月/5日/第F01版 我国钢铁工业主要技术发展方向 王国栋 编者按:本报今年11月21日第44期刊登了对中国工程院院士王国栋的专访。王院士在访谈中就钢铁工业技术发展方向、存在的问题、解决问题的途径等进行了系统阐述。本文是对上文中提出的钢铁工业应当主要把握的技术发展方向的进一步深化,详细介绍了11个钢铁技术发展方向。 钢铁工业作为最主要的原材料工业,最根本任务就是以最低的资源能源消耗,以最低的环境生态负荷,以最高的效率和劳动生产率向社会提供足够数量且质量优良的高性能钢铁产品,满足社会发展、国家安全、人民生活的需求。要完成这样一个任务,我认为,钢铁工业应当把握以下几个主要技术发展方向: 1流程创新绿色发展 1.1钢铁生产全流程一体化控制 钢铁工业是典型的流程工业,最终产品质量的优劣,是由全流程的各个环节共同确定的。要想获得稳定、优良的材料质量,必须针对每一个工艺环节,进行全流程、一体化控制。控制要素包括温度(含冷却速度)、变形条件、成分、夹杂物(洁净度、种类)控制水平、排放、能源消耗等等; 1)减量化、低成本、低排放的钢铁材料与生产工艺设计 谈钢铁材料开发,离不开材料开发的四面体关系。材料的“成分、工艺、组织、性能”这四个要素构成的四面体关系告诉我们,材料的工艺和成分决定材料的组织与性能。过去通常的办法是:如果材料的性能达不到要求,可以增添某一种或某几种合金元素,或者采用后续的热处理工艺进行调整。这两种办法都是“增量化”的办法,或者消耗昂贵的合金元素,或者消耗能源与资源。 但是,材料设计的绿色化新理念要求我们做到“减量化、低成本、高性能”。在钢铁材料开发过程中,我们要把这个绿色化新理念全面融入四面体关系中。要做到:①资源节约型的成分设计,尽量减少合金元素含量,或使用廉价元素代替昂贵元素;②要采用节省资源和能源、减少排放、环境友好的减量化加工工艺方法;③从市场中发现新的组织和性能需求,逆向倒推,促进工艺技术创新和新型材料的创制;④量大面广产品的升级换代和高端产品的规模化生产,都要遵循绿色化理念。由此可见,关键工艺技术的创新与开发,在新材料的开发中占据了越来越重要的地位,材料和产品开发特别要注重关键共性工艺技术的创新。 我们现在使用的钢铁材料和它们的生产工艺,是过去几十年来不断开发出来的,由于开发当时技术水平和支撑条件的限制,在节省资源和能源方面以及减少排放和污染方面考虑不周,甚至未予考虑,急切需要改进、甚至颠覆的地方很多,技术创新、提升水平的空间很大。今天,环境、生态问题已经迫在眉睫,资源、能源问题更是刻不容缓,过去几十年发展起来的技术必须进行脱胎换骨的改造与提升;另一方面,技术进步和研究条件已经发生了翻天覆地的变化,为对这些产品及其生产过程进行改造甚至重造,提供了极好的支撑条件。我们已经有条件进行这样一场革命! 2)实行“精料方针”和“源头治理” 钢铁生产过程最重要的任务就是除去钢中的杂质,生产具有必要洁净度控制的和规定化学成分的钢铁产品。现有的冶炼过程虽然对作为原料的铁矿石和作为燃料的煤炭进行了粗略的处理,仍然有大量的有害元素残留于钢中,然后在后续的炼铁、炼钢、精炼过程中一点点除去。针对这种情况,行业里提出了“精料方针”,期望在入炉冶炼之前,尽量提高原料的洁净度。但是,碍于种种条件的限制,仍然是“泥沙俱下”,大量的有害元素进入到炉中,在随后的冶炼过程中,不得不建设大量的巨型设备,采用各种复杂的工艺,一点点地去除钢中的各种有害杂质,极大地增加了冶炼的负担和
**炼铁发展综述 摘要：**公司自2005年以来，推行稳本固基、苦练内功、转变思维、审时度势，随机应变等一系列管理理念，以提高高炉装备水平为保障，通过狠抓“精料”工作、积极探索炼铁新技术、开创性的发展炼铁新理论，以及计算机辅助管理，使炼铁生产获得了高水平发展，高炉主要技术经济指标显著改善。 关键词：炼铁管理理念技术进步精整炉料高炉装备高炉操作制度 The Development of Iron-making of**Steel Abstract: Since 2005, the implementation of ** Steel iron company is stabilization of the solid base, Obtain, change thinking,, deal with the situation and act according to circumstances and a series of management concepts in order to improve the level of equipment for the protection of blast furnace, by implementing the "concentrate materials " work , and actively explore new iron-making technology, pioneering the development of new iron-making theory, as well as computer-aided management, which makes it reach a high level development of iron production , main technical and economic indicators of blast furnace improve significantly. Key words:iron-making，management concepts，technological improvement，finishing furnace, blast furnace equipment ，blast furnace operating system 近几年，**炼铁的快速发展，引起了业界同行的关注，特别是08年金融危机来临后，**炼铁凭借其铁前低成本优势，使得**钢铁能率先走出困境，成为行业的少有赢利企业，短短几年里，高炉经济技术指标由同行垫底走向处于领先水
中国炼铁技术发展评述 王维兴 近年来，中国炼铁处于高速发展阶段。2007年全国生铁产量达到4.6944亿t，占世界总产量的49.74%，比上年度增长15.19%，其增幅低于钢产量的同期增幅。2007年，全国重点钢铁企业（指71家）产铁3.69亿t，比上年增长13.74%，其他企业产铁1.20亿t，增长19.60%。地方企业铁产量增速高于大中型钢铁企业。2008年前8月全国产铁3.2912亿t，比上年度增长6.50%，降低了发展势头。近2个月发展势头有较大的减缓，市场变得疲软：高炉炼铁技术经济指标出现全面下滑，这是近年来所没过有的，对钢铁企业节能减排产生较大的负面影响，各级领导应引起高度重视，及时采取有效措施，否则难以完成国家提出的节能减排任务。要认识到，炼铁系统的能耗占企业总能耗的70%。 预计，2008年我国钢产量将达到5.2亿t，生铁产量将达到4.9亿t。今年，我国炼铁生产能力将超过6亿t，尚有约6000万t的生产能力属于淘汰之列（主要是300m3以下容积的小高炉）。近两个月，因金融危机和市场变化，钢材销售不畅，一些企业出现亏损，进行停产压产，生产形势发展出现大逆转。全国高炉炼铁形势发生了巨大变化，产量下降，生产指标进行调整，进入理性发展阶段（前一阶段为粗放式经营）。 1 中国高炉结构 上述情况表明，地方炼铁厂的发展势头仍处于高于全国大中型钢铁企业的发展。马钢和太钢建成4063m3高炉，使我国拥有7座4000m3级高炉。目前在建的有4座4000m3级高炉（本钢、鞍钢、太钢、莱钢），沙钢、京唐公司在建5800m3级高炉和5500m3级高炉。一批大于2500m3级高炉在建设，大大地推动了我国高炉大型化进程，但一批小于1000m3级高炉也在建设。 我国有1300多座高炉，大于1000m3容积的高炉约有150座，300～1000m3高炉约500多座，小于300m3的约有600多座。全国约有980多家炼铁企业。这说明，我国炼铁产业集中度低，高炉平均炉容偏小，是处于不同层次、不同结构、多种生产技术水平共同发展阶段，且处于高速发展阶段。预计我国生铁产量的顶峰为6亿t以上。淘汰落后进展缓慢，难度较大。近两个月，一些企业停了部分
宝钢炼铁系统用耐火材料的新技术 陈守平夏欣鹏 （上海宝钢集团炼铁部） ■妥本文对宝铜三座高炉护体现状作了评估及相应对策，并着重介绍２０００年后五年内，宝铜蝽铁系统将开发出 铁沟浇注料的显式喷补、炉前脱硅摆动流蠕Ａｋｑ—Ｍ９０系浇注料、出铁口树膪结合新星炮泥、热风炉非结晶（ａｒ∞ｆ— ｐ±∞惦）硅砖开发（簟短烘炉时间）、Ａ焰喷补技术开发及在焦炉和热风炉上应用荨耐Ａ材料的新技术。 美■调蒜铁系统耐火材料新技爿群 １高炉炉体耐火材料及现状评估 １．１高炉本体耐火材料 宝锕现有高炉三座：４０６３耐’高炉两座．４３５０Ｍ３高炉～座。１号高炉（第一代炉役】１９８５年９月建成投产， 由日本新日铁总承包负责设计．其炉体耐材具有七十年代后期新日铁先进水平。设计寿命为８年。２号高炉、３ 号高炉分别于１９９１年６月、１９９４年９月建成投产，由重庆钢铁设计研究院设计，设计寿命分别为１０年、１２年。 ｌ号高炉在１９９６年４月停炉以后，对炉体进行了破损调查：炉底碳砖尚存三层碳砖．炉缸象脚形侵蚀不严 重，炉缸砖衬残厚６００一左右。炉体除局部炉皮发红部位外，其余部位尚有一环以上砖衬（＞２３０ｍｍ）存在。 炉体解体过程中分段对残砖、渣皮炉料等进行检验，有专题报告。尽管解体调查工作比较粗。但至少对今后 ２ＢＦ停炉有借鉴依据。 ２高炉炉体耐火材料在１高炉基础上稍作改动，铁口、风口组合砖由原来硅线石砖分别改为Ａ１２０３一ｓｉｃ一 月，这在鞍锕使用热烧结矿的条件下也数较低水平。虽然高炉炉体的破损属于正常生产中必然发生的客观规 律．但只要科学地对其加以掌握，并不断地进行改进与提高．也会得到有效控制的。 要使高炉的寿命得到延长，在高炉生产过程中，必须加强对炉体的监测管理，控制台理的冷却强度，鸯立科 ．学合理的维护与检测制度。特别是采用含钛物料护炉，对延长高炉炉缸炉底寿命具有显著的效果。 ５结语 鞍钢４号高炉炉缸炉底是在借鉴国外陶瓷杯技术的基础上．采用自焙碳砖加刚玉奠来石砖复合砌筑的新 型结构形式．经过５年零２个月的生产运行，破损十分严重，主要是刚玉莫来石砖被渣铁熔蚀、自焙碳砖蔬松粉 化、收缩和渗铁。虽然破损形式与以往有所不同，但从整体来看这种结构在４号高炉上的应用是不成功的．一 些新的问题还需要迸一步研究和解决。 ６致谢 本次调查工作得到了鞍钢炼铁厂汤清华总工、金宝昌高工的指导和帮助，谨此致ｍ谢意。 联系人；陈守平．教授较高工，上海宝铜集团公司博铁部（２００９４１） ３５０ 一一ｉ■—孺——