转底炉工艺的发展与实践

论文介绍了转底炉炼铁工艺在国内外的发展概况,重点阐述北京科技大学研究和开发转底炉炼铁技术所取得的经验与成果.结合国情和政策,认为我国当前应把"转底炉预还原+熔融造气炉终还原"双联工艺作为发展转底炉技术的方向,主要应用于为电炉提供热装铁水、钢铁厂粉尘回收利用和特殊矿综合利用等方面.

煤基直接还原及转底炉工艺的发展现状

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,指出了各工艺的特色和优点。表明发展DRI技术将有较大的市场需求。转底炉规模化生产尚未到达成熟的阶段,但具有良好的发展前景。

钒钛磁铁矿直接还原工艺探讨

钒钛磁铁矿的直接还原是实现钒钛磁铁矿综合利用的关键,在总结钒钛磁铁矿煤基直接还原和气基直接还原研究现状的基础上,对煤基直接还原工艺和气基直接还原工艺在钒钛磁铁矿还原上的特点进行了对比分析。在此基础上,对可以规模化实现钒钛磁铁矿高效冶炼的气基竖炉直接还原工艺进行了分析,并探讨了适合我国资源特点的钒钛磁铁矿气基竖炉直接还原工艺。

不同还原度铁氧化物球团在微波场中的升温及还原行为

为深入了解氧化球团在微波竖炉中的升温以及煤基直接还原行为,实验采用铁精矿氧化球团作为基础原料,在气体还原剂条件下进行预还原,通过控制还原时间得到不同还原度铁氧化物球团,并从不同还原度铁氧化物球团的结构以及性能出发,研究它们在微波场中的升温性能及其还原变化。电磁性能测试结果表明,球团中的铁及其氧化物在微波场中的升温速度从快到慢依次为:Fe3O4,Fe2O3,Fe,FeO。微波加热还原结果分析及矿相结构观察显示,Fe2O3的深还原时间较长,物相多重转变,造成过程温度和还原气氛跟不上氧化物的还原反应速度;Fe3O4阶段升温速度快,结构松散,有助于进一步的还原,但进入浮士体(FeO的固溶体)阶段后孔隙率降低,升温速度骤降,造成还原的困难;在还原度达到66.90%时,表层以金属铁相为主,孔洞发达,吸波性能强,在气化反应有效进行的条件下,球团将会实现快速还原。

直接还原技术进展及其在中国的发展

近年来,全球直接还原铁(DRI/HBI)产量和需求逐年增加,表明直接还原技术是钢铁工业不可缺少的组成部分,有助于炼铁生产摆脱焦煤资源短缺的羁绊,降低钢铁生产能耗,提高钢铁产品质量和品质。气基竖炉生产规模不断增大,成为主要的生产工艺;竖炉直接还原铁热装热送技术的发展进一步降低了工序能耗。回转窑、隧道窑等工艺在特定地区迅速发展,但很难成为直接还原铁生产的主流。我国具备发展直接还原生产的资源条件和技术基础,煤制气—气基竖炉技术是可能的主要发展方向。

关于含碳球团生产珠铁的硫含量控制试验研究

通过对以铁精粉、煤粉、石灰石及少量添加剂为主要原料的含碳球团进行还原试验,研究了碱度(CaO/SiO2)、反应时间、加热温度、添加剂及配碳比(C/O)等不同因素对于含碳球团还原熔分及珠铁中硫含量的影响,并分析了硫元素的分配情况。试验及分析结果表明:碱度、配碳比和反应时间对于珠铁中硫含量的影响较大,而对于碱度较高的含碳球团(CaO/SiO2=1.4、1.6),加热温度和添加剂主要影响其还原熔分情况,对珠铁中硫含量的影响较小。通过调整不同参数,可以得到熔分状态较好和含硫量较低的珠铁。

煤基直接还原竖炉中熔剂脱硫的热力学和动力学分析

在实验室模拟了煤基竖炉直接还原海绵铁的生产过程，并用化学反应热力学、动力学理论和先进的测试手段对熔剂（白云石、石灰石）脱硫进行研究。结果表明，ＭｇＣＯ３在炉内完全分解，但脱硫效果不明显。虽然ＣａＯ脱硫作用较强，但ＣａＣＯ３只有部分分解。因此，竖炉中加入熔剂后对矿石脱硫有一定影响；熔剂脱硫过程的化学反应和内扩散反应的相对阻力随着脱硫反应的进行而变化；减小熔剂粒径是提高熔剂脱硫能力的有效方法。

全氧熔融气化炉直接还原新工艺

介绍了全氧熔融气化炉直接还原新工艺的工艺流程及其特点，并对解决该工艺流程中几个关键技术问题所采取的措施及工艺方案的可行性，作了分析和说明。

走向21世纪的炼铁技术

近年来，高炉炼铁技术取得巨大成就。进入２１世纪，以废钢为主要原料的电弧炉钢将增加，直接还原炼铁将随之发展，熔融还原技术将继续受到重视，其产量将逐步增长，但高炉炼铁工艺将继续占统治地位。高炉炼铁技术将继续沿着降低成本、降低焦比、延长炉子寿命、改善环保的方向发展。

煤基直接还原铁工艺及其在中国的发展现状

阐述了煤基直接还原铁工艺的发展现状,分析了煤基直接还原铁工艺的流程和技术特点,介绍了适合中国资源特点和技术条件的冷固结球团回转窑工艺、链篦机-回转窑工艺和煤制气-竖炉工艺。

21世纪的炼铁技术

21世纪,高炉仍然是最主要的生产铁水设备,熔融还原将开发成功并工业化生产。

煤气化直接还原新工艺的研究

介绍了几种煤气化直接还原竖炉新工艺的工艺流程及其特点，通过分析对比论证，说明在我国采用富氧或全氧煤气化直接还原竖炉新工艺生产直接还原铁的必要性和可行性。

煤基直接还原铁技术工艺分析

分析煤基直接还原铁工艺中隧道窑工艺和转底炉工艺的流程、特点,介绍自助研发的新型铁矿粉预热还原工艺。表明"煤制气—竖炉"工艺将是我国生产直接还原铁的优先选择途径。

非高炉炼铁技术概述

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。

面对新的炼铁技术———也谈“炼铁技术”

回顾了高炉炼铁技术发展的历史和伟大贡献,指出了高炉炼铁发展面临着极大的困扰和障碍,综述了非高炉炼铁技术发展的现状和走向工业生产和即将进入工业生产的Corex工艺和Finex技术的优缺点和存在问题。面对炼铁新技术,应当积极应对,这也是走向钢铁强国的必由之路。

转底炉工艺对高炉生产的影响

介绍了利用转底炉煤基直接还原工艺对高炉生产工艺的含铁除尘灰进行资源化利用,并将高温焙烧还原后的金属化球团作为优质原料返回高炉生产。通过转底炉工艺避免了有害元素在高炉生产中的循环富集,金属化球团对降低高炉焦比、提高产量、减少环境污染等方面有着积极的作用。对转底炉工艺的认识和推广有着积极的作用。

非高炉炼铁工艺现状及未来适应性分析

在国家产业升级、节能减排的大背景下,钢铁节能减排、清洁生产、最大限度地减少烧结和焦化工序的SO2、NOX、CO2和烟粉尘排放、构筑绿色产业体系,是我国钢铁企业转型升级的主要目标。非高炉炼铁工艺对炼铁工序的节能减排、实现生产过程环境友好、降低炼铁对主焦煤的依赖具有得天独厚的优势。本文通过分析非高炉炼铁主流工艺的现状,阐明了各个工艺在中国的未来适应性。随着铁矿精选技术、煤制气技术的成熟,及气基竖炉生产规模的大型化,煤制气-竖炉将成为我国主要的直接还原生产工艺。Corex工艺在特定的资源条件下,在成本、能耗和环境上的竞争力将可能超过高炉。

粉煤底吹还原炼铅新工艺的应用实践

采用粉煤底吹熔融还原技术直接还原液态高铅渣生产粗铅。工业化生产应用结果表明,该技术解决了传统炼铅工艺能耗高、环保问题突出、地域能源限制等问题,实现了粉煤喷吹直接还原液态高铅渣。

非高炉炼铁现状及中国钢铁工艺发展方向

概述了我国炼铁工艺现状以及非高炉炼铁工艺最新进展,结合我国国情以及发达国家钢铁工业发展经验,提出我国钢铁工业的发展方向应为DRI(废钢)-电炉短流程。相比传统高炉-转炉流程,DRI-电炉短流程可实现节能50%、减少污染物排放量70%以上。同时,基于煤制气工艺的合理选择与评价,对天然气竖炉和煤制气-竖炉的技术经济性进行了对比分析,发现煤气成本(设备折旧15年)约为0.5元/m3时,流化床法煤制气-气基竖炉即可与天然气成本2元/m3的天然气竖炉竞争。在对我国非高炉炼铁现状的研究基础上,简要叙述了东北大学煤制气-气基竖炉中试工程相关进展。

气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望

阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状，分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点，对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效开采和加压煤制气工艺投资、运行成本的显著降低，将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力，同时利用钢铁企业过剩的煤气资源和中国局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁，是今后中国气基竖炉直接还原技术发展的重要方向。参照唐山地区的原料和能源价格，对年产量为80万t／a的直接还原铁装置的生产成本和技术经济可行性进行了分析，分析结果表明：原燃料价格波动对DRI成本影响显著，其中还原气成本约占DRI生产成本的10％～25％；若按DRI替代转炉废钢计算效益，要求天然气价格低于1．8元／m3。