转底炉直接还原炼铁工艺的发展.pdf

除尘灰、含铁尘泥、氧化铁红、氧化铁磷综合利用 191 转底炉直接还原炼铁工艺的发展 周渝生张友平 (宝钢研究院环境与资源研究所，上海201900) 摘要本文结合环境保护和直接还原铁的需要，综述了转底炉的发展和以此为基础开发 的各种直接还原炼铁新工艺，该工艺不仅可用于钢铁厂各类含铁固体废弃物的回收利用，而且 同样适用于铁精矿粉为原料生产质量稳定的海绵铁或热压块铁。对年产20万t海绵铁的转 底炉投资及效益进行了计算，计算表明，投产后3—5年即可收回转底炉投资。 关键词合铁粉尘转底炉 直接还原炼铁 1前言 FASTMET，用于煤基直接还原。神户制钢收购 钢铁厂每年产生的大量不适合于高炉利用的 含铁废弃物，给环保带来很大的压力，如何对其进 置n]，经过2年半试验后，认为Fastmet技术成熟 行回收利用是困扰冶金行业的一个难题。为此， 可靠、已达到商业化水平。神户制钢与三井公司 50～100万t项目进 各国冶金工作者开发了许多直接还原工艺来回收 合资对在美国建设年产DRI 利用含铁废弃物，为炼钢生产提供质优价廉的纯 行报价，1998年9月神户钢铁公司报价年产DRI 净铁资源。由于技术、投资等方面的原因，真正具 50万t的转底炉装置，每套售价1亿美元。 有市场竞争力、适合于工业应用的并不多见。气 世界上首次利用FASTMET工艺以含铁废料 基直接还原法虽然具有生产效率高，生产规模大， 为原料的商业化直接还原铁厂，于2000年二季度 能耗低和容易操作等优点，但必须以天然气为还 在日本新日本制铁株式会社广火田厂投产，年产 原剂，因此该工艺只能在天然气丰富的国家得以 能力19万t，其中14万t直接装入广田厂的氧气 发展。煤基法以煤作还原剂特别适合于中国的国 转炉炼钢。2002年5月，日本神户制钢株式会社 情。目前世界上很多国家都在开发煤基直接还原 和尼日利亚签订基本协议，日方将帮助AJAOKU— 新技术，有些技术已应用于工业生产。其中，转底 炉法以其原料适应性强和操作工艺灵活性等优 接还原铁工厂。 点，引起冶金界的高度重视。但由于对原料条件 2．1工艺流程 和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁 FASTMET法的工艺流程见图1。含铁废料 又发展为FASTMET，ITKM3和DRYIRON等不同(或铁精矿粉)、煤粉和粘结剂经混合搅拌器后进 工艺路线。 人造球机造球。生球既可装人干燥器先烘干，也 可直接装入转底炉。在转底炉中，含碳球团均匀 2 FASTMET工艺 铺在炉底上，料层为l一3层球高。随着炉底的旋 早在50年代Midrex的前身Ross公司就发明转，球团矿被加热到1250～13500C。同时，约 90％～95％的氧化铁被球团内部的固体碳还原 了转底炉含碳球团直接还原法。1964—1966年 成DRI。球团在炉底停留时间一般为8～30rain， 进行了2t／h规模试验。1974年Inco公司开始研 究把转底炉用于处理电炉不锈钢生产产生的氧化 取决于原料的特性、料层及其它因素。从转底炉 物粉尘的方法，并建成了一座年处理2．5万t废 出来的煤气经过二次燃烧和热交换器来预热助燃 料的工厂。经过转底炉预还原的球团，通过运输 空气，高温废尾气用来干燥球团。生产用水循环