转底炉工艺的发展与实践_朱荣

第29卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.1

2007年 6月

Journal of University of Science and Technology Beijing

Jun 2007

收稿日期：2007?02?06 修回日期：2007?04?16 作者简介：朱荣（1962?），男，教授，博士生导师

转底炉工艺的发展与实践

朱荣任江涛刘纲万天骥徐萌

北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083

摘要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．关键词转底炉工艺；含碳球团；直接还原；熔融还原分类号 TF 748.2+06

转底炉煤基直接还原是最近30年间发展起来的炼铁新工艺，主体设备源于轧钢用的环形加热炉，虽然最初的目的只是用于处理含铁废料，但很快就有美国、德国、日本等国将其转而开发应用于铁矿石的直接还原．由于这一工艺无需燃料的制备和原料的深加工，对合理利用自然资源、保护人类环境有积极的作用，因而受到了冶金界的普遍关注．

在20世纪50年代，美国Midrex 公司的前身Ross 公司就发明了含碳球团的转底炉直接还原法方法，于1965~1966年在明尼苏达州的Cooley 进行了2 t ?h ?1的小规模热固结法试验，获得了成功，后取名为Fastmet 工艺．1974年，加拿大的国际镍集团——Inmetco 公司开始研究把转底炉用于还原该公司生产不锈钢的氧化物粉尘废料，经转底炉预还原的金属化球团，直接热装入电炉生产，同时将其命名为Inmetco 工艺．之后，二者各自申请了专利，并开发和转让技术．

当以Fastmet 和Inmetco 工艺为代表的两大转底炉工艺在不断进行转底炉工业化生产和推广的时候，产品硫含量过高的问题始终未得到很好解决，难以成为电炉的优质原料，因此相继出现了Fastmelt 、Redsmelt 等转底炉直接还原?埋弧式电炉熔分的双联工艺（RHF ?SAF ）．

日本神户制钢与美国Midrex 公司联合开发转底炉直接还原新工艺，在20世纪90年代中后期取得了突破性进展，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．此法的成功，将解脱DRI 对原料品位的

苛求，能用普通的高炉用铁矿为电炉提供优质铁料．因此意义重大，被命名为“第三代炼铁法”(Itmk3)[1-4]．建于美国明尼苏达州北部，年产能为25000 t 的Itmk3转底炉示范厂，已于2003年5月24日投产出铁．预计Mesabi Nugget LLC 将于2006年在美国Minnesota 或者位于Indiana 的美国钢铁动力公司附近建成第一台50万t 转底炉，到2007年建成年产能150万t Iron Nugget 的生产厂．

根据国内的铁矿资源和能源结构，开发具有投资少、操作简便、生产成本低等特点的转底炉工艺符合我国国情以及我国的产业政策．北京科技大学是国内第一家，也是迄今为止唯一一家转底炉工艺的研究单位．经过多年的基础研究和工艺开发，已经全面掌握了转底炉的工作原理、工艺和相关的设备设计、制造等配套技术．自主开发了转底炉?熔融造气炉双联炼铁工艺 [5]和煤基热风熔融还原炼铁工艺(Coal ，Hot-air ，Rotary Hearth Furnace Proc-ess ，简称CHARP ) [6]．

1 国内转底炉工业试验

转底炉因具有环形炉膛和可转动的炉底而得名，其原料是铁矿粉和煤粉制成的含碳球团，经配料、混料、制球和干燥后加入转底炉中，炉膛温度可达1250~1350℃左右，含碳球团在这样的高温下，随着炉底旋转一周的过程中，铁矿被碳快速还原，生成金属化球团，最后由螺旋出料机推出炉外，经冷却后运往熔分炉作原料，或作为电炉炼钢的原料．

长期以来，北京科技大学一直致力于含碳球团

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还原的机理和实验研究，获得了大量的理论依据和实验数据，充分证明由含碳球团自还原作用生产金属铁是完全可以实现的．在此基础上，开始了大量的半工业、工业试验．

1992年，北京科技大学和当时的舞阳钢铁公司合作，自行设计和建设了一座直径3 m，年生产能力3000 t的试验用转底炉，于1992年5月开始第一次半工业试验，同年12月至1993年2月进行了第二次半工业试验．这是在我国建设的第一座用于铁矿石直接还原的转底炉．由于设备原因和缺乏操作经验，产品的平均金属化率只达到76%~78%．1996年，北京科技大学和鞍山市科委合作，在鞍山汤岗子铁矿建成了一座转底炉试验装置，转底炉平均直径5.5 m，炉底有效宽度2.0 m，炉底面积30 m2，设计油烧嘴12个．1997年6月8日，开始热态试验，6月19日完成了第一次热试，这次试验是北京科技大学在舞阳钢铁公司的转底炉生产试验的继续．试验初步取得了良好的结果：产品的金属化率稳定，达80%~85%；操作容易，证明转底炉生产直接还原铁是可行的．

北京科技大学冶金喷枪研究中心自1998年以来，一直致力于转底炉生产金属化球团——熔分炉熔分双联工艺的研究开发，并从2000年着手设计工业规模的转底炉．现在已经在山西和河南的两家钢铁公司建成了中径13.5 m, 炉底面积100 m2的转底炉2台，设计年生产能力为金属化球团矿7万t．2001年12月山西翼城的转底炉建成，举行了开炉仪式，并生产出一批合格的金属化球团矿．由于山西翼城明亮钢铁公司的高炉煤气不能持续稳定供应，转底炉炉温难以保持必要的水平，因此被迫停炉，解决煤气供应问题．河南巩义永通钢铁公司的转底炉于2003年11月试运转成功，但由于诸多因素的制约，一直处于停炉状态．2005年9月山西明亮钢铁公司、北京科技大学与山东瑞拓公司合作，对转底炉进行完善和改造，于2006年4月进行试生产，取得成功，生产出金属化球团，金属化率达到80％以上，各项经济指标达到预期的结果．

2转底炉含碳球团炼铁关键技术

2.1含碳球团成球技术

冷固结含碳球团是实现转底炉直接还原工艺的关键因素，具有与一般氧化球团和块矿不同的还原方式，是靠内部碳进行自身直接还原，无需外部提供还原剂．还原产生的CO在球团周围形成自封闭作用，一定程度上隔绝了球团内部与环境气氛，因而使球团可在氧化性气氛下进行还原反应．

含碳球团制造所采用的研磨、配料、混合设备必须保证球团的化学成分精确及矿煤的均匀混合，煤粉的粒度应在0.25 mm以下，矿粉粒度小于0.1 mm．还原剂用煤一般为无烟煤，要求固定碳>75％，挥发分<20％，低灰分，低硫．挥发分高，球团还原后强度差，不能满足熔分炉的要求．

冷固结含碳球团应满足恰当的物理和力学性能，在输送、加热、还原的过程中粉化率最低．为达到这一要求，首先必须选用合适的特殊粘结剂配方，其次采用合理的造球技术．传统造球技术多采用圆盘滚球机，对原料粒度要求比较高，因此需要配备相应规格的磨料设备．目前所采用的对辊压球技术对原料粒度要求相对较低，生产率高，球团强度好．美国动力钢公司原来采用滚球技术，后来也改为压球技术．目前所生产的含碳球团的强度指标一般为：湿球0.5 m落下次数4～7次，湿球抗压6～7 kg/个；干球1 m落下次数10～15次，干球抗压75～95 kg /个．完全可以满足转底炉生产的要求．2.2转底炉喂料和出料设备

转底炉内含碳球团升温、反应所需热量主要来源于炉壁、炉气的辐射传热，因此要求炉内球团薄层均匀布料．根据这一特点，研制出振动布料机，实现在转底炉炉底横向、径向都均匀布料，避免机械强度有限的球团破碎，避免原料堆积和料层不均．振动给料机兼有筛除球团粉末的作用．该装置易于维护，且允许在各种生产率下操作．

螺旋出料机的功能是将还原后的金属化球团卸出炉外，因处理的金属化球团温度为1000℃左右，所以必须耐热耐磨，螺旋采用水冷，叶片上堆焊硬质合金，由北京科技大学冶金喷枪研究中心专门设计．该装置可使成品金属化球团从炉膛顺利排出且不产生大量粉末，螺旋本身也易于拆卸和维修．2.3金属化球团冷却设备

不同于氧化球团，高温金属化球团在大气中易于氧化，因此，设计金属化球团冷却机时应考虑到防止再氧化．熔分炉采用热装时同样需要采取防氧化的措施．

2.4 炉子热工

转底炉高温快速还原，关键炉温必须保持在1350℃左右，国外使用天然气为燃料，容易实现大于1350℃的炉温．我们采用发生炉煤气或者高炉煤气，实现办法主要采取高风温和煤气预热．另一方

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面，预热段、还原段应喷吹二次空气并形成强紊流，使得预热段产生的挥发分和还原产生的CO在炉内快速、充分地燃烧（后燃烧），以便弥补球团还原强烈吸热，节约外部燃料消耗．在炉子还原末段，为了避免球团层上表面再氧化，则应严格控制二次空气流的进入，且控制烧嘴燃烧在亚化学计量条件下进行，以保持该区域一定的还原性气氛．

烧嘴设计应最大程度确保：在炉料上提供均匀的温度分布，防止局部过热；降低扰动和炉料附近的搅拌，以消除被CO2和H2O再氧化．

根据还原过程的要求控制炉内各段的温度和气氛，从而优化各段烧嘴的布置．

3转底炉炼铁从直接还原到熔融还原的过渡

原来冶金界希望由转底炉生产出来的金属化球团能够直接作为炼钢原料，并为此努力了很多年．但是由于转底炉工艺以含碳球团为原料，所得到的产品中既包括了矿粉中的脉石，又增加了煤灰分，导致产品中的TFe含量低．因此，必然要求选用高品位精矿粉以及低灰分煤．转底炉直接还原工艺另一个难以克服的难点是原料中硫含量绝大部分保留在金属化球团产品中，过高的硫含量显然不适用于炼钢的要求．

于是，国外研究者不得不将目光转向预还原金属化球团＋熔分生产铁水的工艺路线，主要采用埋弧电炉与转底炉相匹配，结果每吨铁水耗电500~550 kWh，不符合我国国情．

在这样的背景下，北京科技大学自主开发了转底炉预还原＋热装终还原熔分炉的工艺，见图1．熔分炉，又名熔融造气炉，类似于COREX的终还原炉，不同的是它不用氧气，而用高温热风(1200℃)．金属化球团从上部热装入炉(1000℃)，可充分利用原料的物理热．熔融造气炉每生产 1 t 铁水，大约使用300 kg型煤，可以节约焦炭及焦煤资源．

金属化球团在熔融造气炉内进一步还原、熔化，使渣铁分离，调节炉渣的碱度，可使大部分硫进入到炉渣中，有较强的脱硫作用，既保证了铁水质量又减少了SO2向大气的排放．

熔融造气炉与转底炉相匹配，无论在技术上还是在经济上都实现了最佳配合和互补，转底炉为熔融造气炉提供了优质的原料，即金属化球团，实现了无焦炼铁．熔分的结果使原料的脉石和有害杂质去除，获得优质铁水．熔融造气炉还可分担一部分还原任务，从而提高了转底炉的生产率．熔融造气炉的副产品煤气除了可用于热风炉，还可作为转底炉的燃料．

图1转底炉——熔分炉双联炼铁工艺流程图

4转底炉熔融还原炼铁的应用

转底炉熔融还原炼铁存在的主要问题仍在于转底炉薄层炉料操作导致整个工艺的生产率低．目前为止最大的转底炉单炉产量是动力钢公司的年产60万t金属化球团，这样的产量不足以进入钢铁生产主流程．

目前转底炉熔融还原炼铁主要应用于：

(a)为电炉短流程提供热装铁水；

(b)钢铁厂粉尘回收利用；

(c)特殊矿综合利用．

如何解决厚料层的还原是实现提高生产规模的关键，我们正在致力于这方面的实验研究．

5结论

转底炉直接还原生产金属化球团直接供给电炉作炉料必须用高品位的铁矿和低灰分低硫煤，否则影响电炉产量和质量；而且转底炉要另供煤气作燃料．

转底炉与熔分炉相匹配，使熔分炉获得金属化原料，从而大大提高生产效率；缓解了直接还原受原料品位的制约，使普通高炉用的矿源和普通煤种也可用于直接还原，这对我国发展直接还原具有现实意义．反过来，熔分炉又为转底炉提供煤气作为燃料，同时充分利用转底炉烟气余热，率先采用助燃风和煤气双预热的蓄热式烧咀，在热工上实现了

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突破．

转底炉熔分炉双联工艺，与传统的高炉工艺（含烧、焦）相比，投资省、成本低、环保好，具有良好的经济效益和社会效益．

参考文献

[1] Nagata K, Kojima R, Murakami T, et al. Mechanisms of pig-iron

making from magnetite ore pellets containing coal at low tem-perature. ISIJ Int，2001，41(11):1316

[2] Sawa Y, Yamamoto T, Takeda K, et al. New coal-based process

to produce high quality DRI for the EAF. ISIJ Int，2001，41(Suppl)：S17

[3] 晓苏. Itmk3——第三代煤基直接还原炼铁技术. 钢铁，2002，

37(6):40

[4] Tsuge O, Kikuchi S, Tokuda K, et al. Successful iron nuggets

production at Itmk3 pilot plant. Ironmaking Con Proc，2002: 511 [5] 万天骥. 直接还原铁熔分造气炉.专利，200420005647.5.

2004-03-02

[6] 万天骥，任大宁，孔令坛，等. 煤基热风转底炉熔融还原炼铁

法：中国专利，CN1443856A. 2003-9-24

Development and practice on the rotary hearth furnace ironmaking process

ZHU Rong, REN Jiangtao, LIU Gang, WAN Tianji, XU Meng

Metallurgical and Ecological Engineering School, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083,China

ABSTRACT The development of the rotary hearth furnace (RHF) ironmaking process at home and abroad was introduced. Emphasis was paid on elucidating the achievement and experience on the course of the research on RHF technology by University of Science and Technology Beijing. Based on chinese conditions and policies, the combined process of RHF pre-reduction and melting-gasifying furnace should be considered as the orienta-tion to develop RHF technology, which should be mainly applied to supplying hot metal to EAF, recovery of dust from these iron and steel plants, and comprehensive utilization of special ores etc.

KEY WORDS rotary hearth furnace process; ore/coal composite pellets; direct reduction; melting reduction

真空精炼炉工艺技术说明VOD设备

真空精炼炉工艺技术说明(VOD设备) 1.1设备的功能、用途和可靠性 VOD型真空精炼设备是目前世界上使用最广泛的炉外精炼设备之一。它具有设备简单、投资少、成本低、精炼钢种多、质量高、操作方便等诸多优点，因此成为特钢厂必备的精炼手段。 VOD-40t钢包精炼炉具有真空脱气、吹氩搅拌、吹氧脱碳、非真空测温取样等多种功能。可以精炼轴承钢、合金结构钢、弹簧钢、优质碳素钢、超低碳不锈钢等。由于它具有极强的真空脱气能力，因此可保证钢种的氢、氧、氮含量达到最低水平，并精确调整钢水成分，使夹杂物充分上浮，而有效提高钢的纯洁度，正因为它精炼的钢种多、质量高，可以为用户更灵活的适应市场竞争的需要，及时精炼出市场需要的钢种，从而增加企业的经济效益。 1.2方案布置本套VOD-40t钢包精炼炉总体布置初步采用罐体半高架、固定不动，罐盖移动形式。 1.3 设备先进性 VOD-40t钢包精炼炉当不作吹氧操作时，VOD炉可完全实现VD炉操作功能。冶炼时罐体和真空泵相连，其间通过主截止阀，可实现罐体与真空泵的启闭，并可在钢包吊入罐体之前，先对真空管道进行予抽，这样可以充分利用真空泵，缩短罐体的抽气时间和减少温降，使VOD炉和初炼炉、LF、浇铸相匹配，达到最佳效果。该设备包括：一个真空罐系统、一个真空罐盖系统，一个罐盖升降及罐盖车系统，吹氧装置，真空加料装置，一套真空泵系统，一套连接罐与真空泵的真空管道系统，液压系统，吹氧系统，吹氩系统，压缩空气系统，冷却水系统，TV

摄像装置，一套电气控制及仪表监测设备系统。在真空泵的造型和设计，罐盖的设计与密封性，吹氧装置的设计与密封以及全套计算机控制系统等方面，皆按目前世界上最先进的结构进行优化设计，以保证本设备的先进性，合理性，通用性。设备特点: （1）、真空罐接受要处理的钢包，吊车将钢包置于真空罐中后，人工连接上氩气管，罐为焊接结构，并设有钢包导向结构，以方便起吊钢包。具有耐火材料的内衬以防止热应力。罐底设有防漏装置。（2）、罐盖升降为液压传动。（3）、罐盖车行走采用电动机—减速机驱动，变频调速，以保证罐盖车起动行车及停止时平稳运行。（4）、罐盖采用碟形封头，使罐盖的自重减少，强度增加，同时使罐盖的受力分布更加均匀，罐盖内部设有耐火材料内衬。（5）、罐盖上装有人工观察窗，可随时观察炉内冶炼状态，实现合金成分调整及非真空状态下的测温取样。（6）、罐盖与罐体之间，采用单层空心硅橡胶密封圈进行密封。（7）采用新型专利组合除尘装置，提高除尘效果，对被抽气体进行除尘冷却，一方面保证进入真空泵系统气体的洁净度，又可使被抽气体温度控制在要求的范围之内，保护密封件，防止热失效，使真空泵的抽气效率大为提高。（8）真空管道设置主截止阀，缩短予抽真空时间。（9）配备麦氏计定期校验真空测量仪表。（10）电控系统采用三电一体化设计，对真空泵的控制及炉子其它动作可全部由计算机操作站进行控制。配置PLC 及工控机操作站作为基础级可连接到

转底炉工艺的发展与实践_朱荣

第29卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.1 2007年 6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 收稿日期：2007?02?06 修回日期：2007?04?16 作者简介：朱荣（1962?），男，教授，博士生导师转底炉工艺的发展与实践朱荣任江涛刘纲万天骥徐萌北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 摘要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．关键词转底炉工艺；含碳球团；直接还原；熔融还原分类号 TF 748.2+06 转底炉煤基直接还原是最近30年间发展起来的炼铁新工艺，主体设备源于轧钢用的环形加热炉，虽然最初的目的只是用于处理含铁废料，但很快就有美国、德国、日本等国将其转而开发应用于铁矿石的直接还原．由于这一工艺无需燃料的制备和原料的深加工，对合理利用自然资源、保护人类环境有积极的作用，因而受到了冶金界的普遍关注．在20世纪50年代，美国Midrex 公司的前身Ross 公司就发明了含碳球团的转底炉直接还原法方法，于1965~1966年在明尼苏达州的Cooley 进行了2 t ?h ?1的小规模热固结法试验，获得了成功，后取名为Fastmet 工艺．1974年，加拿大的国际镍集团——Inmetco 公司开始研究把转底炉用于还原该公司生产不锈钢的氧化物粉尘废料，经转底炉预还原的金属化球团，直接热装入电炉生产，同时将其命名为Inmetco 工艺．之后，二者各自申请了专利，并开发和转让技术．当以Fastmet 和Inmetco 工艺为代表的两大转底炉工艺在不断进行转底炉工业化生产和推广的时候，产品硫含量过高的问题始终未得到很好解决，难以成为电炉的优质原料，因此相继出现了Fastmelt 、Redsmelt 等转底炉直接还原?埋弧式电炉熔分的双联工艺（RHF ?SAF ）．日本神户制钢与美国Midrex 公司联合开发转底炉直接还原新工艺，在20世纪90年代中后期取得了突破性进展，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．此法的成功，将解脱DRI 对原料品位的苛求，能用普通的高炉用铁矿为电炉提供优质铁料．因此意义重大，被命名为“第三代炼铁法”(Itmk3)[1-4]．建于美国明尼苏达州北部，年产能为25000 t 的Itmk3转底炉示范厂，已于2003年5月24日投产出铁．预计Mesabi Nugget LLC 将于2006年在美国Minnesota 或者位于Indiana 的美国钢铁动力公司附近建成第一台50万t 转底炉，到2007年建成年产能150万t Iron Nugget 的生产厂．根据国内的铁矿资源和能源结构，开发具有投资少、操作简便、生产成本低等特点的转底炉工艺符合我国国情以及我国的产业政策．北京科技大学是国内第一家，也是迄今为止唯一一家转底炉工艺的研究单位．经过多年的基础研究和工艺开发，已经全面掌握了转底炉的工作原理、工艺和相关的设备设计、制造等配套技术．自主开发了转底炉?熔融造气炉双联炼铁工艺 [5]和煤基热风熔融还原炼铁工艺(Coal ，Hot-air ，Rotary Hearth Furnace Proc-ess ，简称CHARP ) [6]． 1 国内转底炉工业试验转底炉因具有环形炉膛和可转动的炉底而得名，其原料是铁矿粉和煤粉制成的含碳球团，经配料、混料、制球和干燥后加入转底炉中，炉膛温度可达1250~1350℃左右，含碳球团在这样的高温下，随着炉底旋转一周的过程中，铁矿被碳快速还原，生成金属化球团，最后由螺旋出料机推出炉外，经冷却后运往熔分炉作原料，或作为电炉炼钢的原料．长期以来，北京科技大学一直致力于含碳球团

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%。说明转底炉相对回转窑流程、高炉流程都具有极大优势。（参考文献来源：《金属矿山》杂志2007年第5期《钒钛磁铁矿转底炉直接还原综合利用前景》） 2 国内外现有转底炉工程情况、技术情况、技术来源 2.1 国外发展现状国外现有达到商业生产规模的转底炉(表1)大约不足10座，基本大同小异，其中，目前最大的转底炉（美国动力钢公司IDI(IDP)）的规模年产铁不过50万吨，以铁精矿为原料，生产出的DRI经埋弧电炉熔分后为大电炉供应铁水。历史最久的为美国INMETCO,并以处理冶金厂粉尘和废弃物而称著。其他分布在美国、日

浅谈炉外精炼技术的应用和发展

浅谈炉外精炼技术的应用和发展发表时间：2019-08-28T12:16:42.733Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：何志斌 [导读] 摘要：随着科学技术的不断进步，各行各业对于钢材的质量，也提出了更加高的要求。宝钢湛江钢铁有限公司 524003 摘要：随着科学技术的不断进步，各行各业对于钢材的质量，也提出了更加高的要求。因此，为了能够使自身的钢材能够满足市场的要求，所以需要企业采取最新的炼钢工艺流程，从而提高钢材的纯净度，通过对炉外精炼工艺技术的深入研究与开发，不仅可以降低生产钢材的成本，还能促进精炼工艺技术以及设备的进步，使这项炼钢工艺能够发挥更大的作用。本文对于炉外精炼技术存在的问题及发展方向进行探讨。关键词：炉外精炼；应用；发展引言随着社会发展建设对钢材产品质量以及规格、种类等方面要求的不断提高，世界各国普遍加强了对炼钢工艺的研究，由此而促进了炉外精炼工艺技术的快速发展。我国也努力研发了各种性质、各种型号的炉外精炼设备，使炉外精炼技术得到了很大程度的发展完善，出现许多先进而成熟的精炼工艺技术，如真空循环脱气法.（RH）、钢包精炼炉法（LF）、VOD精炼法等。这些炉外精炼工艺极大地提高了炼钢精炼工艺技术水平，有效地控制了生产成本，提高了产品质量。 1炉外精炼的基本工艺炉外精炼的工艺有着许多的方法，并且可以根据不同的形式进行组合，从而满足当前的生产要求。在根据设备的目的以及功能的情况之下，还可以将炉外精炼工艺进行更加细致的划分。常压下的炉外精炼工艺。此类工艺在经验的过程之中，不会使用到升温装置，而采用吹氛搅拌的方法，将物料添加到钢液之中，这一种精炼设备具有操作简单设备、投资成本低的优点，并且特别适合扩大钢材品种、提高钢材质量的需求。不锈钢精炼工艺。不锈钢精炼法在整个炼钢行业之中都具有非常重要的意义，通过使用这种炼钢方法不仅可以提高生产时的质量，还能控制成本，并且目前市场上对于不锈钢的需求十分巨大，其应用前景非常广泛。 2 发展炉外精炼技术需解决的问题炉外精炼技术已经应用 40 年，对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用，使冶炼成本大幅降低，同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题，有待于解决，使这项技术更加完美。 2.1实现炉外精炼工艺的智能化控制，根据来料钢水的各种技术参数，利用信息技术，制定最佳的精炼工艺方案，并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备，实现数据网络化，减少热停等待时间。 2.2炉外处理设备将实现“多功能化”。在水钢精炼设备中将渣洗精炼、真空冶金、搅拌工艺以及加热控温功能全部组合起来，实现精炼，以满足超纯净钢生产的社会需求。 2.3开发高纯度、高密度、高强度的优质碱性耐火材料，以适应不同精炼炉的需要，注重产品质量的稳定性。耐火材料的使用条件应尽可能与炉渣相适应，最大限度地降低侵蚀速度。要根据精炼设备的实际情况形成不同层次的配套材料，研究开发保温和修补技术，提高炉衬的使用寿命。 2.4减少精炼过程的污染排放，精炼过程会产生大量废气，其中含 SO2、Pb、金属氧化物、悬浮颗粒等，在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、Pb、Zn 等，这些污染物须经企业内部的相关处理，把污染程度降低到符合排放标准后再排放，加强环境保护意识。 3炉外精炼工艺技术概述及其应用研究 3.1真空循环脱气法（RH）真空循环脱气法是一种钢液真空处理技术，在1956年由联邦德国Ruhrstahl公司和Heraeus公司共同研发，因此以两公司首字母命名，简称RH法。真空循环脱气法主要是利用了空气扬水泵原理，使钢液在大气压力作用下进入真空室，在高真空作用下可以使钢液中的气体不断释放，从而实现钢液的脱氧、脱碳、脱气处理，真空脱气处理后的钢液再沿下降管返回到钢包中，如此连续反复循环作业。 3.2钢包精炼炉法（LF） LF炉精炼法是炉外精炼的主要方法之一，该方法起源于日本，主要是利用电弧加热、吹氩搅拌、快速造白渣来实现精炼的。该方法的主要优势是精炼效果好，适用于超低硫、超低氧的钢材生产；采用电弧加热，热效率高，温度控制精确，满足炼钢精炼的大幅升温要求；设备结构简单，操作简便，采用渣钢精炼工艺，有利于调整生产节奏和合理控制精炼成本。钢包精炼炉法的工艺要点主要包括以下几个方面： 3.2.1温度控制合理精确的温度控制是完成钢包精炼，保证精炼效果的关键性条件因素。钢包精炼炉法采用了埋弧泡沫技术和电弧加热的方式，有效较低了加热过程中的热量损失，保证了较高的加热效率和对精炼各阶段温度的准确控制。 3.2.2白渣精炼钢包精炼法主要是通过钢渣反应来实现精炼的，因此白渣精炼也是钢包精炼炉法最为核心的环节。在白渣精炼中主要应注意以下：控制渣子的碱度，一般情况下应保证将渣子的碱度控制在R≥4范围内；保持炉内的弱氧化状态，避免造成炉渣的再氧化过程；采取适当的搅拌强度，在确保熔池中的传质速度的同时，避免将钢液面裸露在外。 3.2.3钢液成分的微调控制合理的成分微调过程，可确保钢材成分的稳定性，实现良好的冶金过程。以齿轮钢生产为例，为将钢材的淬透性带度控制在4HRc以内，就必须对钢液中的各种合金成分进行精确调整。在成分控制中应注意将快速分析响应时间控制在3～5min内；精确计量钢液重量、合金回收率等参数，然后根据产品性能需要确定所需的合金元素参数，以确保钢液成分的精确性和稳定性。 3.3VD与VOD联合法 VD炉是精炼过程中较为常见的真空脱气设备，可对钢水进行一般的真空脱气处理及真空下合金成分微调，与LF联合使用可以满足各种合金钢、低合金高强度钢以及优质碳钢的生产。VOD炉即是在VD炉中加设了顶吹供氧系统，实现了真空吹氧脱碳，在低碳不锈钢冶炼中有

炉外精炼的工艺技术发展终稿

炉外精炼的工艺技术发展终稿(总28页) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March

炉外精炼的工艺技术发展摘要随着科学技术的迅速发展，钢材性能和质量越来越被重视，钢材质量主要包括钢材的洁净度、均匀性能和高的精度。而各种炉外精炼方式恰是获得高纯度、高均匀性和高精度钢材的重要措施。本文首先论述了炉外精炼技术现状及发展趋势；其次，论述了炉外精炼工艺参数的优化；第三论述了低硫钢炉外精炼生产工艺，最后论述了在炉外精炼喂丝吹氩操作实践。关键词：洁净度；均匀性；高精度；工艺参数优化；低硫钢；喂丝吹氩；

目录摘要 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。前言 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 炉外精炼技术发展现状及发展趋势 .................................................... 错误!未定义书签。炉外精炼发展现状 ............................................................................ 错误!未定义书签。炉外精炼发展趋势 ............................................................................ 错误!未定义书签。 2 炉外精炼工艺参数优化 ........................................................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼设备组成............................................................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼装置的主要设备组成................................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼化学升温装置的主要设备........................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼工艺参数优化.................................................................... 错误!未定义书签。钢包顶渣的最佳渣量及排渣工艺 ........................................ 错误!未定义书签。 AHF浸渍罩尺寸及插入深度控制 ........................................ 错误!未定义书签。 AHF升温设备及工艺参数 .................................................... 错误!未定义书签。 AHF钢水降温处理和成分调整 ............................................ 错误!未定义书签。 AHF精炼结果 ................................................................................. 错误!未定义书签。 3 脱硫工艺技术发展 ................................................................................ 错误!未定义书签。吹氩对脱硫的影响 ............................................................................ 错误!未定义书签。钢包渣的组成控制 ............................................................................ 错误!未定义书签。精炼渣的渣系 .................................................................................... 错误!未定义书签。精炼渣化学成分对脱硫的影响 ........................................................ 错误!未定义书签。 4 炉外精炼的喂线、吹氩操作 ................................................................. 错误!未定义书签。喂线-吹氩工艺参数的确定............................................................... 错误!未定义书签。试验对比 ............................................................................................ 错误!未定义书签。小结 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

转底炉工艺与熔融还原技术开发

1 转底炉工艺概述 1.1 前言转底炉用于生产直接还原铁不过约30年的历史，其设备和结构原本脱胎于轧钢用的环形加热炉，其最初目的就是用于处理钢铁厂生产过程中产生的含铁和其他金属的粉尘和废弃物，实践证明其环保功能和价值甚至超过了金属回收本身。随着规模的扩大，也逐渐形成为一种炼铁新工艺，进入煤基直接还原法的先进行列，但仍处在初始阶段，目前最大的转底炉（美国动力钢公司）的规模年产铁不过50万吨，以铁精矿为原料，生产出的DRI经埋弧电炉熔分后为大电炉供应铁水。其他分布在美国、日本等地的一些转底炉几乎都是处理粉尘，其规模一般年产能力20万吨左右，生产出的DRI金属化率70～85％不等，一般不用作电炉原料，其用途或作为高炉原料，或给转炉作冷却剂，或经埋弧电炉熔分后生产出铁水，给炼钢电炉热装。转底炉的环保效益是与其工艺特点分不开的，主要特点是高温快速还原。首先是把含金属氧化物的粉尘和废弃物还原成金属；其次是高温下许多有害元素和物质能够挥发或分解，能燃烧的用作燃料；第三是本身是封闭系统，微负压操作，过程中基本无排放，最终的固体产物和经过净化的烟气均符合环保要求，而且烟气余热得到充分利用。因此转底炉在一些发达国家（如美国、日本）已列为处理所在地域冶金厂粉尘和废弃物的有效措施，并要求冶金企业无偿提供，并倒贴一定处理费用。这些厂家因为国家环保要求深埋而要花费更高费用，所以也乐于如此。 1.2 发展状况最早生产规模的转底炉处理冶金厂粉尘和废弃物的是美国INMETCO，由国际镍集团INCO.Ltd开发，该集团国际金属回收公司1978年在美国宾州Eillwood 城建成第一座转底炉，外径16.7米，炉底宽4.3米，主要是用来处理多种冶金厂含铁粉尘和废弃物，生产出的金属化率85～92％的金属化球团（DRI）进入埋弧电炉熔化，获得铁水和炉渣（作为副产品出售），与此同时还回收Zn、Ni、Cr

转底炉处理钢铁厂尘泥技术

转底炉处理钢铁厂尘泥技术简介北京科技大学 2014年3月1日

提纲 1技术概述 2钢铁厂尘泥基础特性 3钢铁厂尘泥制备内配碳球团的直接还原行为4转底炉处理钢铁厂尘泥工艺方案 5转底炉处理钢铁厂尘泥关键技术 6金属化球团在高炉炼铁中的应用

1技术概述钢铁生产过程中粉尘的产生量一般为钢产量的8-12%左右，近年来，迫于铁矿资源紧张、污染物排放治理的压力，钢铁企业大都采用返回烧结的方法来利用这些粉尘，但由于粉尘中的Zn、Pb、K、Na等元素对烧结机产能、烧结矿质量及高炉顺行和长寿产生严重影响，因此，部分难利用粉尘不得不废弃，不但会对环境造成严重的污染，而且造成大量宝贵资源的浪费。实现钢铁厂含锌粉尘高效利用，不仅有利于减少钢铁企业污染物排放，而且还可以充分利用其中的有价资源，对于实现我国钢铁工业的可持续发展具有十分重要的意义。 2007年10月莱钢与北京科技大学共同申报了国家发改委循环经济高技术产业化示范项目，并获批准（发改办高技【2007】3194号文），开始了关于转底炉关键工艺技术及装备的研究开发工作。通过关键工艺技术基础研究，掌握了复杂原料条件下的铁氧化物还原规律，建立了能量供给与多化学反应匹配的热工控制机制，揭示了直接还原条件下锌铅钾钠的高效脱除机理，形成了高效还原脱锌的系统工艺集成、基于原料特性的综合配料及成球技术、稳定长寿的转底炉本体结构设计与制造技术、灵活高效的热工控制技术、转底炉能量综合利用技术、转底炉二次粉尘回收技术、关键工艺装备设计及制造技术等关键技术。这些技术的应用，成功解决了在转底炉本体的设计制造技术、还原工艺及热工控制、二次粉尘的回收及转底炉余热回收利用等相关难题，达到了工程设计目标，实现了转底炉连续稳定运行。

炉外精炼设备安全生产操作(新版)

炉外精炼设备安全生产操作 (新版) The safety operation regulations are the guiding documents for the safe operation of the post. It stipulates the specific details of the safe operation methods of the post. ( 操作规程) 单位：_______________________ 部门：_______________________ 日期：_______________________ 本文档文字可以自由修改

炉外精炼设备安全生产操作(新版) 1设备与相关设施 1.1精练炉的最大钢水量，应能满足不同炉外精练对钢液面以上钢包自由空间的要求。 1.2钢水炉外精炼装置，应有事故漏钢措施。VD、VOD等钢包真空精练装置，其蒸汽喷射真空泵系统应有抵制钢液溢出钢包的真空度调节措施，并应设彩色工业电视，监视真空罐内钢液面的升降。 1.3VOD、CAS-OB，RH-KTB等水冷氧枪升降机械，应有事故驱动等安全措施;氧气阀站至氧枪的氧气管道，应采用不锈钢管，且应在软管接头前设置长度超过1.5m的铜管。 1.4受钢液高温影响的水冷元件，应设可靠的断电供水设施，确保在断电期间保护设备免遭损坏;可能因冷却水泄漏酿成爆炸

事故的水冷元件，如VOD、CAS-OB、IR-UT、RH-KTB中的水冷氧枪，应配备进出水流量差报警装置;报警信号发出后，氧枪应自动提升并停止供氧，停止精炼作业。 1.5VOD与RH-KTB等真空吹氧脱碳精炼装置、蒸汽喷射真空泵的水封池应密闭，并设风机与排气管，排气管应高出厂房2～4m。所在区域应设置“警惕煤气中毒”、“不准停留”等警示牌。 1.6LF与RH电加热的供电设施，应遵循有关电气规程、规范，设备与线路的绝缘电阻应达到规定值，电极与炉盖提升机械应有可靠接地装置;若RH与RH-KTB采用石墨电阻棒加热真空罐，真空罐应有可靠接地装置。 1.7RH装置的钢水罐或真空罐升降液压系统，应设手动换向阀装置。 1.8真空精炼装置，用氮气破坏真空时，应设大气压平衡阀及恢复大气压信号。信号应与真空罐盖开启、RH吸嘴抽出钢液的动作联锁，当真空罐内外存在压差时，不应开启真空罐盖或抽

炉外精炼教程

1.五种精炼手段（1）渣洗（2）真空（3）搅拌（4）加热（5）喷吹 2.工业生产的挡渣技术（1）挡渣球（2）浮动塞挡渣（3）气动吹气挡渣塞（4）虹吸出钢口挡渣（5)偏心炉底出钢 3.顶渣改质目的：（1）适当提高覆盖渣碱度；（2）降低覆盖渣氧化性；（3）改善覆盖渣的流动性；（4）适当提高夹杂物去除率。方法：在转炉出钢过程中向钢包内加入改质剂，利用钢水的流动冲刷和搅拌作用促进钢—渣反应并快速生成覆盖渣。 4.合成渣有液态渣、固态渣和预熔渣。根据液态合成渣炼制方式不同，渣洗工艺可分为异炉渣洗和同炉渣洗。固态合成渣有机械混合体、烧结渣。 5.合成渣的物理化学性能：必须具有较高的碱度、高还原性、低熔点和良好的流动性；此外要具有合适的密度、扩散系数、表面张力和导电性等。 6.搅拌：气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌和重力引起的搅拌（如渣洗）等。 7.钢包吹氩的主要作用是什么？（简答题） (1)调温。主要是冷却钢液。对于开浇温度有比较严格要求的钢种或浇注方法，都可以利用吹氩将钢液温度降到规定的要求。（2）混匀。在钢包底部适当位置安放透气砖，氩气喷入可使钢包中的钢液产生环流，用控制氩气流量的方法控制钢液的搅拌程度。（3）净化。搅拌的钢液增加了钢中非金属夹杂物碰撞长大的机会。上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，还会黏附悬浮于钢液中的杂质，将黏附的夹杂物带至钢液表面而被渣层所吸收。 8.吹氩方式：顶吹、底吹。 9.影响钢包吹氩效果的主要因素：氩气耗量、吹氩压力、流量与吹氩时间及气泡大小等。 10.能量耗散速率（比搅拌功率）：单位时间内，向1t钢液提供的搅拌能量作为描述搅拌特征和质量的指标。 11.常用的加热方法主要是电弧加热，化学加热（化学热法）、燃料燃烧加热、电阻加热等 12.燃料燃烧加热存在哪些不足？（1)由于燃烧的火焰是氧化性的，而炉外精炼时总是希望钢液处在还原性气氛下，这样钢液加热时，必然会使钢液和覆盖在钢液面上的精炼渣的氧势提高，不利于脱硫、脱氧这样一些精炼反应的进行。（2）用氧化性火焰预热真空室或钢包炉时，会使其内衬耐火材料处于氧化、还原的反应交替作用下，从而使内衬的寿命降低。 (3)真空室或钢包炉内衬上不可避免会粘上一些残钢，当使用氧化性火焰预热时，这些残钢的表面会被氧化，而在下一炉精炼时，这些被氧化的残钢就成为精炼钢液二次氧化氧的来源之一。（4）火焰中的水蒸气分压将会高于正常情况下的水蒸气分压，特别是燃烧含有碳氢化合物的燃料时，这样将增大被精炼钢液增氢的可能性。（5)燃料燃烧之后的大量烟气（燃烧产物），使得这种加热方法不便于与其他精炼手段（特别是真空）配合使用。 13.钢的真空脱气分类：钢流脱气、钢包脱气、循环脱气。壹

浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用

编号：AQ-Lw-01468 ( 安全论文) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用 Application of secondary refining technology in cast steel production

浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用备注：加强安全教育培训，是确保企业生产安全的重要举措，也是培育安全生产文化之路。安全事故的发生，除了员工安全意识淡薄是其根源外，还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。只要其中某一道工序或某一个过程失误，均会造成铸造缺陷。当然，同一类缺陷由于场合和零件的不同，往往有不同的形成原因。常言道“三分冶炼，七分铸造”。钢液质量与铸件的质量密切相关。本文中，主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。 1.炉外精炼技术简介 20世纪炼钢技术中的革新，主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连续铸钢法。由于这些实用技术的采用，炼钢生产率飞速提高。炉外精炼技术是设置在转炉和连续铸钢间的连接工序，这一技术的实用化，大大提高并完善亨利贝塞麦发明的液态炼钢法。要提高铸钢生产的质量和产量，同样离不开冶金冶炼技术的发展。炉外精炼技术就是

铸件生产中的适用技术之一。 1.1炉外精炼技术的功能①脱氢、②脱氧、③脱碳、④脱硫、⑤非金属夹杂物的形态控制、⑥成分调整(添加合金)、⑦钢液成分及温度的微调及均匀化、⑧脱氮、⑨脱磷。针对上述功能，衍生出LF法、VD法、VOD法、RH法、SKF’法等炉外精炼设备。但对于各生产厂家具体使用哪种精炼设备，他们会综合考虑冶炼的钢种、生产量、粗／精炼的组合等，选择最适合的炉外精练法。 1.2电炉加钢包精炼炉双联工艺法简介目前，电弧炉炼钢是铸钢件生产中最广泛的炼钢方法之一。这种方法是利用电弧产生的高温和热能熔化固体炉料，实现冶炼的目的。在电弧炉炼钢中为了清除钢液中的气体和夹杂物，通常通过脱碳反应形成钢液沸腾，对钢液激烈氧化。在下一步为了去除钢液中残余的氧，又需要对钢液进行脱氧，因此产生大量的夹杂物，这是电弧炉炼钢难以解决的矛盾。为了解决这一问题，经过冶金工作者多年努力，摸索出双联工艺法方案。即将原电弧炉炼钢的两大期——氧化期及还原期分别放在电弧炉和钢包精炼中进行，各自独立操作，以达到提高钢液的冶炼质

炉外精炼设备安全生产操作(最新版)

炉外精炼设备安全生产操作 (最新版) The safety operation procedure is a very detailed operation description of the work content in the form of work flow, and each action is described in words. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0758

炉外精炼设备安全生产操作(最新版) 1设备与相关设施 1.1精练炉的最大钢水量，应能满足不同炉外精练对钢液面以上钢包自由空间的要求。 1.2钢水炉外精炼装置，应有事故漏钢措施。VD、VOD等钢包真空精练装置，其蒸汽喷射真空泵系统应有抵制钢液溢出钢包的真空度调节措施，并应设彩色工业电视，监视真空罐内钢液面的升降。 1.3VOD、CAS-OB，RH-KTB等水冷氧枪升降机械，应有事故驱动等安全措施;氧气阀站至氧枪的氧气管道，应采用不锈钢管，且应在软管接头前设置长度超过1.5m的铜管。 1.4受钢液高温影响的水冷元件，应设可靠的断电供水设施，确保在断电期间保护设备免遭损坏;可能因冷却水泄漏酿成爆炸事故的水冷元件，如VOD、CAS-OB、IR-UT、RH-KTB中的水冷氧枪，应配

备进出水流量差报警装置;报警信号发出后，氧枪应自动提升并停止供氧，停止精炼作业。 1.5VOD与RH-KTB等真空吹氧脱碳精炼装置、蒸汽喷射真空泵的水封池应密闭，并设风机与排气管，排气管应高出厂房2～4m。所在区域应设置“警惕煤气中毒”、“不准停留”等警示牌。 1.6LF与RH电加热的供电设施，应遵循有关电气规程、规范，设备与线路的绝缘电阻应达到规定值，电极与炉盖提升机械应有可靠接地装置;若RH与RH-KTB采用石墨电阻棒加热真空罐，真空罐应有可靠接地装置。 1.7RH装置的钢水罐或真空罐升降液压系统，应设手动换向阀装置。 1.8真空精炼装置，用氮气破坏真空时，应设大气压平衡阀及恢复大气压信号。信号应与真空罐盖开启、RH吸嘴抽出钢液的动作联锁，当真空罐内外存在压差时，不应开启真空罐盖或抽出RH吸嘴;VOD 与RH-KTB破坏真空系统，应有氮气稀释措施。 1.9蒸汽喷射真空泵的喷射器，应包裹隔声层，废气排出口与蒸

转底炉专利

[1]武钢集团昆明钢铁股份有限公司.一种提高转底炉直接还原铁品质的方法:云南,CN200910094380.9[P].2009-09-23. 本发明提供一种提高转底炉直接还原铁品质的方法。它将转底炉直接还原的铁破碎、细磨成2mm的细粉，在磁场强度为110～160kA/m的条件下，进行磁选，选出铁粉及脉石；经过滤、干燥后，压制成密度大于4t/m3的直接还原铁产品，即可直接入炉炼钢。不但可以除去转底炉直接还原铁中夹杂的残碳和灰分，还可以脱除大部分煤粉带入的S和铁矿石中的脉石，显著提高直接还原铁的质量，直接就可在电炉和转炉中炼钢，有效降低生产成本，经实验验证，磨矿精选过程中直接还原铁基本不会发生二次氧化，金属铁的回收率普遍高于95％，最高可达99％，金属损失较少。 [2]邢传一.一步法炼铁炼钢新工艺及其设备:山东,CN200910014710.9[P].2009-10-21. 一种一步法炼铁炼钢新工艺，它是将经直接还原的热铁球团投入炼铁、炼钢两用炉，同时配以煤及渣料，先进行低压吹氧熔炼，实施炼铁；随后再进行高压吹氧、底吹搅拌，实施炼钢，最后排渣、出钢；接着再向炼铁、炼钢两用炉投入直接还原的热球团，配以煤及渣料，循环上述操作，即实现本发明一步法炼铁炼钢新工艺。本发明工艺流程合理、可行，实现了无高炉炼铁和非转炉炼钢，并实现炼铁、炼钢的有效结合，其占地面积少，设备投资省，热能利用率高，耗能低，吨钢耗能较传统工艺吨钢综合耗能降低60-70％。 [3]四川龙蟒集团有限责任公司.一种直接还原生球块的多级整粒处理方法及其设备:四川,CN200810004353.3[P].2009-07-29. 一种直接还原生球块的多级整粒处理技术，适用于钢铁冶金工业煤基直接还原法的原料准备。它既适用于转底炉直接还原，也适用于竖炉直接还原。它采用多级分散筛除原料生产过程中产生的过大粒料和小颗粒粉料，在入还原炉前将其筛除干净。筛出的粉料，依自身水分条件，返回球块成形前的料仓，或是更前面的混料工段，全部回收利用。入炉料中粉料的筛除干净，有利于转底炉炉床上料的辐射与对流传热，有利于还原炉的冶炼；增加了竖炉透气性，减少了竖炉的结瘤现象。本发明有利于减少粉尘排放，减少粉末对大气的污染，有利于提高金属的收得率，降低成本，增加产量。 [4]北京兰迪尔冶金技术有限责任公司.转底炉煤粒供热新工艺:北京,CN00102708.5[P].2001-08-29. 本发明为一种直接还原炉的燃煤热工工艺。作为煤基直接还原的转底炉以含高挥发份的煤为燃料，煤粒经炉顶料仓及其底部的振动加料机撒到料层表面，被加热放出挥发份，与炉内料层中产生的CO汇合，并同炉子顶部及两侧喷入的热风(400～1000℃)燃烧，供给转底炉所需热量。煤粒挥发后形成半焦，形成料面保护层，出料后半焦可回收利用。 [5]莱芜钢铁集团有限公司.一种含铁物料转底炉双联连续炼钢工艺方法及装置:山东,CN200910015461.5[P].2010-04-21. 本发明涉及一种用含铁物料转底炉双联连续生产钢水的工艺，熔炼炉内预先形成熔池，喷吹含碳物料和氧气，形成泡沫渣；含铁物料通过转底炉还原成金属化率90～97％、温度900～1200℃的含铁物料，通过高温加料系统加入到熔炼炉内被熔化还原；吹入高温氧气或富氧空气，与熔炼炉产生的CO燃烧；钢水通过虹吸口连续流入吹氧炉，并加入少量熔剂到吹氧炉内造渣脱硫、脱磷，用插入式氧枪吹氧进一步调整钢水中的C含量和温度，以获得钢水直接供LF或RH精炼炉。本发明的生产率高，热效率高，炉子寿命长，用一座转底炉、熔炼炉、吹氧炉组成的连续炼钢设备实现了从矿石或含铁物料直接生产钢水，节省设备和基建投

转底炉直接还原炼铁技术20100818

转底炉熔融还原技术直接还原铁是以铁精矿粉为原料，在较低温度下用固体还原剂直接还原得到的固体海绵状铁，也叫海绵铁。由于其成份稳定，杂质含量低是电炉冶炼优质钢的理想原料，其性能优于废钢。直接还原铁－电炉炼钢短流程是钢铁冶金投资小、见效快的工艺流程，拟作为国家九·五重点项目，是很有发展前途的。这种工艺流程国外已有数千万吨的生产规模，而我国尚属空白。由于焦煤资源缺乏，不适于高炉炼铁的地区，采用直接还原铁－电炉炼钢流程，可以不用焦炭，生产直接还原铁所用原料来源广泛、价格低、产品市场大，本项目提供的工艺方法操作简单、易实施，经济效益好，资金回收快，一年即可收回投资且获利。燃料：褐煤、烟煤、无烟煤均可。其它材料：还原剂、保护剂、催化剂、水源广泛。产品为直接还原铁，主要指标为：含铁90%以上，金属化率90%，P<0.030%，S<0.03%，C≤2%，SiO2≤5%等。我国废钢年需求量3000万吨以上，国内可供应2600万吨左右，尚缺400～500万吨。海绵铁可直接入炉，而废钢需切割加工，使用时又增加一笔附加费和废钢相比海绵铁是有竞争力的。投资总额：300万元转底炉熔融还原技术是将配料、混料、制球和干燥后的含碳球团加入到具有环形炉膛和可转动的炉底的转底炉（RHF）中，在1350℃左右炉膛温度下，在随着炉底旋转一周的过程中，铁矿

被碳还原。当铁矿粉成含铁品位在69％以上，采用转底炉直接还原工艺，产品为金属化球团供电炉使用；当铁矿粉含铁品位不低于62％时，采用转底炉-造气炉的熔融还原炼铁工艺，产品为铁水供炼钢使用。金属化球团可以作为高炉的原料。转底炉剖视图

炉外精炼复习题答案完整版

1概述 1名词解释：长流程短流程炉外精炼长流程：以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程短流程:以电炉炼钢工艺为中心的小钢厂生产流程炉外精炼：凡是在熔炼炉(如转炉、电炉)以外进行的，旨在进一步扩大品种提高钢的质量、降低钢的成本所采用的冶金过程统称为炉外精炼。 2转炉炼钢和电弧炉炼钢的不足之处有哪些？( 07级A 电炉炼钢的不足 (1)还原渣有较强的脱硫能力，但炉内渣钢接触面积太小，脱硫能力不能充分利用。氧化期出钢［S］ 0.02%?0.04% ⑵在氧化期H降低到2.5?3ppm在还原期又回升至5?7ppm ⑶在还原期O< 80ppm终脱氧后O< 30ppm出钢过程100?200ppm (4)不能充分发挥超高功率电弧炉的作用转炉炼钢的不足 (1)温度成分不均匀(2) 一般出钢］C］> 0.04%，很难将］C］控制在W 0.02%下出钢

⑶一般出钢］Oi> 500ppm出钢合金化后［O］ > 100ppm (4)脱硫率为30%左右；若铁水［S］< 0.03%，出钢［S］< 0.02%; 若铁水［S］0.002-0.005%，出钢［S］0.004-0.007% ⑸ 脱磷率》90% 终点］P］0.005-0.015%，出钢过程中回磷 (6)氧化性渣FeO> 15% 3炉外精炼的作用和地位？经济合理性有哪些？作用和地位： 1提高质量扩大品种的主要手段 2优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本主要方法 3炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工序衔接炉外精炼的经济合理性 1提高初炼炉的生产率 2缩短生产周期 3降低产品成本 4产品质量提高炉外精炼的任务？炉外精炼的三个特点? 对精炼手段的有哪些要求? （07 级A 炉外精炼的任务

转底炉工艺可研报告

1转底炉工艺概述 1.1前言转底炉用于生产直接还原铁不过约30年的历史，其设备和结构原本脱胎于轧钢用的环形加热炉，其最初目的就是用于处理钢铁厂生产过程中产生的含铁和其他金属的粉尘和废弃物，实践证明其环保功能和价值甚至超过了金属回收本身。随着规模的扩大，也逐渐形成为一种炼铁新工艺，进入煤基直接还原法的先进行列，但仍处在初始阶段，目前最大的转底炉（美国动力钢公司）的规模年产铁不过50万吨，以铁精矿为原料，生产出的DRI经埋弧电炉熔分后为大电炉供应铁水。其他分布在美国、日本等地的一些转底炉几乎都是处理粉尘，其规模一般年产能力20万吨左右，生产出的DRI金属化率70?85%不等，一般不用作电炉原料，其用途或作为高炉原料，或给转炉作冷却剂，或经埋弧电炉熔分后生产出铁水，给炼钢电炉热装。转底炉的环保效益是与其工艺特点分不开的，主要特点是高温快速还原。首先是把含金属氧化物的粉尘和废弃物还原成金属；其次是高温下许多有害元素和物质能够挥发或分解，能燃烧的用作燃料；第三是本身是封闭系统，微负压操作，过程中基本无排放，最终的固体产物和经过净化的烟气均符合环保要求，而且烟气余热得到充分利用。因此转底炉在一些发达国家（如美国、日本）已列为处理所在地域冶金厂粉尘和废弃物的有效措施，并要求冶金企业无偿提供，并倒贴一定处理费用。这些厂家因为国家环保要求深埋而要花费更高费用，所以也乐于如此。 1.2发展状况最早生产规模的转底炉处理冶金厂粉尘和废弃物的是美国INMETCO，由国际镍集团INCO.Ltd开发，该集团国际金属回收公司1978年在美国宾州 Eillwood城建成第一座转底炉，外径16.7米，炉底宽4.3米，主要是用来处理多种冶金厂含铁粉尘和废弃物，生产出的金属化率85?92%的金属化球团（DRI）进入埋弧电炉熔化，获得铁水和炉渣（作为副产品出售），与此同时还回收Zn、Ni、Cr等金属。已运行近30年，效益良好，成为美国中东部钢铁厂废弃物处理中心。此外，美国MR&E公司开发的Dry-Iron转底炉工艺于佃97年4月在田纳西州的Jackson 建成一座转底炉，年处理粉尘能力为20万吨，产品金属化率达90%,脱锌率达95%，同时还可脱锑、钾、钠等元素。日本神户制钢同美国Midrex公司共同开发的Fastmet转底炉当前主要是用