【新版】年冶炼20万吨含铁矿及生产10万吨熔融还原铁项目工艺技术实现方案
年冶炼20万吨含铁矿生产10万吨熔融还原铁项目工艺技术方案
一、编纂依据：
本项目依据：国务院国发[2005]40号《产业结构调整指导目录(2005年本)》中华人民共和国国家发展和改革委员会令第40号和国家发展改革委公开征求对《产业结构调整指导目录（2007年本）》（征求意见稿）的意见
二、公司简介
沈阳博联特熔融还原科技有限公司是东北大学的冶金技术研究所有限公司与烟台市亿泰熔融还原科技有限公司整合后,新成立的煤基熔融还原铁专业研究的科技公司。
本公司以研发前沿、实用的冶金新技术为己任,更加以东北大学雄厚的学术力量为技术后盾;坐拥国家一流冶金实验室;以及双方之前各自拓展的广阔市场空间。强强联合使整合后博联特科技公司如虎添翼。将把我们开发出的最新、最实用的“非焦”炼铁技术（等离子熔融还原炼铁工艺）推向世界。
可以冶炼高品位矿，特别对贫、低、呆铁矿无磁性或弱磁性等矿以及含铁尾渣，有很好的回收和利用技术。
对鲕状赤铁矿、羚羊石矿等难以分选的矿种还原加工成砾铁或熔融铁都有较高处理水平和冶炼出高品质的炼钢炉料。
对高硫、高磷、高砷铁矿有着较好的脱硫、脱磷和脱砷技术。
三、工艺简介
熔融还原炼铁技术是当代冶金工业中最引人注目的前沿开发技术之一、是国家发改委明文支持的炼铁项目。它的开发是对传统的焦炉—烧结（球团）—高炉炼铁工艺的根本性变革。我公司经数年研究，成功开发出微波等离子熔融还原炼铁工艺。
3.1、发展概况:
我公司对国外诸多熔融还原炉的原理、结构，进行了认真剖析、研究和试验。采用微波等离子技术，对这一技术进行集成创新。对埋入式抢、富氧浓度、还原层深度等进行了大量的研究和试验。在还原催化、等离子喷枪、粉尘抑制、余热利用等方面取得了详实的数据，形成完整、成熟的煤基熔融还原工艺。并在辽宁建设了炉容为28㎡的示范炉工厂，设备第一期生产时间很短，2009年3月---6月期间进行多次工业试验，主要对喷枪、供煤系统和其它辅助设备进行了大量改进，还按计划给还原炉更换了不同性质的耐火材料。第二期生产于2009年6月中旬开始，设备超过了设计产量和运行标准，至6月底，设备达到了连续、稳定的生产状态。
本工艺生产的大量余热可以用于余热发电，完全满足整个工厂生产和生活用电，降低生产成本。
本工艺技术与国际一流的还原铁技术:韩国浦项COREX技术、澳大利亚hismeiltr技术、日本的dios技术,一起成为中国独立知识产权的“非焦”炼铁领域最成熟、最先进的工艺、和较完备的装备，各项指标均优于COREX技术、hismeiltr技术和dios技术。
3.2 原料
炼铁成本的主要构成有铁矿、能源、设备投资、消耗品和劳动力成本。煤基熔融还原项目提供了使用廉价铁矿和煤的机会，以形成简单、低成本的熔融还原铁水生产技术。由于对铁矿质量要求不高，熔融还原技术可处理海滩铁矿砂、精矿、金属尾矿、钢铁工业废料、硫酸渣等低价含铁原料，也可使用常规铁矿；可直接接受2 -20mm范围内的粉矿和块矿，通过加湿造球或使用喷枪也可利用
小于2mm的粉矿；矿石的矿物结构要求不严，赤铁矿、含铁矿以及其它含铁的化工尾渣也可使用本技术。
由于使用了液渣熔池，原料是否爆裂和强度大小等物理特性并不重要，因此，无需价格昂贵的焦炭。烟煤、无烟煤、可燃废料均可使用。
熔融还原工艺可使用气煤作燃料和还原剂，或者结合使用天然气，最好是用煤碳作还原剂。虽然煤的固定碳含量越高，煤的消耗越低，而煤的挥发份越高，煤的消耗也越高，但该工艺对煤质的适用范围广。对煤中含水量不苛刻，但水分多会增加能耗，将煤干燥至含水6%左右为好。
由于无需使用焦炭（价格高、环保费用大），避免了过大的投资费用以及与焦炉有关的环保问题。根据我们的实验成本分析结果，产能为15万/年熔融还原铁生产设备，熔融铁水的成本低达1700元/吨。国外使用进口铁矿和煤的同样设备，成本为1988元/吨。而采用传统高炉生产的铁水，成本为2450元/吨。根据上述分析，我们有理由宣称：微波等离子熔融还原技术是目前成本最低的工业性熔融还原铁生产设备，具有强大的生命力和发展前途。
3.3、说明
编写本方案的目的是：为了对年产贵公司10万吨煤基熔融还原铁生产线总体进行技术、生产方案设计，提出建设的总体方案，为今后的工程施工奠定基础，同时提出项目投资估算。
3.4、项目背景介绍
采用本公司先进的微波等离子熔融还原铁工艺。设计、建设一条熔融还原铁生产线，满足用户日处理Fe≥50%的含铁矿670吨，生产熔融还原铁的要求方案。提出投资估算。
设计依据：用户提供的原料指标说明及双方交流内容。
任务承担者：沈阳博联特熔融还原科技有限公司
3.5、设计范围
根据用户提供的原料参数，目标产品要求，设计一套微波等离子熔融还原工艺的熔融铁生产线，通过这条线实现日处理（50%）含铁矿670吨或生产330吨熔融还原铁的目的，本项目的设计、施工范围包括：
1、原料予整理、配料、上料、等离子熔融还原炉、送风系统、冷却系统、氧气（富氧）制备系统、自动控制系统等设备成套；
2、配电系统变压器低压端以后部分；
3、炉内温度自动控制、软件部分；
4、系统的施工、系统软件编程、调试投入运行。
5、余热发电部分。
四、方案设计
1．工艺概况
本项目生产线主要工艺路线为：采用煤粉、铁粉和助剂按工艺要求入炉，利用微波等离子喷枪等核心设备，使矿粉快速还原并熔融成铁水。
真正实现了煤基熔融炼铁。生产运行成本非常低。使投资业主获得很好的经济和社会效益。
煤基熔融还原铁生产的工艺过程如下：生产原料分别放置在石灰石库、铁矿粉库、粉煤灰库，三种原料按照一定配比调节皮带称或核子秤下料量，混合成原料粉，输送系统将原料粉传送进步给料机入炉。生料由传送皮带和入熔融炉提升机送入熔融炉料仓。生料经入熔融炉料斗进入等微波离子熔融炉。在等离子熔融
直接还原炼铁
直接还原炼铁 在低于矿石熔化温度下，通过固态还原，把铁矿石炼制成铁的工艺过程。这种铁保留了失氧时形成的大量微气孔，在显微镜下观察形似海绵，所以也称为海绵铁；用球团矿制成的海绵铁也称为金属化球团。直接还原铁的特点是碳、硅含量低，成分类似钢，实际上也代替废钢使用于炼钢。习惯上把铁矿石在高炉中先还原冶炼成含碳高的生铁。而后在炼钢炉内氧化，降低含碳量并精炼成钢，这项传统工艺，称作间接炼钢方法；而把炼制海绵铁的工艺称作直接还原法，或称直接炼铁（钢）法。 直接还原原理与早期的炼铁法（见块炼铁）基本相同。高炉法取代原始炼铁法后,生产效率大幅度提高,是钢铁冶金技术的重大进步。但随着钢铁工业大规模发展，适合高炉使用的冶金焦的供应日趋紧张。为了摆脱冶金焦的羁绊，18世纪末提出了直接还原法的设想。20世纪60年代，直接还原法得到发展，其原因是：①50～70年代，石油及天然气大量开发，为发展直接还原法提供了方便的能源。②电炉炼钢迅速发展，海绵铁能代替供应紧缺的优质废钢,用作电炉原料,开辟了海绵铁的广阔市场。③选矿技术提高,能提供高品位精矿,使脉石含量可以降得很低，简化了直接还原工艺。1980年全世界直接还原炼铁生产量为713万吨，占全世界生铁产量的1.4％。最大的直接还原工厂规模达到年产百万吨，在钢铁工业中已占有一定的位置。 海绵铁中能氧化发热的元素如硅、碳、锰的含量很少，不能用于转炉炼钢，但适用于电弧炉炼钢。这样就形成一个直接还原炉－电炉的钢铁生产新流程。经过电炉内的简单熔化过程，从海绵铁中分离出少量脉石，就炼成了钢，免除了氧化、精炼及脱氧操作，使新流程具有作业程序少和能耗低的优点。其缺点是：①成熟的直接还原法需用天然气作能源，而用煤炭作能源的直接还原法尚不完善，70年代后期，石油供应不足，天然气短缺，都限制了直接还原法的发展。②直接还原炉－电炉炼钢流程，生产一吨钢的电耗不少于600千瓦·时,不适于电力短缺地区使用。③海绵铁的活性大、易氧化，长途运输和长期保存困难。目前，只有一些中小型钢铁厂采用此法。 现在达到工业生产水平或仍在继续试验的直接还原方法约有二十余种，主要分为两类：使用气体还原剂的直接还原法按工艺设备来分，有三种类型，包括竖炉法、反应罐法和流态化法。作为还原剂的煤气先加热到一定温度（约900）,并同时作为热载体，供还原反应所需的热量。要求煤气中H、CO含量高,CO、H O含量低；CH在还原过程中分解离析的碳要影响操作,含量不得超过3％。用天然气转化制造这样的煤气最方便；也可用石油（原油或重油）制造，但价格较高。用煤炭气化制造还原气，是正在研究的课题。 竖炉法在竖炉中炉料与煤气逆向运动，下降的炉料逐步被煤气加热和还原，传热、传质效率较高。竖炉法以Midrex法为代表，是当前发展最快、应用最广的直接还原炼铁法，其改进的生产流程示意见图1[ Midrex法生产流程示意]
200万吨直接还原铁项目概述(对外)
你好！ 我们这项目的基本情况汇报给你。 一、项目内容 200万吨直接还原铁钢厂项目，建厂主要内容包括：码头、原料场、直接还原铁、炼钢、轧钢系统、发电、制氧等公辅设施及办公生活综合设施等。 二、主要产品 一条高速线材生产线年产60万吨，Φ5.5~16mm高速无扭热轧盘条。一条棒材生产线年产60万吨，生产高强度带肋钢筋和圆钢；另一条棒材生产线年产80万吨。生产高强度带肋钢筋和圆钢。 三、工艺及主要设备 序 号 工序项目规格座数 1 码头码头 2 料场原料场 3 直接还原多层炉Φ17.5m*1.5m*12 4 回转窑Φ6m*90m 4 熔分炉110mw 2 4 炼钢提钒设施 转炉100t，5机5流方坯 2 5 轧钢高线高线60万吨，棒材140万吨 3 棒材A 60万吨 棒材B 80万吨 6 公辅设施制氧10000m3/h 2 发电2*160MW 2 给排水 检化验 库房合金、耐材库；成品库 总图运输 检维修 7 综合设施生活、办公 四、直接还原铁工艺流程图
多层炉：干燥脱水、去除挥发分；炉料的排出温度500℃； 回转窑：还原，炉料的出口温度950-1000℃； 熔分炉：熔化、渣铁分离；渣1500-1550℃；铁水1450-1500℃； 五、原料燃料成分 海砂精矿粒度：0.05~0.25mm。 成分Tfe TiO2 V2O5 MnO SiO2 Al2O3 CaO MgO P S 典型值（%）56.8 7.7 0.45 0.66 3.9 3.7 1.5 3.4 0.18 0.04 煤的成分 名称M V A C S 数值21 34 4.5 40.5 0.22 粒度：≤50mm，100％；＜3mm，≯20％。 200万吨年耗量 序号名称耗量(万t/a) 日耗量(t/d) 小时耗量 1 海砂矿380 11500 479.17 2 熔剂24 750 31.25 3 煤280 8484.848 353.54 六、我们想了解： 直接还原铁部分4座多层炉（多膛炉）、4条回转窑、2座熔分炉现在造价（估算）？ 包含土建、设备、安装等
第三章钒钛磁铁矿直接还原基本原理
3.1 钒钛磁铁矿矿物特征及其还原特点 3.1.1 钒钛磁铁矿的矿物特征 钒钛磁铁矿还原过程表现的种种特点都是由它的矿物组成及结构特征和精矿处理过程（如钠化-氧化）所导致的变化而引起的。 钒钛磁铁矿的主要金属矿物为钛磁铁矿和钛铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿、次生黄铁矿；硫化物以磁黄铁矿为主，另有钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫镍钻矿、紫硫铁镍矿、黄铜矿、黄铁矿和墨铜矿等。脉石矿物以钛普通辉石和斜长石为主，另有钛闪石、橄榄石、绿泥石、蛇纹石、伊丁石、透闪石、榍石、绢云母、绿帘石、葡萄石、黑云母、拓榴子石、方解石和磷灰石等。某单位对太和铁精矿的矿相组成鉴定结果为：钛磁铁矿占92%，钛铁矿占3%，硫化物占1.5%，脉石占3.5%。 化学光谱分析表明，攀西地区钒钛磁铁矿中含有各类化学元素30多种，有益元素10多种，若按矿物含量进行排序，依次为Fe、Ti、S、V、Mn、Cu、Co、Ni、Cr、Sc、Ga、Nb、Ta、Pt；若以矿物经济价值排列，则排序为Ti、Sc、Fe、V、Co、Ni。 钛磁铁矿是由磁铁矿（Fe3O4）、钛铁晶石（2FeO·TiO2）、铝镁尖晶石（MgO·Al2O3）、钛铁矿（FeO·TiO2）所组成的复合体。钛铁晶石是磁铁矿固溶体分解的连晶，交织成网格状，片宽仅0.0002～0.0006毫米。镁铝尖晶石呈粒状及片晶状与磁铁矿晶体密切共生，其粒度一般为0.002～0.030毫米，片晶宽度一般为0.002～0.008毫米。钛铁矿多为片状、板格状，粒晶多为0.01毫米，片晶一般宽0.030～0.0015毫米。 由于精矿磨矿粒度要求-200目（相当于0.074毫米）占80%，故上述与磁铁矿共生的各种矿物无法机械分离，在铁富集时，钛也富集了，这就是钒钛磁铁矿不能通过选矿将铁与钛分离的根本原因。 3.1.2 钒钛磁铁矿的还原特点 （1）含Ti的铁氧化较难还原 钛磁铁矿矿物中的铁处于还原难易程度不同的状态中，与磁铁矿相比，钛铁晶石、钛铁矿等含Ti的铁氧化物较难还原的。根据Ti与Fe的结合的形式不同，含Ti的铁氧化物还原的难易程度又有很大差异，这部分铁占全铁的比率对球团还原的金属化率影响较大。 攀枝花红格矿区钒钛铁精矿的化学成分组成如表3-1所示。 表3-1钒钛铁精矿化学分析结果（%） Fe 下：
直接还原铁生产工艺的分析
直接还原铁生产工艺的分析 世界上直接还原铁生产技术已经成熟, 技术发展极为迅速, 根据Midrex 公司预测, 2010年全世界 直接还原铁产量将超过7300万t。于高炉流程存在着生产成本过高和环境污染的两大难题, 炼铁工艺由 高炉流程逐步向直接还原铁短流程过渡已成为定局。当今的钢铁企业对这一革命性技术工艺越早开发越 能占据主动; 不敢承担风险, 迟疑不前, 必将处于被动和落后的局面。因此, 直接还原铁的开发不是“有 所为”和“有所不为”的问题, 而是生产工艺的选择问题。 1 世界直接还原铁生产技术现状 1.1 生产工艺发展态势 由于某些国家天然气资源丰富, 直接还原铁生产技术在南美洲、南非和东南亚诸国的发展极为迅速, 而印度则后来居上; 特别是委内瑞拉、墨西哥等国, 生产历史已超过20余年, 生产规模不断扩大, 直接 还原铁产量已占本国钢铁产量的绝对份额; 而奥钢联、韩国合作开发的直接还原与熔融还原技术与日俱进; 浦项钢铁公司的直接还原铁生产大有代替高炉炼铁之势。对这样的发展态势, 作为世界钢铁生产大国的中国, 我们绝不可掉以轻心。 1.2 世界直接还原铁主要生产工艺 ??? 世界直接还原铁生产工艺大致可分为两大类: 一种是气基竖炉生产工艺; 一种是煤基回转窑生产工 艺。前者生产量约占总产量的92%, 而后者约占总产量的8%。在这两种生产技术的基础上, 又发展了熔 融还原生产技术。近年来, 将直接还原与熔融还原技术加以组合, 形成了COREX-Midrex联合流程, 颇受 人们的关注。直接还原铁主要生产工艺见表1。 ??? 应该指出, 世界上Midrex法和HYL法应用的比较普遍, 各项技术经济指标亦趋稳定, 生产工艺成熟 可靠。特别是墨西哥的HYL法, 生产技术不断创新, 由于开发了“自重整”技术, 使建设费用减少了 26% , 电炉的耗电降低了5%～6%。印度由于缺乏天然气, 但精煤的资源丰富, 因此多采用煤基回转窑 的生产方法。多年的生产实践证明, 煤基回转窑无论是在生产成本、生产效率还是环境保护方面, 均不及 气基竖炉法。 1.3 熔融还原法 熔融还原法也是采用直接还原的原理, 将铁精矿直接还原成熔融铁, 通常以煤为还原剂, 将还原炉与 熔铁炉置于一身, 其最终产品不是海绵铁或热压铁块, 而是熔融铁。主要的生产厂家如下： (1) 南非的伊斯科公司： COREX—1000, 生产能力为30万t/a, 现已生产了300万t; (2) 韩国：COREX C—2000, 1995年11月投产, 1997 年市场上又出现了C—3000R, 其生产能力约为C—2000的13.5 倍。目前, 世界上采用熔融还原法生产的共有7家, 总生产能力超过500万t/a, 相当 于世界铁水总生产量的1%。 1.4 COREX-Midrex 联合生产工艺 ??? 该技术是奥钢联与浦项钢铁公司联合开发成功的。这项技术一出现, 即显示出其独特的优点, 它具有 气基竖炉和熔融还原的优点, 又不需外来气源, 因此对天然气缺乏的厂家来说是求之不得的。COREX-Midrex 联合流程示意图见图1。 对COREX-Midrex联合流程的三点看法： (1) COREX-Midrex联合流程(正准备建1台90万t/a 的装置, 并计划于2005年代替浦项1号高炉(1666m3) ) 虽有其先进性的一面, 但由于开发成功的时间较短, 因此工业生产的考验约在2010年才能有 结论; (2) 由于煤与熔融铁直接接触, 煤中绝大部分硫进入熔融铁中, 因此生产出的还原铁并非纯净铁, 其 铁中的含硫量(0.015%～0.020%) 相当于高炉铁; (3) 对高炉流程的系统设备和资源(包括技术资源) 未能加以利用。因此该工艺适合于新建的位于城 市周边的钢铁厂或轧钢厂。 2钢铁联合企业生产直接还原铁技术工艺的选择 据专家预测, 在未来30～40年, 全世界钢铁生产工艺仍将以高炉流程为主。就是说, 高炉仍将长时 间存在。有高炉, 就必然有焦炉。如何在现有的高炉流程的基础上, 加以合理地、科学地改造, 使高炉 流程向直接还原铁生产的短流程逐步过渡, 达到既能生产高炉铁, 又能生产直接还原铁, 进一步降低钢材 成本, 改善生产环境的目的, 这是广大钢铁工作者义不容辞的责任。 2.1 铁精矿的准备问题 直接还原铁开发的初级阶段对入还原炉的铁精矿的技术要求非常苛刻, 一般要求块矿入炉, 铁精矿含 铁量在70%以上, SiO2含量在2%以下, 特别对煤基回转窑入炉铁精矿中低熔点金属的含量有更严格的要 求。随着直接还原铁技术的发展, 入炉铁精矿的技术条件越来越放宽, 并以直接还原本身的技术进步加以 补偿。例如, FNEX技术的开发成功, 使块矿入炉变为粉矿或氧化球团矿均可入炉, 这大大有利于直接还 原铁技术的开发。 ??? 西欧炼铁界开发的精矿加工处理技术, 使还原炉入炉铁精矿达到其技术要求, 保证了还原炉生产的顺行, 其流程示意图见图2。 2.2 气基竖炉还原炉两段反应机理 一段: 3Fe2O3 + H2= Fe3O4+ H2O
直接还原法生产生铁与熔融还原法生产生铁
直接还原法生产生铁与熔融还原法生产生铁 （一）直接还原法生产生铁 直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。 该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。 直接还原法分气基法和煤基法两大类。前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂，在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。主要有FASMET法等。 直接还原法的优点有： （1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢； （2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响； （3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序； （4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。直接还原法的缺点有： （1）对原料要求较高：气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤；（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。 直接还原法已有上百年的发展历史，但直到20世纪60年代才获得较大突破。进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。其主要原因是：（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。 （2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。 （3）选矿技术提高，可提供大量高品位精矿，矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需加以脱除的程度，从而简化了直接还原技术。 当前世界上直接还原铁量的90％以上是采用气基法生产的。 我国天然气主要供应化工和民用，不可能大量用于钢铁工业。由于我国煤炭储量相对丰富，20世纪90年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地形成了一定的生产规模。 直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的金属铁。按生产方法可分为煤基直接还原铁和气基直接还原铁；按用途可分为炼钢用直接还原铁和其它用直接还原铁；按产品形式可分为海绵铁（DRI）和热压块铁（HBI）。 目前国内直接还原铁没有国家统一标准生产规格，只有行业内的不成文的标准，
铅冶炼工艺流程
铅冶炼工艺流程选择 氧气底吹熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹（ISA或Ausmelt）熔炼—鼓风炉还原法在工艺上都是将冶炼的氧化和还原过程分开，在不同的反应器上完成，即在熔炼炉内主要完成氧化反应以脱除硫，同时产出一部分粗铅和高铅渣。高铅渣均是通过铸渣机铸成块状再送入鼓风炉进行还原熔炼，产出的粗铅送往精炼车间电解，产出的炉渣流至电热前床贮存保温，前床的熔渣流入渣包或通过溜槽进入烟化炉提锌。随着我国对节能减排和清洁生产政策的不断贯彻落实，上述工艺的弊端也显现出来，鼓风炉还原高铅渣块，液态高铅渣的潜热得不到利用，还要消耗大量的焦炭，随着焦炭价格的提升，炼铅成本居高不下。电热前床消耗大量的电能和石墨材料，也增加了冶炼成本，同时需要占用大量的土地和投资。 为了适应环保、低炭、节能降耗的需求，新的技术不断出现，目前在河南省济源豫光金铅，金利公司、万洋集团各自采用的液态高铅渣直接还原的三种炉型代表了我国铅冶炼发展的最高水平。 一、豫光金铅底吹还原工艺： 取消鼓风炉，不用冶金焦，实现液态渣直接还原，与原有富氧底吹炉氧化段一起，形成完整的液态渣直接还原工业化生产系统。具体技术方案为：铅精矿、石灰石、石英砂等进行配料混合后，送入氧气底吹炉熔炼，产出粗铅、液态渣和含尘烟气。液态高铅渣直接进入卧式还原炉内，底部喷枪送入天然气和氧气，上部设加料口，加煤粒和石子，采用间断进放渣作业方式。天然气和煤粒部分氧化燃烧放热，维持还原反应所需温度，气体搅拌传质下，实现高铅渣的还原。工艺流程如图1。
图1 豫光炼铅法的工艺流程图 生产实践效果 8万t/a熔池熔炼直接炼铅环保治理工程主要包括以豫光炼铅法为主的粗铅熔炼系统、大极板电解精炼系统和余热蒸汽回收利用系统等。项目09年2月正式开工，09年8月进行设备安装，2010年元月开始空车调试，3月28日熔炼系统氧化炉点火烘炉。目前氧化炉、还原炉、烟化炉、硫酸及制氧系统均正常生产，经几个月的生产检验，各项环保指标优于国标，技经指标达设计水平。 豫光炼铅新技术的主要特点 （1）流程短：工艺省去了铸渣工序，淘汰了鼓风炉，减少了二次污染和烟尘率（国际同类技术的烟尘率一般在15%左右，而豫光炼铅法的烟尘率仅为7～8%）。 （2）自动化水平高：工艺可在氧化、还原等关键工序中设置3000多个数据控制点，实现全系统的DCS集中自动控制，用工大幅减少，系统生产更安全稳定性。 （3）低能耗：该工艺不仅利用了渣和铅的潜热，熔池熔炼时传热传质效率高，能耗大大降低。粗铅能耗比氧气底吹-鼓风炉炼铅低25%左右，比传统工艺低约50%。 （4）低排放：采用天然气、煤粒替代焦炭，达到清洁生产的目标，SO2排放浓度和远低于国家标准，仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅中鼓风炉排放量的10%，同时CO2排放量仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅工艺的22%。 （5）清洁化生产：密闭性好的熔炼设备缩短了工艺流程，减少了无组织排放量，实现了铅清洁化生产。终渣含铅指标比国际同类工艺低2%左右，资源利用率提高。
直接还原铁的品质与用途
直接还原铁的品质与用途 直接还原铁即粉末冶金还原铁粉生产中的海绵铁。炼钢中的海绵铁的品质要求与粉末冶金用海绵铁的品质要求不同,其含铁量在90%以上,但要控制S,P,Pb,Zn,Bi,As等有害元素的含量。用于生产还原铁粉的直接还原铁其技术条件为:TFe=97.5%～98.0%、金属化率≥95%、C=0.3%～0.4%、S、P≤0.020%、Si≤0.10%。用于炼钢的直接还原铁其技术条件为:TFe≥91%、金属化率≥85%、S、P≤0.020%、Si≤0.20%。 直接还原铁除了作为电弧炉冶炼原料以外,直接还原铁还是氧气转炉的优质冷却剂和炉料,对转炉的冷却效果是废钢的112～2倍。应用直接还原铁后转炉冶炼可获得多种效果,如稀释铁水中的S、P、Bi、Pb、Zn、As等有害杂质元素含量,消除废钢对炉衬的机械损耗作用,改善自动加料和终点控制,提高计算机自控水平,提高生产率等。 所以将钢厂的含铁氧化物为原料建立直接还原铁生产线,投产后其产品在钢铁企业的用途是广泛的、有益的。 基本特点： 1、化学成分稳定，有效稀释钢中残余和夹杂金属元素含量，改善钢的质量； 2、P、S有害元素含量低，可缩短精炼时间； 3、减少装料次数、减少停电作业和热损失，熔化速度快、电耗低、可提高效率、降低成本； 4、熔化期中，供电作业稳定，允许大功率供电、口音低、烟尘少、工作环境好； 5、使用成本低廉，经济效益高。编辑本段生产工艺：在工业上应用较多的有铁磷还原法，铁精矿粉还原法等，即将轧钢氧化铁磷或精矿粉经还原铁压块机压制成块后，装入焙烧管进窑焙烧，生产出了优质还原铁。直接还原铁经粗破（将直接还原铁锭破成块状）中破（将块状直接还原铁破碎成0～15mm的颗粒状）后，再经过磁选，去除SiO2、、CaS和游离碳等杂质。用户可再次使用还原铁压块机压制直接还原铁颗粒，使直接还原铁颗粒成型并达到一定的堆比重g/cm3要求。直接还原铁破碎颗粒直接影响压块物理特性（压缩性、成型性、堆比重g/cm3）对特钢生产起到至关重要的作用。 1. 铁磷还原法：轧钢氧化铁磷是钢材在加热炉中加热后在轧制过程中，其表面氧化层自行脱落而产生的。还原海绵铁可采用热轧沸腾钢氧化铁磷作原料，因为沸腾钢氧化铁磷中的TFe、C、S、P化学成分含量，能满足还原海绵铁生产的技术要求，在还原海绵铁中最好不要以高碳钢或合金钢氧化铁磷为原料。2. 铁精矿粉还原法：磁铁矿的主要成分是Fe3O4经采用湿式球磨、湿式磁选、联合选矿工艺后产出的普通精矿粉，是生产还原海绵铁的优选原料。3. 隧道窑工艺即固态碳还原工艺。碳是通过与耐火罐中的氧在高温下形成一氧化碳以气相还原的，见下式：C+O2→CO2 CO2+C→2CO Fe3O4+CO→3FeO+CO2 FeO+CO→Fe+CO2 为了脱除固态还原剂中的硫配入石灰石粉通过炉中的化学反应吸收还原剂中挥发的H2S以免渗入海绵铁中，见下列反应式：CaCO3→CaO+CO2 CaO+H2S+C→CaS+H2+CO 氧化铁在隧道窑中加热被固体碳还原的过程是比较复杂的过程。炉料以预热到还原、冷却将产生一系列物理化学变化，隧道结构和性能是影响海绵铁产量、质量的重要因素。但控制和调节有关工艺参数使炉内整个系统达到平衡，从而达到还原目的。又是决定产品产量、质量的关键。编辑本段工艺流程：直接还原铁的生产工艺流程可分为如下五个工序：一.原料准备及其烘干破碎工序：将脱硫剂、还原剂两种物料装入定量料斗，定量料斗按两种物料的重量比，通过输送机将物料送到烘干室内对两物料进行烘干、混合。烘干后的物料含水量小于3%，烘干后的物料，通过输送机送到还原剂破碎机内进行粉碎，粉碎粒度为1.5mm以下。破碎后的
FINEX熔融还原工艺
FINEX熔融还原工 FINEX针对COREX必须使用块矿或球团作原料以保证还原竖炉透气性的特点加以改进。其特点是采用多级（4级）流态化床反应器代替还原竖炉。在反应器中加入铁矿粉，利用熔融气化炉产生的热还原气体，呈一定速度与矿粉反向流动。因反应器内炉料呈流态化状态，不存在炉料透气性问题，所以炉料可全部使用粉矿。 多级反应器出来的细颗粒的直接还原铁（DRI）在热状态下压制成块，然后装入熔融气化炉。<80mm的块煤直接加入熔融气化炉，小于8mm的粉煤加入有机粘结剂压制成块入炉。 熔融气化炉从下部风口鼓入氧气，进行熔炼。 熔融气化炉产生的热还原气体依次通入4级反应器最后排出。排出的煤气约41%通过加压变压吸附除去CO2，使煤气中的CO2从33%降到3%，再通入反应器作为还原气体再利用。其余煤气输出供发电或其他用途。 FINEX的技术优势是： （1）FINEX可以100%使用非炼焦煤，而且对煤种和成分没有严格限制。 浦项在试验过程中采用过的煤种固定碳54.49%~72.26%，挥发分18.37%~38.72%，灰分7.32%~16.67%，都可以冶炼出合格生铁。目前，采用30%半软质煤和70%动力煤混合。又因为粉煤可压块入炉，对入厂的煤炭利用比较充分。浦项公司目前使用压制型煤60%~70%，喷煤粉15%~20%，其余为块煤。因冷压块煤强度高，可以达到焦炭的75%，而块煤只有30%，因此FINEX可以不用焦炭。FINEX对使用的粉状矿石成分和粒度也无严格要求。粉矿直接入炉拓宽了资源范围，也节
省了加工费用。这两点都优于COREX工艺。 （2）也像COREX一样，开停炉十分便利，污染少，环保水平高。 FINEX由于省去了污染严重的烧结、球团和炼焦工厂，使工厂水环境和和大气环境得到极大改善。又因冶炼用纯氧进行，煤气中NOx很少。而煤中硫在熔融气化炉中生成H2S，随还原气体进入反应器，在流态化状态下与熔剂生或CaS和MgS入渣排出。所以SOx排出量与高炉相比，减少许多。而铁水中的含硫量则与高炉近似（0.015%~0.025%）。因为熔融气化炉中的煤是在高温下燃烧气化的，所以不会产生二恶英。并且，FINEX是一个紧凑、密闭系统，烟尘的排放量很小。 实践显示，FINEX流程的SOx、NOx、粉尘的排放量与高炉流程相比，只有6%、4%和21%。并且没有焦化含酚、氰等污水排放，是一种清洁生产工艺。 （3）关于FINEX的能耗 FINEX的优势是用贮量丰富的普通煤种代替焦煤，但流态化反应器的还原效率不如竖炉，其金属化率只有80%~85%，增加熔融气炉的还原负担使得每吨生铁耗用的煤量要比高炉燃料比高得多。目前，先进的大型高炉燃料比约500kg/t，而FINEX约850kg/t（也有报导是1050kg/t），还有500Nm3/t的氧气消耗。但高炉工艺要考虑焦化、烧结、球团等铁前工序的能耗，则二者的差距明显减少。加上FINEX从煤气回收的能量远高于高炉，有计算表明FINEX的工序能耗还略低于高炉工艺（含铁前工序）。 （4）关于FINEX建设投资 由于取消了焦化、烧结和球团工厂，FINEX投资将大为降低。但FINEX庞大的制氧系统和昂贵的技术引进费用，又使其投资增加。需要
流态化还原炼铁技术
流态化还原炼铁技术 流态化(fluidization)是一种由于流体向上流过固体颗粒堆积的床层而使得 固体颗粒具有一般流体性质的物理现象,是现代多相相际接触的工程技术。使用流态化技术的流化床反应器因具有相际接触面积大,温度、浓度均匀,传热传质条件好,运行效率高等优点而应用于现代工业生产。 高炉炼铁技术在矿产资源受限和环保压力增大等形势下,将面临着前所未有的挑战。铁矿石对外依存度过高、铁矿石粒度越来越小和焦炭资源枯竭等状况,迫使人们加快步伐探索改进或替代高炉工艺的非高炉型炼铁工艺。以气固流态化还原技术为代表的非高炉炼铁工艺逐步受到重视。 新工艺的建立和发展需要理论研究作为支撑。目前国内对于流态化还原炼铁 过程中的气固两相流规律的认识还不够深入,特别是对不同属性铁矿粉的流态化特性、不同操作条件下的流态化还原特性,以及反应器结构对流态化还原过程的影响等相关研究还不够充分,基于流态化还原技术的新工艺要成熟应用于大规模工业生产还有明显距离。 发展流态化技术须重视基础研究 流态化技术可以把固体散料悬浮于运动的流体之中,使颗粒与颗粒之间脱离接触,从而消除颗粒间的内摩擦现象,使固体颗粒具有一般流体的特性,以期得到良好的物理化学条件。流态化技术很早就被引入冶金行业,成为非高炉炼铁技术气基还原流程中的一类重要工艺。流态化技术在直接还原炼铁过程中主要有铁矿粉磁化焙烧、粉铁矿预热和低度预还原、生产直接还原铁的冶金功能。 我国从上世纪50年代后期开始流态化炼铁技术的研究。1973年~1982年,为 了开发攀枝花资源,我国进行了3次流态化还原综合回收钒钛铁的试验研究。中国科学院结合资源特点对贫铁矿、多金属共生矿的综合利用,开展了流态化还原过程和设备的研究;钢铁研究总院于2004年提出低温快速预还原炼铁方法(FROL TS),并
熔融还原炼铁技术
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
我国钒钛磁铁矿直接还原分析
我国钒钛磁铁矿直接还原分析 摘要 本文概括地介绍了我国钒钛磁铁矿资源分布情况。钒钛磁铁矿是重要的资源，世界各国的研究及生产实践表明，使用高炉冶炼法钒钛磁铁矿是难以冶炼的铁矿石。因此钒钛磁铁矿冶炼大量使用非高炉冶炼法，即采用直接还原法。本文详细地阐述了直接还原法中隧道窑、回转窑、转底炉、竖炉这四种常见炉的结构、反应原理、国内工艺现状及反应特点，并指出了我国钒钛磁铁矿直接还原工艺的发展方向。 关键词钒钛磁铁矿直接还原隧道窑回转窑转底炉竖炉 前言 目前国外钒钛磁铁矿主要分布在南非、前苏联、新西兰、加拿大、印度等地。我国钒钛磁铁矿矿床分布广泛，储量吩咐，储量和开采量居全国铁矿的第3位。已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花地区、河北承德地区、陕西洋县、甘肃什斯镇、广东兴宁几山西代县等地区。 钒钛磁铁矿冶炼的利用问题，远在上19世纪上半叶，瑞典、挪威、美国、英国都进行过试验，均未取得结果。20世纪30年代开始日本、前苏联开始在不同容积的高炉上研究冶炼钒钛磁铁矿的工艺，结论是：炉渣中TiO2 限制在16%以下，实际生产中采用配10%—15%的普通矿冶炼含钒生铁，渣中TiO2为9%—10%，TiO2含量越高冶炼难度越大。世界各国的研究及生产实践表明，钒钛磁铁矿是难以冶炼的铁矿石。 通过多年的努力，钒钛磁铁矿已解决高炉冶炼等多项技术难题，逐渐形成了以高炉-转炉流程为主的综合回收其中铁、钒和钛的技术路线，实现了铁、钒和钛元素的大规模化利用，形成了铁钒钛系列产品的大规模工业生产能力。然而高炉-转炉流程最大的缺点是：为了利用钒钛磁铁矿中的铁和钒浪费了大量的高钛型炉渣，造成钛资源的严重浪费，又造成很大的污染，从而形成了巨大的环境压力，所以开发适宜钒钛磁铁矿综合回收利用的工艺流程势在必行。本文对钒钛磁铁矿煤基直接还原工艺的炉体结构、原理、特点、现状、投资价格进行简单探讨，指出煤制气-竖炉直接还原工艺为还原钒钛磁铁矿的发展提供新的途径。 直接还原指在低于矿石熔化温度下，通过固态还原把铁矿石炼制成铁的工艺过程。直接还原铁的特点是碳、硅含量低，成分类似钢，实际上也代替废钢用于炼钢。作为传统工艺的补充，钒钛磁铁矿直接还原工艺以其环保、原料广泛的特点受到了市场的青睐。按还原剂的不同，直接还原工艺分为煤基直接还原和气基直接还原。气基直接还原方式生产直接还原铁在国外一直占有较大的市场份额。我国煤基直接还原钒钛磁铁矿已经得到了广泛的应用。 隧道窑、回转窑、转底炉和竖炉的结构与还原原理 隧道窑结构与还原原理
冲天炉熔炼工艺基础
冲天炉熔炼工艺基础 1、冲天炉熔炼基本原理 （1）底焦燃烧：冲天炉底焦燃烧可以划分为两个区带： A、氧化带：从主排风口到自由氧基本耗尽. 二氧化碳浓度达到最大值的区域。 B、还原带：从氧化带顶面到炉气中[CO2]/[CO] 浓度基本不变的区域.从风口 引入的风容易趋向炉壁. 形成炉壁效应. 形成一个下凹的氧化带和还原带. 对熔化造成不利影响。 ①不易形成一个集中的高温区. 不利于铁水过热； ②加速了炉壁的侵蚀； ③铁料熔化不均匀. 铁液不易稳定下降, 影响化学成分。 解决方法： ①采用较大焦炭块度. 使风均匀送入； ②采用插入式风嘴； ③采用曲线炉膛； ④采用中央送风系统； ⑤熔炼过程中为使焦炭不易损耗. 送风量要与焦炭损耗相适应。根据炉气、炉料、铁水浓度和温度.炉身分为 4 个区域：（1）预热区：从加料口下沿. 炉料表面到铁料开始熔化的区域称为预热区. 下面的炉气温度 可达1200℃—1300℃ . 预热带的上部炉气温度为200℃—500℃。由于这一区域的平均温度 不高.炉气黑度和辐射空间较小.炉气在料层内流速较大.炉料与炉气之间的热交换以对流为主. 炉料在预热区内停留时间较长. 一般为30 分钟左右. 预热区的高度受有效高度、底焦高度、炉内料面的实际位置、炉料块度、熔化速度、焦铁比的影响。 （2）熔化区：从铁料开始熔化到熔化完毕这一区域称为熔化区. 在实际熔炼过程中. 底焦顶面高度的波动范围大致等于层焦的厚度. 熔化区内的热交换方式仍以对流为主. 在实际熔炼过程中. 熔化区不是一个平面区带. 而是一个中心下凹的曲面. 从铁水过热和成分均匀度出发希望熔化区窄而平直.熔化区在炉内位置的高低基本上是由炉气和温度分布状态决定. 也受 焦炭的烧失速度、批料重量、炉料块度等因素影响. 这些因素将使铁料的受热面积、受热时间、受热强度发生变化.造成熔化区高度波动（影响出铁温度）. 当焦铁比一定. 熔化区的平均高度将会因批料重量的减小而提高.从而扩大了过热区. 提高了铁水温度.但是批料层不宜过薄. 否则易混料使加料操作不便。 （3）过热区：从铁液熔化以后. 铁水下滴过程中.与高温炉气和炽热的焦炭相接触.温度进一 步提高. 此区域称为过热区（过热区炉气温度一般在1600℃—1700℃）。过热区内以焦炭 与铁水接触传导传热为主. 焦炭表面燃烧温度对热交换效果有重要影响。因而设法强化底焦燃烧.经测定铁水滴成铁水小流穿越底焦的时间一般不超过30 秒.而在这一区间内铁水却要提
PF法直接还原铁新工艺工业性试验成功
PF法直接还原铁新工艺工业性试验成功 [我的钢铁] 2007-04-27 00:00:00 近日，由北京冶金设备研究设计总院研究设计的单孔罐式还原炉在河北唐山工业性试验成功。 中冶集团北京冶金设备研究设计总院教授级高工陈守明等技术人员长期坚持竖炉直接还原铁工艺研究，结合国内情况创新，发明了PF法竖炉直接还原工艺，并拥有自主知识产权。1998年在北京科技大学做了固定罐的实验室试验，1999年在山西朔州三元碳素厂煅烧石油焦的罐式炉上进行了半工业性试验，验证了这种工艺的可靠性、主要工艺及设备参数。2006年与唐山企业合作，不断优化设计，建设一座单孔罐式还原炉进行工业性试验。2007年3月5日点火生产，一周内打通流程。受试验设备和检测条件所限，操作技术未达最佳状态，生产稳定时DRI金属化率90%左右，少量达到98.2%。如能进一步优化设计和施工、操作技术，各项技术经济指标可以达到或超过KM法指标。 PF法直接还原铁工艺流程如下： PF法直接还原铁工艺主要特点： 容积利用系数高、设备作业率高，能耗低，大幅度降低工程投资和生产成本。 1、反应室与燃烧室分隔，气氛、温度像反应罐（隧道窑）法一样适宜生产DRI，产品金属化率高。但罐体高得多，预热段、还原段、冷却段分别采用不同材料和结构，能连续生产，比反应罐法生产率高，能耗低；而且罐体不像隧道窑中那样反复加热、冷却，寿命长。 2、能像回转窑和转底炉一样连续生产，但炉体不动而炉料自动下落，炉气逆流上升，设备简单可靠，有利于加热和直接还原反应进行，并可方便地控制炉料还原温度和时间，利用系数高、作业率高，能源和原料消耗低； 3、直接还原与反应罐法和回转窑法一样采用外配碳，还原剂和脱硫剂可适当过量，确保还原和脱硫效果，又不增加产品灰分，使得原燃料选用范围广、工艺设备简单、产品质量好，而投资少、成本低； 4、反应室、燃烧室间隔排列，机构紧凑，每组反应罐都是一座独立的还原设备，若干组并列、组成各种生产能力的还原炉。可根据市场和原燃料情况灵活设计和使用，生产规模可大可小，配套设备可洋可土，遇到停电或其他事故可随时停止和重新启动，适合中国和发展中国家国情； 5、适合作为煤基直接还原铁工艺主体设备，也易改造为气基法竖炉和其他工业炉窑。 试验证明，PF法是一种安全可靠的竖炉直接还原工艺，而且综合了当前几种直接还原铁工艺长处，在节能、环保和工程投资、生产成本等方面有明显改进。这种工艺的研究开发和转化，是我国在探索先进、适用的直接还原铁工艺方面的重大进展。 相关链接： 直接还原铁（DRI），也称海绵铁，是冶炼优质钢必不可少的原料，也可作为高炉炼铁、转炉炼钢、铸造、铁合金、粉末冶金的优质炉料，有色冶金的置换剂、水处理的脱氧剂,供不应求。更重要的是，DRI可以用天然气、煤气和非炼焦煤等作能源，实现无焦炼铁，并且比高炉炼铁碳耗低、CO2排放少，有利于节省能源资源、保护环境，被誉为绿色冶金。 随着生产发展、社会进步，资源短缺、环境污染问题日益突出，发达国家钢铁企业都在改造传统生产工艺，逐步关闭能耗高、污染大的高炉、焦炉，发展优质高效的短流程电炉钢厂，世界DRI产量近二十年翻了三番。中国钢铁产量连续十几年高速增长，2006年已达4.2亿吨，生产能力达到6亿吨左右，但DRI生产能力只有几十万吨。目前国家制定政策、采取措施，限制传统钢铁生产工艺低水平重复建设，鼓励发展直接还原、熔融还原非焦炼铁工艺。
高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍
高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍 高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍 底吹炉产生的高铅渣在氧气侧吹炉中进行还原，产出粗铅、含锌炉渣和含烟气。 含铅的返料、熔剂（石灰石）进入侧吹炉车问的配料储仓。 由于侧吹炉还原是间断、周期性作业(通常2小时一周期)，故加料也是周期性的， 配料工班将返料、石灰石、和煤，通过称量按给定的比例送到总皮带运输机。如此配制的炉料送到炉上的加料口，在预定的时间段内将规定数量的上述物料通过加料口连续加到炉渣熔体的表面。通常使用1个加料口加料。 在加入炉料和煤的同时通过下排鼓风风咀向炉渣熔体送入含氧的鼓风（工业氧或工业氧与空气的混合气）。 在炉渣熔体中发生煤的燃烧反应(见反应式1—3) 、燃气的燃烧反应（反应4-5），和氧化铅的还原反应（反应6-8），以及造渣组分间进行造渣反应（反应10--11）。与此同时入炉物料中含有的其它高价态杂质金属（如铁、锌、锑、砷、等）的氧化物也进行不同程度的还原。 C+O2 = CO2 (1) 2C+ O2 = 2CO (2) CO2+ C = 2CO (3) CH4+2O2=CO2+2H2O (4) CH4+1.5O2=CO+2H2O （5） PbO+C=Pb+CO (6) PbO+CO=Pb+CO2 (7) PbO·SiO2+CO= Pb+CO2+SiO 2 (8) 2Fe3O4 +C=6FeO+CO2 (9)
同时还有造渣反应发生 2FeO+SiO2 = 2 FeO·SiO2 (10) CaO+ SiO2 = CaO·SiO2 （11） 煤和煤气或天然气燃烧为侧吹炉进行的还原过程补充了必要的热能。这必要的热能用于将底吹炉的高铅渣从1000℃提高到1200℃，用于补偿侧吹炉发生的各项热损失；煤和煤气或天然气燃烧的另一作用是起还原剂的作用，将铅的氧化物（简单的和与SiO2化合态的PbO）还原成金属铅，这是本工序的目的。另一重要还原反应是磁铁矿的还原（反应9），我们知道底吹炉产出的高铅渣中Fe3O4含量达整个渣量的10%，或更多。Fe3O4熔点高粘度大，是产生“泡渣”喷炉事故的元凶！它可能造成高铅渣还原熔炼开始时出现炉口喷渣现象。 在被鼓风激烈搅拌的炉渣熔体中（风口以上的区域，又称鼓泡区）新生成铅的液滴，相互碰撞而迅速长大，并沉降于炉缸中，形成铅层。贵金属、铜锍也被捕集于此铅中。粗铅通过虹吸从炉中流出。 关于熔池中氧化铅还原的机理，研究证明：还原发生在那些粘有碳粒的CO气泡上。即按反应7，CO还原出铅同时产生CO2，CO2随即按反应3与C反应再生出CO。 采用混合还原剂是熔池还原熔炼的发展方向。比 化合态的PbO·SiO2比PbO还原难些，加入石灰石的目的，是用强碱性CaO从硅酸铅中置换出相对弱碱性的PbO，以利于铅还原。 严格地说天然气不是还原剂，天然气燃烧的产物才是还原剂。 在炉子低于风咀水平面的区域熔体处于相对平静状态，金属铅滴迅速与炉渣按密度分离。要求还原终了的炉渣含Pb≤3%；渣型：CaO/SiO=0.6-0.8。 离熔体的炉气中含CO浓度高近50%，经再燃烧风咀鼓风燃烧后CO浓度降至10—15%，燃烧产生的热通过加热鼓泡飞溅起的液滴、将热返回熔池。第四层水套上的风咀属三次燃烧，在此将烟气中的CO燃尽，以保后接设备的安全。 设计的离炉烟气中SO2浓度超过排放标准。经余热锅炉冷却、收尘后经脱硫处理排放。 节能、环保是本工艺较之传统工艺最突出的优点。
直接还原铁生产技术及现状
直接还原铁生产技术及现状 【我来说两句】2010-8-4 9:59:55 中国选矿技术网浏览80 次收藏 【摘要】：直接还原铁（DRI/HBI）是电炉冶炼纯净钢最佳的残留元素的稀释剂。直接还原是钢铁工业技术发展的重要方向，气基竖炉和煤基回转窑是成熟的直接还原工业化生产技术。中国直接还铁的生产仍处于起步时期，2008年产量约60万t，占世界总产量不足1.0%。直接还原铁在中国有广阔的发展前景，以国内铁矿资源为原料的氧化球团-煤制气-竖炉是中国发展直接还原铁的主要方向。 一、直接还原铁生产技术及现状 直接还原是铁氧化物在不熔化、不造渣，在固态下还原为金属铁的工艺。直接还原产品统称为直接还原铁（Direct Reduction Iron，缩写为DRI），由于DRI的结构呈海绵状，也称为“海绵铁”，为了提高产品的抗氧化能力和体积密度，DRI热态下挤压成型产品称为热压块（HBI），DRI冷态下挤压成型产品称为DRI压块。 直接还原是已实现大规模工业化生产技术，已实现工业化生产的直接还原法有数10种。2008年世界直接还原铁（DRI/HBI）的产量约6845万t，约为世界生铁产量9.30亿t的7.23%。直接还原铁由于产品纯净、质量稳定、冶金特性优良，成为生产优质钢、纯净钢不可缺少的原料，是世界钢铁市场最紧俏的商品之一，直接还原是世界钢铁生产的一个不可缺少的组成部分。 世界直接还原的现状可归纳为以下几个方面。 （一）产量持续增加，气基竖炉占主导地位 DRI的产量持续迅速增加，见表1。气基竖炉Midrex法及HYL法是生产规模最大的工艺方法，回转窑是煤基直接还原主要方法。气基工艺的产量约占世界总产量的75%。煤基直接还原约占25%。直接还原铁各工艺产量的分布见表2。俄罗斯、印度、中东等地近年来都有大型气基竖炉直接还原生产厂的建设计划。拉美、北非及亚洲天然气丰富地区是直接还原铁主要产地。印度是世界直接还原铁产能和产量最大的国家，2008年产量达到2120万t。 年2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 产量4032 4508 4945 5460 5699 5979 6722 6845 年2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Midrex法66.3 66.6 64.6 64.1 61.3 59.7 59.10 58.2 HYIJ－Ⅲ17 18.4 18.4 18.9 19.7 18.4 16.8 14.5 HYL－I 2.7 1.3 1.3 1.9 Finmet 4.5 3.6 5.2 2.9 2.3 2.2 2.1 1.6 其它气基 1.0 0.2 0.4 ＜0.1 O.04 0.0 0.0 0.0 煤基8.4 9.8 10.2 12.1 16.5 19.7 22.6 25.7 （二）煤制气-竖炉直接还原为DRI发展开辟了新途径 由Midrex公司提出，并在南非实现了工业化生产的COREX熔融还原尾气作为Midrex 还原气的工艺技术，以及墨西哥HYL 公司提出的HYL－ZR工艺直接使用焦炉煤气、合成