国内外转底炉的发展趋势及我国发展转底炉技术的建议 PPT课件
国内外转底炉的发展趋势及我国发展转底炉技术的建议
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
转底炉炼铁工艺是非高炉炼铁工艺的一种，从1978年加拿大国际镍集团 （Inco,Ltd）建成第一座转底炉以来，已有近30年的历史，它从美国发源ห้องสมุดไป่ตู้先在日 本推广、后在中国得到发展。
转底炉法以其原料适应性强和操作工艺的灵活性等优点，引起冶金界的高度重视。 但由于原料加工方法条件和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁分为 Inmetco法、DRYIRON法， FASTMET法和ITKM3等不同工艺路线。
国内外转底炉的发展趋势及 我国发展转底炉技术的建议
周渝生 齐渊洪 严定鎏 洪益成
钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室 钢研晟华工程技术有限公司 20141106
目录
一、国内外转底炉技术的发展过程简介 二、国内外转底炉技术的发展趋势 三、我国发展转底炉技术的背景 四、对我国发展转底炉技术的建议
项目
单位
原料 铁精矿粉 还原煤 皂土 有机粘结剂 小计 能源 电 天然气 氮气 水 小计 其他 消耗品 维修与备件
kg kg kg kg
kwh m3（STP） m3（STP） t
美元 美元
消耗量 单位
1335 410 5 5
65 60 10 0.30
国内外转底炉技术发展及工业化应用情况
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在国内外，随着技术的不断创新和发展，转底炉技术已经取得了长足的进步，并得到了广泛的工业化应用。
本文将就国内外转底炉技术的发展及工业化应用情况进行探讨。
国内转底炉技术发展及工业化应用情况。
中国作为世界上最大的钢铁生产国之一，在转底炉技术领域也有着长足的发展。
转底炉工艺技术存在的问题与发展建议
（ １ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｏ ｆ Ａ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ．，Ａｎ ｓ ｈ ａ ｎ １ １ ４ ０ １ １ ，Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ；２ ． Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｄｅ ｐ ａ ￣－
提 出 了发 展 转 底 炉 工 艺 技术 的 几 点建 议 。 关键词 转底炉 ； 冶金尘泥 ； 直接 还 原 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ３ ８ １ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ４ ２—０ ３ ．
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｆ ７ ０ ２ ． ９
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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%。
转底炉与第三代炼铁工艺ppt
炉渣的化学成分
CaO
39.91
SiO2
39.02
MgO
5.13
Al2O3
13.35
FeO
2.29
S/2
0.10
与高炉炉渣成分相比，只有Fe0较高
我们设计的珠铁生产流程
新工艺的定名
我们将此工艺定名为“恰普” 法，CHARP 即煤与热风还原过程。 产品定名为珠铁。 2003年获得了发明专利授权
与国外的开发不谋而合
实验用原料的选择
铁矿粉： Fe : 65.8 石灰石： CaO : 52.0 煤 粉： Cf : 72.73 粘接剂： 玉米糊 SiO2 : 5.1 SiO2 : 2.01 挥发分：14.02
含碳球团矿配碳量计算原则
铁矿物中含氧，例如： Fe2O3(赤铁矿）有3个氧原子 还原反应： Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO 计算配碳量： C摩尔 / O摩尔 ＝ 1.0
1998年的一次含炭球团矿金属化实验 条件： 1，用冀东铁精矿为原料 2，配料中加了石灰石粉 3，还原温度提高到1350℃ 结果： 1，冷却过程中金属化球团矿自动粉化 2，灰色的粉末里夹杂晶亮的铁珠
问题和启发
问题
1，大颗粒容易回收，微细颗粒难与渣分离。 2，冷却过程中自然粉化的重现性差。
启发
1，金属铁形成园珠，显然渣和铁必经熔化。 2，提高温度，降低渣和铁的熔点。
转底炉与第三代炼铁技术
孔 令 坛 北京科技大学
转底炉 RHF
由轧钢的环形加热炉发展而来。 特点：用含炭球团矿为原料 快速还原成金属铁
转底炉的功能
1，处理钢铁厂含铁和炭粉尘，回收锌。 2，钒钛磁铁矿的综合利用。 3，熔融还原的预还原，生产铁水。 4，生产珠铁 (日本称之为ITmk3)。
直接还原技术现状及其在中国的发展展望
直接还原技术现状及其在中国的发展展望沈峰满，魏国，高强健，赵庆杰（东北大学钢铁冶金研究所，辽宁沈阳110819）摘要：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有迅速发展，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。
关键词：直接还原；煤制气—竖炉直接还原；节能减排；资源综合利用直接还原铁技术是现代钢铁工业重要工序之一，其产品—直接还原铁（DRI、HBI）是优质纯净钢生产不可短缺的原料。
1.直接还原铁技术发展的动力近十年来，全球直接还原铁（DRI/HBI）产量和需求逐年增加。
主要原因包括：（1）以非焦煤为能源。
传统的高炉炼铁以焦炭为主要能源，世界性焦煤资源短缺，焦炭价格上升成为影响钢铁工业可持续发展的重要因素。
摆脱焦煤资源短缺的羁绊，改善钢铁生产的能源结构，是非高炉炼铁技术发展的最重要动力。
（2）环境友好。
传统的高炉炼铁污染严重，向环境排放污水、CO2、硫化物、氮氧化物量大，难以满足不断增长的环境保护的需要。
直接还原铁生产没有炼焦工序，避免了焦化生产对环境的污染。
高炉铁水的碳接近饱和（含C~4.50%），钢材的含碳量平均0.35%，高炉铁水炼钢仅脱碳环节CO2排放量每吨钢约140~175公斤。
煤基直接还原铁含碳仅0.30%，气基直接还原铁含碳通常≯1.50%，用直接还原铁炼钢吨钢仅脱碳环节可减少向大气排放CO2约100~150 公斤。
直接还原铁生产环境友好，符合清洁化生产的需要。
（3）废钢——电炉短流程发展的需要。
短流程或紧凑流程（废钢——电炉炼钢流程）是钢铁工业实现清洁化生产的重要方向之一。
炼焦技术现状及发展趋势ppt课件
6.无（热）回收焦炉重新认识
早期炼焦所采用的无回收焦炉，如成堆干馏的圆窑、长 方形窑（我国的萍乡窑）、蜂窝炉、侧焰窑等已成历史。
主要特点： 水平结焦； 炭化室负压操作； 荒煤气在系统内完全燃烧； 不产生传统（炼焦系统）的化
产品； 荒煤气完全燃烧产生温度约为
1000～1200℃的废气，可用于 废热锅炉和透平机/发电机发电。
6
二.全国炼焦技术现状及特点
炼焦技术的发展主要以扩大炼焦煤资源、改善 焦炭质量、提高劳动生产率、节能降耗、改善操作 环境、延长焦炉寿命为目标。
焦炉仍然以顶装焦炉为主，捣固焦炉等其它炼焦 技术逐步发展的特点。
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1.土焦(改良焦)已基本被取缔
据中国炼焦行业协会初略统计，2010年全国焦化 行业已基本实现关停淘汰落后小(老)焦炉。土焦(改良 焦)基本淘汰。
新一代无（热）回收焦炉
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7.兰炭（半焦）生产已具规模
2010年兰炭（半焦）产量约1400万吨，主要用 于铁合金生产。产地集中于内蒙、陕西交汇地域， 主要原料为高挥发性长焰煤。
近年来，半焦作为高炉喷吹，替代无烟煤，在 鞍钢、首钢实验成功。
17
8.SCOPE21仍在试验中
18
三.宝钢与国内外主要钢铁企业对标
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4.煤调湿工艺已起步
煤
煤调煤湿调工湿艺工艺调Leabharlann 湿的STEP1
STEP2
STEP3
三 种
热媒油方式 煤调湿工艺
蒸汽方式煤 调湿工艺
烟道气方式 煤调湿工艺
工
—1983年9月
—1991年3月
—1996年10月
艺 形
在新日铁大分厂 投产
在新日铁君津厂 投产
转底炉的发展及其功能
转底炉的发展及其功能佘雪峰;孔令坛【摘要】Experiment or industrial practices on disposal of dust generated by iron and steel plant, production of sponge iron and comprehensive utilization of compound mineral were introduced briefly and the development of Rotary Hearth Furnace(RHF) was comprehensively discussed in domestic and overseas. American, Japan, China and Korea had disposed the dust and sludge generated by iron and steel plant. Hazardous elements were removed from the dust and the zinc was recycled for improving the environment. At the same time metallized pellets and hot briquette iron(HBI) were produced by RHF used as raw materials of BF. In addition, DRI produced by RHF was used as raw materials of steelmaking which can be simplified the steelmaking process. Many compound iron ore containing vanadium, titanium, boron, magnesium, rare earth were investigated in lab and industry.%在对国内外转底炉的发展进行综合论述的同时，简要介绍了转底炉在处理钢铁厂粉尘，生产海绵铁，以及复合矿综合利用方面的实验研究和工业生产实践。
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2020/3Βιβλιοθήκη 317一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
2020/3/31
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
• Inmetco流程的最突出特点是使用冷固结含碳球团。可使用 矿粉或冶金废料作为含铁原料，焦粉或煤作为内配还原剂。 将原燃料混匀磨细，制作成冷固结球团，然后将冷固结球团 连续加入转体炉，在炉盘上均匀布上一层厚度约为球团矿直 径3倍的炉料。
2020/3/31
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
转底炉炼铁工艺是非高炉炼铁工艺的一种，从1978年加拿大国际镍集团 （Inco,Ltd）建成第一座转底炉以来，已有近30年的历史，它从美国发源、先在日 本推广、后在中国得到发展。
转底炉法以其原料适应性强和操作工艺的灵活性等优点，引起冶金界的高度重视。 但由于原料加工方法条件和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁分为 Inmetco法、DRYIRON法， FASTMET法和ITKM3等不同工艺路线。
属化球团经过冷却区后被排出炉外冷却，部分再氧化金属化率降低一些。煤气燃烧
及反应生成的烟气沿着与炉料转动相反的方向流动，最后流入废气净化处理及余热 回收系统。
装料 区
900~1100 ℃
预热区
烟气流动方向 1200~1400℃
还原区
1100~900℃
烧嘴
冷却区
排料区
转底炉炉底转动方向
2020/3/31
2020/3/31
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
⑵. 干铁法
GLOBA公司（原MR&E公司）在1960年是米德兰－罗斯的快速加热工艺的技 术开发部门，1985年成为独立公司。曾经为美国Ameristeel公司的电炉粉 尘处理系统以及美国Rouge Steel公司综合钢铁厂的粉尘和污泥处理系统提 供DRYIRON法的相关设备，具备丰富的应用实绩。GLOBA公司开发的干铁法 有两项专利技术：用废糖浆作为粘结剂，利用氧化铁粉与碳粉混合物成型 的干压块方式对辊压球机压成球团后直接装入转底炉，取消了球团的烘干 程序；采用特殊的震动传送装置的炉料装入方法。可以得到金属化率大于 90%的DRI。 是一种较理想的煤基直接还原工艺。 该工艺过程中在转底炉 内的高温作用与短暂的停留时间（约10min），其操作具有巨大的灵活性， 而且设备的操作控制非常容易。考虑到上述炼铁厂粉尘和污泥处理以及还 原铁生产的需要，新日铁钢铁事业部于1999年从美国MR&E公司引进转底炉 DRYIRON法，并且争取到代理推销资格。 这是日本FASTMET法发展的基础。
约为1250℃。过程所需的能量来自于不同区段烟气预热或燃气的燃烧。设计有精确控
温的燃烧系统，保证炉内不同区间的燃烧按照还原过程热平衡进行控制。 Inmetco
炉成功运行了30多年,由于其DRI产品含镍铬5-10%，可循环利用回收合金，该厂有
较好的经济效益,成为美国政府指定的处理不锈钢厂固体废弃物处理中心。
煤基直接还原 转底炉(RHF) 工艺是由轧钢使用的环形加热 炉演变而来的，具有环形炉膛 和可转动的炉底，还原炉料均 匀地铺在可以沿圆周循环转动 炉底上，炉膛是一个固定的相 对密封的环状容器，炉膛内外 墙上布置有多组燃气烧嘴，按 不同的区域通过自动调节阀装 置和检测元件实现温度控制和 气氛调节。
2020/3/31
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
热烟气流动方向
2020/3/31
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
转底炉炉体结构示意图
2020/3/31
炉膛与转动的炉底之间有水封防止烟气和粉尘逸出
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
⑴ Inmetco 法
国内外转底炉的发展趋势及 我国发展转底炉技术的建议
周渝生 齐渊洪 严定鎏 洪益成
钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室 钢研晟华工程技术有限公司 20141106
2020/3/31
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目录
一、国内外转底炉技术的发展过程简介 二、国内外转底炉技术的发展趋势 三、我国发展转底炉技术的背景 四、对我国发展转底炉技术的建议
由加拿大的Inco公司开发， 于1978年在美国埃尔伍德市建成了年处理8万吨固体
废弃物的工厂，用于从合金钢冶炼废料中回收镍、铬和铁。 INMETCO的主体设备是
一个转体炉。转底炉呈密封的圆盘状，在运行中炉体以中垂线为轴作旋转运动。其工
艺流程特点是：将不锈钢生产厂的电炉集尘灰、瓦斯泥和还原剂混合后造球，还原剂
• 在炉盘周围设有烧嘴，以天然气为燃料。高温燃气吹入炉内 ，以与炉盘转向相反的方向流动，将热量传给炉料。由于料 层薄，球团矿升温极为迅速，很快达到还原温度1250℃左右 。
• 含碳球团内，矿粉与还原剂具有良好的接触条件。在高温下 ，还原反应以高速进行。经过15～20min的还原，球团矿金 属化率即可达到88％～92％。还原好的球团经一个螺旋排料 机卸出转底炉，供电炉作炼钢原料。
冷固结含碳球团炉料从装料区装入转底炉炉内仅1-2层，炉料随着炉底一起转动， 不会受到挤压。先在预热区内被加热到1000℃以上，然后进入1200 ℃ -1400℃的还 原区加热10-20min。在还原区，炉料中的Fe和K、Na、Pb、Zn等氧化物陆续被含碳 球团中的碳自还原，K、Na、Pb、Zn等元素以气体的形式随烟气逸除。还原后的金
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一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
钢铁厂每年产生大量含锌、铅高的废弃含铁粉尘，高炉不宜使用，环保限制其排
放输出(美国的委托处理费是~250＄/t ,欧洲200欧元/t ，日本是2000日元/t ）， 如何对其经济地回收利用是困扰冶金行业的一个难题。因此，转底炉煤基直接还原 技术应运而生。
煤的量按照还原当量要求配入，再加入一定量的粘结剂，通过圆盘造球机制成直径7
－13ｍｍ的含碳球团。然后把它们装入转底炉，料层厚度约1-2层球，在转底炉中通
过将球团快速加热到1300℃还原，完成还原过程约12分钟，同时重金属氧化物还原
和挥发，通过布袋除尘收集到含Zn、Pb超过60%的富氧化锌灰，在排料点球团温度