基于转底炉直接还原技术
转底炉直接还原炼铁工艺的发展
转底炉直接还原炼铁工艺的发展2010-02-24 17:02:19 作者：phpcms来源：浏览次数：571 网友评论 0 条一、前言为了满足冶炼高纯净钢的要求, 炼钢生产对纯净铁资源的需求越来越大。
与此同时, 优质废钢与铁资源却日益短缺其价格不断升高, 对炼钢生产影响很大, 为此，各国冶金工作者开发了许多直接还原或熔融还原工艺来为炼钢生产提供质优价廉的纯净铁资源。
但由于技术、投资等方面的原因，真正具有市场竞争力、适合于工业应用的并不多见。
同时，钢铁厂每年生产的大量含铁废弃物也给环保带来很大的压力。
如何对其进行回收利用是困扰冶金行业的一个难题。
直接还原工艺中气基法虽然具有生产效率高，生产规模大，能耗低和容易操作等优点，但必须以一次能源---天然气为还原剂，因此该工艺只能在天然气资源丰富的国家得以发展。
而煤基法以煤作为还原剂，较好的解决了气基法的不足。
目前世界上很多国家都在开发煤基直接还原新技术，有些技术已经应用于工业生产。
其中，转底炉法以其原料适应性强和操作工艺的零活性等优点，引起冶金界的高度重视。
但由于原料条件和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁又发展为FASTMET，ITKM3和DRYIRON等不同工艺路线。
二、FASTMET工艺早在50年代Midex的前身Ross公司就发明了转底炉含碳球团直接还原法。
1964~1966年进行了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生产不锈钢产生的氧化物粉尘的方法，并建立了一座年处理2.5万吨废料的工厂。
经转底炉预还原的球团，通过运输罐热装入电炉。
1978年美国Inmetco在宾州埃尔伍德市建成一座年处理5.6万吨电炉钢厂粉尘能力的转底炉，回收锌及可用作电炉原料的含Cr，Ni的还原铁。
1982年Mid ex公司将转底炉法命名为FASTMET，用于煤基直接还原。
神户制钢收购Midex公司后，199 5年开始建设2.5t/h示范装置，经过两年半试验后，认为Fastmet技术成熟可靠，已达到商业水平化水平。
转底炉工艺关键技术分析
转底炉工艺关键技术分析转底炉还原一般包括原料混合、球团制备、直接还原、直接还原铁进一步处理等主要环节,目前转底炉直接还原技术的关键点如下。
1.符合生产的高强度球团的制备转底炉一般以冷固结含碳球团为处理对象,由于处理对象广泛,原料的粒度、强度、亲水性有很大差异,因此在球团的制备过程中对粘结剂的品种与使用量上也有不同的要求。
冶金中常用的球团制备方式有两种,圆盘造球和压球。
圆盘造球在设备成本与生产技术上相对比较成熟,但是生产的球团含水量高,后续工艺烘干要消耗很大的能量,一般使用膨润土做粘结剂,直接还原后膨润土成分大部分留在直接还原球团中,降低产品品质。
冷固结成型的方式设备造价与维护成本高,使用粘结剂量较多,粘结剂消耗占成本很大比例,但制得球团可以直接入炉,使用有机粘结剂燃烧过程中可以供应部分热量,且燃烧产物少,不会影响到直接还原后产品品质。
2.转底炉布料、出料方式以年处理力量20万吨转底炉为例,转底炉中径有21m,炉床内外半径差有5m,转底炉工作时内外环的线速度差值在0.5~1m/min。
将球团匀称散布在这样连续移动且各点位移速度并不相同的料台上是布料技术的难点,假如不能实现匀称布料必定使物料在炉膛内受热程度不一,从而影响物料的还原品质,导致生产率低下。
同时,假如布料装置安装的位置假如过高,布料过程中球团自由落下会产生肯定的冲击力,过大的冲击一方面会使球团的破损率增加,影响产品质量,长期对炉床进行冲击造成炉床的使用寿命降低。
假如安装位置较低位于炉膛口四周,工作环境的温度较高,布料装置在高温下稳定运行对装置有很高的要求。
转底炉的出料装置处理物料的方式与布料类似,要求更高的使用温度环境和连续使用的较强耐磨性能。
3.处理对象的冶金性能不同的处理对象铁氧化物以不同的结合形式存在,品位、杂质成分、还原性等影响因素对直接还原都有很大的影响。
在确定转底炉处理对象后,需要对原料的冶金性能进行具体的讨论,做好充分的技术预备,确定转底炉工艺适合用于处理,能够获得预期直接还原铁、除尘灰与熔炼渣产品后方能进行转底炉的建设。
基于转底炉直接还原技术
3.神雾集团 江苏省冶金设计院有限公司 转底炉技术的研究成果
3.1 蓄热式技术 3.2 研究试验数据 3.3 获取发明专利 3.4 已有工程业绩
4.钢铁厂含铁粉尘、污泥的处理方法简介
4.1 粉尘特性 4.2 处理方法 4.3 转底炉与回转窑比较 4.4 已有工程情况
5.沙钢利用粉尘、污泥年产30万吨转底炉直接还原工程简介
气基法（块矿或造块） 煤基法（块矿或造块） COREX（原料为块矿）
非高 炉炼 铁法
熔融还原法 （产品多为液态铁水）
FINEX（原料为粉矿） HIsmelt（原料为粉矿）
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍 1.直接还原技术的兴起及分类
1.1 直接还原技术简述
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍 2.转底炉技术目前发展情况
2.3 转底炉技术应用方向
目前神雾集团开发的转底炉直接还原技术，应用方向为： 熔融炼铁（转底炉-埋弧炉）
原料为精矿粉，产品为铁水
转底炉处理钢铁厂粉尘
转底炉处理海砂等钒钛矿 转底炉处理红土镍矿
机械化、自动化程度较高的转底炉法是目前比较先进、可 靠、经济的工艺。已成为煤基法直接还原铁工艺的首选。
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍
2.转底炉技术目前发展情况
2.1 转底炉技术由来及发展
2.2 转底炉技术特点
2.3 转底炉技术应用方向 2.4 转底炉产品用途
◆ 2006年，由神雾集团设计及承建，我国第一条采用蓄热式转底炉工
转底炉直接还原铜渣回收铁、锌技术
ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ＲＨＦ ｄ ｉｒ ｅ ｃ ｔ ｒ ｅ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｎｄ ｇ ａ ｓ ｍ ｅ ｌ ｉ ｔ ｎｇ ｓ ｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ． ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖｅ ｒ ｙ ｒ ａ ｉｏ ｔ ｉ ｓ ｍ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ９３ ％
ｐｉ ｌ ｏ ｔ ｅ ｘ ｐｅ ｉｍ ｅ ｒ ｎｔ ｓ ｈｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ａ ｍｏ ｌ ｔ ｅ ｎ ｉ ｒ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｐ ｕ ｉｔ ｒ ｙ ｍｏ ｒ ｅ ｔ ｈａ ｎ ９４％ ｍａ ｓ ｓ ｃ ａ ｎ ｂｅ ｇ ａ ｉ ｎｅ ｄ ｒｏｍ ｆ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｐ ｐｅ ｒ ｓ ｌ ａ ｇ ｂｙ
转 底炉 直 接还 原 铜 渣 回收铁 、锌 技 术
曹志成 ，孙体 昌 ，吴道 洪 ，薛 逊 ，刘 占华
（ １ ．北京科技大学 金属矿 山高效开采与安全教育部重点实验室 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ； ２ 北京神雾环境 能源科技集 团股份有 限公 司 ，北京 １ ０ ２ ２ ０ ０ ） 摘 要 ：采用转底炉直接还原工艺 ，将铜渣含碳球团在高温条件下直接还原得到金属化球团和高品位氧化锌
ｚ ｉ ｎｃ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｄ ｕｓ ｔ ｃ ａ ｎ ｂｅ ｏｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｒ ｂｏ ｎ ｂ ｅ ａ ｉｎ ｒ ｇ ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｐ ｐｅ ｒ ｓ ｌ ａ ｇ ａ ｔ ａ ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ．Ｔｈｅ ｉ ｒ ｏｎ ｃ ａ ｎ ｂｅ ｒ ｅ ｃ ｏｖ ｅ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍｅ ｌ ｉｎ ｔ ｇ ｏ ｒ ｇ ｒ ｉ ｎｄ ｉｎｇ ／ｍ ａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｍｅ ｔ ｈｏｄ ａ ｓ ａ ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｂｅ ａ ｉｎｇ ｔ ｃ ｏｐ ｐｅ ｒ ．Ｒｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法与流程
利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法与流程技术特征：1.一种利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原料处理：将铜渣、硅石粉、还原剂与粘结剂经过配料、混合后，再经过压球工艺制备成铜渣含碳球团，将铜渣含碳球团烘干待用；2)转底炉还原与球团焦化增强：将步骤1)所得铜渣含碳球团送入转底炉进行还原，得到氧化锌粉、金属化球团；3)硅铁冶炼：将步骤2)转底炉排出的高温金属化球团直接送入矿热电炉冶炼，得到硅铁合金与炉渣。
2.如权利要求1所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤1)中，铜渣为火法炼铜排出的炉渣经过缓冷、细磨浮选回收铜之后的尾矿，含tfe：30％～50％，zn：1％～3％、sio2：30％～40％，粒度-325目占比大于80％。
3.如权利要求2所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤1)中，硅石粉含sio2大于97％，粒度组成为：3mm～2mm占13％～15％、2mm～1mm占40％～50％、1mm以下占35％～45％。
4.如权利要求3所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤1)中，还原剂为炼焦用煤，其粒度为-3mm占比100％，粘结指数大于90。
5.如权利要求4所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤1)中，铜渣、硅石粉、还原剂的质量配比为100：(270～290)：(240～260)，铜渣烘干后水分小于2％。
6.如权利要求1所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤2)中，转底炉内的还原温度为1150℃～1330℃，还原时间为25min～40min，所得氧化锌粉的锌含量大于60％。
7.如权利要求6所述的利用转底炉直接还原与矿热电炉熔融还原处理铜渣的方法，其特征在于：所述步骤2)中，转底炉排出的金属化球团抗压强度达到2500n～2800n/个，金属化率大于85％。
转底炉直接还原电炉与转炉熔项目简介
转底炉直接还原电炉与转炉熔分项目
一、项目基本情况：
1、项目名称：转底炉直接还原电炉与转炉熔分
2、建设规模：30万吨直接还原铁生产线一条。
3、市场分析：
转底炉是从国外引进的技术，这种方法在国外用于处理钢厂废弃的废渣、尘泥、氧化铁皮等各种含铁原料，以及用铁精粉加工成优质海绵铁，供转炉或电炉进行冶炼。
此项目无须建设高炉、焦化厂、烧结厂，但需要建一个氧气厂以供转炉（电炉）炼钢，因而投资较少；对环境污染差，废水、废气排放少；对二次能源可回收利用好，一方面用煤气直接还原是对煤气的回收利用，第二方面项目本身的高温废气可用于对混合球进行加热烘干，还可以通过余热锅炉发电，可解决本项目40%用电；此方法技术成熟，生产钢质较好，适合练特种钢。
4、技术来源：铁精粉与20%的煤粉以及粘结剂混合后造球并烘干送入转底炉用煤气加热产生还原反应，随着炉底的旋转，炉料依次经过预熟、还原区、中性区。
反应完毕后，还原铁进入电炉进行熔分，分离出铁水，高温铁水进入转炉（电炉）中吹氧降碳，加入合金出炉浇成连铸坯，热送至轧钢厂轧材。
二、项目投资：
1、投资估算：项目总投资30000万元，其中固定资产投资27000
万元，流动资金3000万元。
2、经济效益预测：销售收入110000万元，利润14000万元，税金7700万元
三、项目前期工作情况：正在谋划中。
四、联系方式：
邮政编码：
联系人：
联系电话：
邮箱：。
XX钢铁公司海砂直接还原转底炉工艺初步方案
XX钢铁公司100万吨海砂直接还原转底炉工艺初步方案1.前言XX股集团有限公司有获得新西兰含铁和钒钛海砂低价稳定供应的便利条件，以海砂为原料提炼铁和钒钛，对于日照钢铁公司的发展具有巨大经济价值和长远战略意义。
根据海砂的物性和实际生产操作经验证明，海砂不适合作为主要矿原料在高炉中冶炼，而利用现代的直接还原技术提炼则是可行的。
因此，确定采用直接还原工艺，一期工程按100万吨还原铁规模考虑。
直接还原有气基和煤基两种工艺，目前同时做两种工艺的初步方案，进行比较，然后做出选择。
本说明书描述的是煤基工艺方案。
2. 煤基转底炉直接还原法的优势用煤作为还原剂的直接还原工艺称为煤基直接还原工艺。
我国煤炭资源丰富，因此煤基直接还原工艺适合在我国推广。
煤基直接还原工艺有回转窑法和转底炉法两大类。
回转窑法工艺开发得较早，例如SL-RN法于1969年开始工业应用，Krupp-CODIR法1973年建成第一套工业装置，回转窑法工艺用得也较多。
但是回转窑存在一些明显缺点，如允许工作温度较低（约1050℃），还原速度较慢生产率低，窑壁容易被熔渣粘附结圈，严重到一定程度就要停产处理。
转底炉法是继回转窑法之后开发出来的，美国国际金属再生公司开发的INMETCO转底炉法，第一套装置1978年投产；日本神户制钢和美国MIDREX 公司联合开发的FASTMET转底炉法，第一座商业化工厂在日本新日铁广田厂，于2000年投产。
目前普遍认为FASTMET工艺是较先进的煤基转底炉法工艺。
FASTMET工艺是把铁矿粉和煤粉混合加粘结剂制成球团，在转底炉内随炉底旋转而被加热到1250~1350℃，球团矿中的氧化铁在高温下被碳元素还原为金属铁，还原速度很快，还原时间很短。
球团矿在炉内还原过程中产生的一氧化碳，在环形炉中被用作主燃料源，只需要少部分外加补充燃料。
该工艺的主要特点是：(1)还原焙烧的物料是含碳球团矿，矿粉和煤粉之间紧密接触，给快速还原提供了良好条件；(2)还原焙烧工艺是薄料层在高温敞焰中加热，实现快速还原。
科技成果——转底炉煤基直接还原处理含铁尘泥生产金属化球团
科技成果——转底炉煤基直接还原处理含铁尘
泥生产金属化球团
技术开发单位华北理工大学
所属领域新材料
成果简介
钢铁生产过程产生立大量的含锌粉尘，一般TFe含量（质量分数）为30%-70%，同时含有一定含量碳和钾、钠、锌等有害元素，根据含铁尘泥的特性，将各种含铁尘泥按照一定的比例配料，不仅可弥补单种原料成球性能的不足，提高球团的强度，还可在不添加或添加少量还原剂和熔剂的条件下，在转底炉内实现含铁尘泥球团的还原，充分利用尘泥中的Fe、C和CaO等有价资源，并对钾、钠、锌等有害元素进行富集，生产的金属化球团可以用作转炉炼钢的冷却剂，或加入高炉降低焦比和CO2排放。
关键技术
1、含铁尘泥的化学成分、物相及矿相组成、微观形貌、粒度分布的确定，冷压块工艺参数的优化及成分匹配技术；
2、含铁尘泥冷压块高温直接还原工艺技术。
经济效果
钢铁企业内部含铁尘泥的化学成分、物相及矿相组成、粒度分布、微观形貌的系统研究，冷压块过程工艺参数的优化；转底炉内含铁尘泥冷压块煤基直接还原工艺参数的确定；生产的金属化球团可以用作转炉炼钢的冷却剂，或加入高炉降低焦比和CO2排放。
实施条件
钢铁企业，具备一定生产能力。
项目成熟度
产品级：批产合格、图纸完备、工艺成熟合作方式合作开发。
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍
2.转底炉技术目前发展情况
2.1 转底炉技术由来及发展 2.2 转底炉技术特点 2.3 转底炉技术应用方向 2.4 转底炉产品用途
直接还原法 （产品多为固态团块）
熔融还原法 （产品多为液态铁水）
气基法（块矿或造块） 煤基法（块矿或造块） COREX（原料为块矿） FINEX（原料为粉矿）
HIsmelt（原料为粉矿）
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍 1.直接还原技术的兴起及分类
1.1 直接还原技术简述
从1975年至2005年，全世界直接还原铁（DRI）的年产量从 80万吨增至5600万吨、即70倍。2007年世界非高炉炼铁产量达 6722万吨，约为粗钢产量的5%，同比增长12.4%。发展迅速。
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍 1.直接还原技术的兴起及分类
1.3 直接还原技术的分类
直接 还原 炼铁 技术
气基还原技术 （还原剂为天然气等）
煤基还原技术 （还原剂为煤炭等）
…
Midrex 竖炉法 HYLⅢ 竖炉法
回转窑法 隧道窑法 转底炉法
…
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍
1.直接还原技术的兴起及分类
1.4 国家发展政策
十四、钢铁； 8、直接还原。 3）2005年12月2日中华人民共和国国家发展改革委员会第40号令《产业结 构调整指导目录(2005年本)》：
第一类：鼓励类 七、钢铁；6、15万吨/年及以上直接还原法炼铁。
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尘、污泥处理工艺介绍 1.直接还原技术的兴起及分类
1995年日本神户制钢在加古川钢铁厂建成转底炉工业示范装置，到 2002年末，新日铁广畑厂、君津厂共建成3条转底炉工业生产线，处理钢铁 厂粉尘，产品用于高炉。
1.4 国家发展政策
我国天然气资源非常有限，但煤炭资源（尤其是非焦煤） 却很丰富。因此，煤基法直接还原铁工艺是我国的首选工艺。
目前在国内实施的工艺主要有：回转窑工艺、隧道窑工艺 和转底炉工艺等。但现有的以回转窑、隧道窑为代表的煤基直 接还原法，存在生产效率低、生产规模小、能耗高、容易出现 结圈结瘤的缺点。
直接还原是指铁矿石或含铁氧化物在低于熔化温度之下还 原成金属的过程。其所得的产品称为直接还原铁（DRI），通称 海绵铁或金属化球团。高品质DRI可以做为电炉炼钢的原料和转 炉炼钢的冷却剂，代替废钢或生铁块等。低金属化率的DRI可以 直接入熔分炉冶炼，替代普通烧结矿或球团矿，生产铁水。
直接还原化学反应式（所标温度为开始明显反应的温度）
5.1 产品及生产规模 5.2工艺流程及总图 5.3技术经济参数 5.4转底炉参数
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍
1.直接还原技术的兴起及分类
1.1 直接还原简述 1.2 直接还原发展 1.3 直接还原分类 1.4 国家发展政策
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍 1.直接还原技术的兴起及分类
380~800oC
800~850oC
Fe2O3
FeO
Fe
CO
CO
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍 1.直接还原技术的兴起及分类
1.2 直接还原技术发展
早在1770年，英国就出现了第一个直接还原法专利，之后 出现过数百种直接还原方案，真正实现直接还原工艺工业化生 产是从20世纪50年代开始的。1968年美国Midrex法获得成功， 直接还原开始迅速发展，产量稳步上升。
基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍
江苏省冶金设计院有限公司
2020年1月24日
基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍
目录
1.直接还原技术的兴起及分类
1.1 直接还原简述 1.2 直接还原发展 1.3 直接还原分类 1.4 国家发展政策
2.转底炉技术目前的发展情况
2.1 由来及发展 2.2 技术特点
以下是近年来国家发改委和科技部关于鼓励非焦炼铁政策条文的部 分摘抄： 1) 2008年国家发展改革委办公厅《关于请组织实施循环经济高技术产业 重大专项的通知》 一、专项主要内容 （一）钢铁行业。开展转底炉直接还原成套工艺产业化示范，建设年产20 万吨以上转底炉直接还原示范装置，使钢铁厂尘泥（特别是含锌尘泥）全 部得到资源化利用。…… 2）国务院2007年7月27日颁布的国家计委、经贸委七号令《当前国家重点 鼓励发展的产业、产品和技术指导目录(2000年修订)》：
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基于转底炉直接还原技术 钢铁厂粉尘、污泥处理工艺介绍
2.转底炉技术目前发展情况
2.1 转底炉技术由来及发展
1978年加拿大INCO集团所属的国际金属公司为了处理利用冶金废弃物， 在美国建成的世界上第一座具有生产规模的转底炉（Rotary Hearth Furnace）工艺生产线 ，并因此而命名INMETCO。它既可以用来还原铁矿 石，也可处理冶金厂产生的粉尘，以及其它含铁、铬、锌的废弃物等。
2.3 应用方向
2.4 产品用途
3.神雾集团 江苏省冶金设计院有限公司 转底炉技术的研究成果
3.1 蓄热式技术 3.2 研究试验数据 3.3 获取发明专利 3.4 已有工程业绩
4.钢铁厂含铁粉尘、污泥的处理方法简介
4.1 粉尘特性 4.2 处理方法 4.3 转底炉与回转窑比较 4.4 已有工程情况
5.沙钢利用粉尘、污泥年产30万吨转底炉直接还原工程简介
1.1 直接还原技术简述
为了解决焦煤短缺以及传统高炉炼铁工艺所存在的能耗高， 流程长、环境污染严重等问题，世界上出现了多种新型非高炉 炼铁法，主要分为直接还原法和熔融还原法。
由于从投资及生产成本来看，熔融还原目前与直接还原还有 一定差距。因此，目前非高炉炼铁的主要生产工艺仍以直接还 原为主。
非高 炉炼 铁法