神雾蓄热式煤基直接还原转底炉的特点及应用(报送)
生物质用于转底炉直接还原工艺研究
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我国煤基直接还原铁发展现状及前景
世界金属导报/2010年/1月/26日/第010版原料炼铁我国煤基直接还原铁发展现状及前景许晓杰包向军赵鹏钢铁工业为了摆脱焦煤资源短缺对发展的羁绊，适应日益提高的环境保护要求，降低钢铁生产能耗，改善钢铁产品结构，提高质量和品质，寻求解决废钢短缺的途径，实现资源的综合利用，使得非高炉炼铁工艺越来越得到重视。
尽管迄今为止还没有任何一种非高炉炼铁工艺能够超越高炉的高功率、大容量的绝对优势，但作为传统工艺的有益补充，非传统工艺仍然占据了一席之地。
我国天然气缺乏，但煤炭资源丰富的特点，决定了煤基直接还原技术是我国发展直接还原铁的首选工艺。
1煤基直接还原铁生产现状煤基直接还原是指直接以煤作还原剂的工艺，是相对于气基直接还原工艺而言。
目前世界直接还原铁生产中，主要分为气基法和煤基法，表1为2003～2007年世界几种直接还原工艺的产量构成。
表中显示煤基直接还原法生产的DRI占总产量的比例小，但近几年发展较快，产量逐渐增加，其生产主要集中在印度和南非等地。
世界上现有煤基直接还原工艺不少，但形成生产规模的主要有两种:回转窑和转底炉。
1.1回转窑工艺目前，世界煤基直接还原铁采用的主流工艺是回转窑，其优点是出窑产品经磁选后提高了铁品位，产品质量较好且已成为电炉冶炼优质钢的洁净铁源之一。
现有生产炼钢原料的煤基回转窑可分为:德国克虏伯法(Krupp-Codir)；德国鲁奇法(SL/RN)；印度阿卡尔法(AccAR)；印度西尔法(Sill)；英国戴维法(DRC)；印度梯第尔法(TDR)。
其中德国的CODIR法最为典型，在整个煤基直接还原过程中占据重要地位。
CODIR回转窑工艺流程是由德国Krupp公司在WELZE和KRUPP-RENN流程基础上开发成功的。
该工艺原料可为球团矿、块矿，也可为粉矿，还原剂采用挥发分较小的高活性煤，脱硫剂用石灰石或白云石。
炉料、还原煤和脱硫剂从回转窑尾部进入窑内后在与炉气逆向运动过程中将矿石还原为海绵铁。
ITmk3_第三代煤基直接还原炼铁技术.
图6预测值与实测值比较F ig16Comparison of p redicted and m easured values 精度,把预测值与实测值的平均标准偏差作为评价指标。
该样本集的标准差为105153。
而宝钢2050热连轧生产现场的计算卷取温度与实际测量温度标准差为136176。
通过对比可以看出,采用B P网预报对流换热系数后,带钢卷取温度预测值与实测值的平均标准偏差比原数学模型降低了22184%。
6结论(1利用B P神经网络方法预报热连轧层流冷却系统卷取温度优于传统的数学模型的方法。
(2经检验,采用B P神经网络预测的带钢卷取温度与实测值的平均标准偏差比原数学模型降低了22184%。
(3本文通过优化层流冷却对流换热系数来实现提高卷取温度控制精度的目的,为提高卷取温度控制精度提供了新思路。
参考文献1王有铭,李曼云,韦光1钢材的控制轧制控制冷却1北京:冶金工业出版社,199518812蔡正,王国栋,刘相华等1神经网络结合数学模型预测带钢卷取温度1钢铁研究学报,1998,10(3:641 3李孝安1神经网络与神经计算机导论1西安:西北工业大学出版社,199412014闻新1M A TLAB神经网络应用设计1北京:科学出版社,200017~91IT m k3——第三代煤基直接还原炼铁技术日本神户钢铁公司及美国米德兰公司联合开发出第三代煤基直接还原技术——ITm k3技术。
此技术的研发工作是从1996年开始的。
1998年在米德兰技术中心的环形炉中对ITm k3技术进行了第一次检验。
此后,日本神户公司加古川厂建造了直径为4m、产能为每小时014t的环形炉半工业性试验设备。
至2000年12月已对ITm k3新工艺进行了两次测试,同时计划在北美建设一个年产能力为20万t~50万t 的半商业性厂。
ITm k3技术是在铁2碳相图的新区域中进行探索性试验。
在此区域中,含碳复合球团在1350℃的相对较低温度下还原、熔化,且铁水易于与渣分离。
煤基直接还原铁与“两步法”铁水熔炼新工艺在铸造行业的应用
2020年第6期2020年12月!"设备与工艺FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY Dec.2020 N〇6.铸造工艺•d o i:10.16666/ki.issnl004-6178.2020.06.006煤基直接还原铁与“两步法”铁水熔炼新工艺在铸造行业的应用付邦豪，周强，李建涛，汪朋，唐恩，陈泉锋(武汉科思瑞迪科技有限公司，湖北武汉430223)摘要:对直接还原铁及其在铸造行业的应用价值进行了描述，详细介绍了COSRED煤基直接还原工艺的 基本流程、技术优势和生产实践情况'对COSRED“两步法”铁水熔炼工艺进行了说明，提出COSRED“两步法”铁水熔炼工艺是铸造企业小高炉技术升级的最佳选择。
关键词：铸造;直接还原铁;COSRED煤基直接还原新工艺'COSRED两步法铁水熔炼新工艺中图分类号:TG243 文献标识码:A 文章编号％1674-6694( 2020 )06-0021-04Application and Prospect of COSRED Iron Melting Technology in Foundry Industry FU Bang-hao $ ZHOU Qiang$LI Jian-tao $ $WANG Peng $ TANG En $ CHEN Quan-feng(Wuhan COSRED Science and, Technology Co$.Ltd. $ Wuhan Hubei 430223 $China) Abstract:Direct reduced iron and its benefits used in foundry industry were introduced in this paper. Process flow $technical advantages and production practices of COSRED coal-based direct reduction process were described in detail. COSRED melting reduction process was also presented in this article $and it was suggested to be the best approach for technology upgrade of small blast furnaces in foundries.Key words：foundry $direct reduced iron $COSRED coal-based direct reduction process $COSRED melting reduction process铸造行业是我国机械制造业的重要基础产业。
直接还原用耐火材料的特点与应用
直接还原用耐火材料的特点与应用曹仁锋赵继增张广智徐延庆（北京利尔高温材料股份有限公司北京， 102211）1.前言直接还原铁技术是以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源，在铁矿石(或含铁团块)软化温度以下进行还原得到金属铁的方法。
直接还原铁既是废钢的代用品，更重要的是冶炼高级钢种的必须品。
在冶炼高级钢种时直接还原铁优于废钢。
我国的直接还原铁的生产还处于起步阶段。
2007年全球直接还原铁产量达到6722万吨，而我国的年产量约为60万吨，2008年我国全年的直接还原铁进口量在50万吨左右。
钢铁工业的发展离不开耐火材料的进步，由于我国的直接还原铁的生产还处于起步阶段，直接还原铁用耐火材料的生产企业更是稀少。
目前的现状是绝大多数直接还原铁生产企业对耐火材料重视程度不够，不了解直接还原铁用耐火材料的特殊要求，一般采用普通耐火材料，寿命普遍不高。
2.直接还原铁用耐火材料的特点及使用要求直接还原铁用耐火材料与普通耐火材料相比对大的特点就在于工作气氛的不同，一般耐火材料工作气氛为氧化气氛或弱还原气氛，而直接还原铁用耐火材料在强还原气氛下工作。
还原性气氛对耐火材料的使用有着决定性的影响，普通耐火浇注料在强还原气氛下易导致施工体开裂甚至崩塌现象(图1，图2)。
可以说耐火材料对还原性气氛的适应性即抗CO气体侵蚀性能的好坏直接决定了耐火材料的使用寿命。
图1普通耐火材料经过抗CO实验后开裂现象图2普通耐火材料经过抗CO实验后崩塌现象除了必须具备优良的抗CO气体侵蚀性能，直接还原铁用耐火材料在使用过程中还应具备以下性能：1)高强度：以保证浇注料能经受炉壳的弯曲。
2)高耐磨性：以保证耐火材料能抵抗物料在上面移动时的磨蚀作用。
3)高的化学稳定性：以保证材料能抵抗由铁矿、脱硫剂和媒组成的炉料接触时形成的液体的作用。
4)高的耐热震稳定性：以保证耐火材料在温度发生冷热变化时不被破坏。
3.还原气氛下耐火材料的损毁机理直接还原铁的基本原理是还原剂还原Fe203成金属Fe。
无热载体蓄热式旋转床褐煤热解提质技术_王其成
17.71
65.78
2号
5.46
17.98
13.09
63.47
表 4 不同产地褐煤提质煤分析结果
编号 1号
Mad/% 1.18
Aad/ % 13.37
Vad /% FCad/% 5.49 79.96
Qnet,ad/MJ.kg-1 29.44
Sad/% 0.15
2 号 2.70 10.18 13.90 73.22
预热段 200 ℃
加热段 380 ℃
水封出料口
保温段 480 ℃
冷却段
图 1 旋转床热解炉原理
A侧
烟气 空气
烧嘴 蓄热体
辐射管
换向阀
烧嘴
燃料气 B侧
图 2 神雾蓄热式辐射管燃烧器原理
旋转床热解技术的总流程 ：褐煤进入料场 后，经过原煤破碎、筛分、干燥、再筛分，将符 合粒径要求的褐煤直接通过进料系统布入旋转床 内，粉煤成型后进入旋转床内 ；经预热区、反应 区，最终物料被加热至目标温度，热解生成荒煤 气、提质煤。荒煤气由热解装置逸出进入油气激 冷器冷却后，被风机抽送到分离净化系统，得到 煤气和焦油，粗煤气经过脱硫、脱氨等净化工序 后得到净煤气和硫铵、硫磺等副产品。热解产生 的提质煤，经出料机排出后，采用喷雾冷却熄焦， 再送入成品料场，做碳质还原剂、洁净燃料、化 工原料等。
由表 2 和表 3 可以看出，采用旋转床热解技
术可以达到格金试验收率的 94.13% ；煤焦油可 以转化为人造石油，节省了石油资源。另外，通 过热解可以获得 13% 热解煤气。表 5 中，热解煤 气中的甲烷、一氧化碳和氢气成分高，气体的热 值也很高，这种热解煤气不仅可以作为天然气的 替代燃料，还可以作为后期化工合成的重要原料。
转体炉工艺
熔融还 MFe ％ 金属 化率 ％ SO2 ％ 6.0 6.54 16.62 C ％
产品
77.90
68.21
87.56
10.18
1.85
煤炭灰分4％
煤炭灰分12.5％
转底炉应用之二
钢铁厂粉尘颗粒纤细，容易还原，产品金属化率较高
高效脱除钢铁厂粉尘中的Zn，并且可以将Zn回收
可将TiO2在炉渣中富余 V进入铁相→再提V 铁用于炼钢
实现Fe、V、Ti综合分离和利用
4.转体炉工艺流程及实图
5.转底炉还原系统主要设备
1.转底炉 作用：转底炉生产工艺核心设备，用于金属化球团的还原生成 主要构成：驱动部、炉床、上下轨道梁、燃烧系统 2.振动布料机 作用：混合生球布料，将生球均匀的布置在转底炉炉床上 主要构成：振源（电机、柔性联轴器、激振器）、箱体、弹簧、导料板 3.螺旋排料机 作用：成品金属化球团矿的热态排料 主要构成：电机减速机、传动链系统、前后轴承座、主轴装配（含螺旋 片）、水冷系统 4.筒式冷却机 作用：热态成品球的冷却 构成：驱动部、筒体、托辊、齿轮
名称 钢铁厂粉尘 金属化球团 TFe ％ 45.80 60.10 52.83 MFe ％ Zn ％ 0.89 0.01 SiO2 ％ 3.53 8.00 CaO ％ 16.80 23.30
1250下℃加热25分钟，金属化率88％
转底炉应用之三
将V、Ti磁铁矿中的铁精矿、钛精矿制成含炭球团，经转底炉预 还原，再用电炉或矿热炉进行终还原和熔分。
2.转体炉生产工艺特点
1)以煤粉作为还原剂, 仅用少量煤气, 对煤的质量要 求也没有回转窑法那么严格, 故有利于广泛应用。 2)主要设备为环形转底炉,与回转窑相比,该工艺设备 较简单、投资省、能耗较低。 3) 对炉料的强度要求不高。因为料层很薄炉料既不 受压且随炉底一起转动,炉料与炉底之间没有相对运动,可 用含碳生球团.(10～20min) ,操作容易。 4）转底炉工艺可直接使用含铁废粉料（或粉矿）和 粉煤, 在矿石和能源上具有很好的适应性和经济性。金属 化率可达80％以上。
低氮燃烧技术在蓄热式加热炉上的应用
低氮燃烧技术在蓄热式加热炉上的应用摘要：为了控制蓄热式加热炉燃烧装置排放的氮氧化物对生态环境的危害，对低氮燃烧做了大量的改进和优化工作，控制炉内燃烧 NOx的生成量，通过维持炉温的均匀性避免产生局部高温，同时控制燃烧室内流场，强化气流的均匀分布、强化空气与燃料的混合程度，从而有效控制局部空气过剩系数。
在同等燃料条件下，改造后大幅度降低燃烧室NOx的生成量。
关键词:加热炉氮氧化物低氮燃烧器前言蓄热式加热炉属于油页岩干馏工艺中的关键装备之一，主要功能是为干馏炉提供充足的热量，以完成油页岩的干馏过程。
蓄热式加热炉采用蓄热式燃烧技术，在同一炉膛内，交替切换燃烧过程和瓦斯加热过程，在两个过程中烟气和被加热的冷瓦斯交替通过蓄热装置，达到利用烟气热量加热瓦斯的目的。
加热炉的燃烧器是属于扩散燃烧性质的燃烧器，具有边混合边燃烧的特征。
在燃烧过程中会生成氮氧化物，氮氧化物(NOx)的种类很多，但造成大气污染的主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，因此环境学中的NOx一般指这二者的总称。
加热炉中的氮氧化物排放通常由约90％到95%的NO和约10%到5%的NO2组成。
NO一旦排放到大气中,在光触媒的作用下几乎立即反应生成NO2。
氮氧化物除直接影响环境空气中二氧化氮 (NO2)浓度外，还对细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)浓度有协同影响作用。
并且已有研究证明，NOx在光照条件下还会发生光化学反应，所生成的化学烟雾会对人的眼睛、鼻、喉等器官造成刺激，使人产生慢性支气管炎、鼻粘膜刺激、哮喘等疾病，严重的甚至会引发肺癌。
国家环保已明确要求需切实减少NOx的排放量。
在此背景下，围绕蓄热式加热炉的低氮氧化物燃烧技术展开研究，设计出一种高效实用的低NOx燃烧器具有重要的现实意义。
1.加热炉氮氧化物的生成分析控制NOx排放的技术措施可分为两大类：一是所谓的一次措施，其特征是通过各种技术手段，控制燃烧过程中NOx的生成反应。
属于这类措施包括所有的运行改进措施和除燃料分级技术外的燃烧技术措施。
转底炉直接还原处理赤泥技术研究
３工艺研究
图１试验流程图
３．１ 还原温度试验
先进行还原温度探索试验，固定碳氧比为１．８，石灰石用量为１０％，焙烧时间固定为３０ｍｉｎ，选 择了１２００。Ｃ、１２５０℃、１３００℃、１３３０℃四个温度进行试验。试验考察球团的金属化率以及球团在高
一１６３—
罗第六届尾矿与冶金渣综合利用技术研讨会置衢州市项目招商对接会 温下是否熔化粘结。球团的金属化率见图２。
表６经济技术分析
处理４０万吨赤泥，熔分工艺投资４８０００万元，磨矿磁选工艺投资４２０００万元。从投资回收期看， 磨矿磁选工艺投资回收期（不含建设期）为４．９７年，由于熔分工艺投资较高，其投资回收期（不含 建设期）也较高为６．２９年，但熔分工艺年税后利润相对较高。两种工艺流程处理赤泥都有较好的效益。 ５结论
图３还原剂用■试验结果
从图中可以看出，随着还原剂用量的增加，金属化率先升高后降低，当碳氧比从１．５升高到１．８后， 增幅不明显。在碳氧比为１．５时，金属化率高于８０％。因此，选择碳氧比为１．５时的还原剂用量。 ３．３石灰石用量试验
固定碳氧比为１．５，焙烧温度１３００。Ｃ，焙烧时间３０ｒａｉｎ。考察配人石灰石用量对球团金属化率的 影响。试验结果图４。
川１王洪，王静松，刘江，等．基于直接还原熔分的高铁赤泥综合利用试验研究［Ｊ］．轻金属， ２０１３（１１：１９—２１．
［２］朱强，齐波．国内赤泥综合利用技术发展及现状［Ｊ】．轻金属，２００９（８）：７－１０． 李冬，潘利祥，赵良庆，等．赤泥综合利用的研究进展阴．环境工程，２０１４，３２卷增刊：６１６－６２５． ［３］何伯泉，周国华，薛玉兰．赤泥在环境保护中的应用［Ｊ］．轻金属，２００１，（２）：２４．２６． ［４］董凤芝，刘心中，姚德．粉煤灰和赤泥的综合利用［Ｊ］．矿产综合利用，２００４，（６）：３７－３９． ［５］周文献，谢友均，刘宝举．赤泥对粉煤灰激发作用的试验研究［Ｊ］．混凝土，２００２，（１）：３７－４０．
转底炉技术在钢铁冶金工程中的应用
M etallurgical smelting冶金冶炼转底炉技术在钢铁冶金工程中的应用郭明军，张亚魁摘要：钢铁冶金行业除尘灰中含锌等碱金属元素，通过不断循环富集，对高炉寿命及高炉稳顺生产造成较大影响。
转底炉技术通过高温还原将大部分锌元素祛除，有效减少碱金属富集对高炉生产的影响，达到资源绿色循环利用，避免除尘灰外排对环境的破坏。
关键词：除尘灰；碱金属；循环富集；转底炉技术；回收再利用含锌粉尘在钢铁企业不断循坏利用，形成碱金属富集，在高炉中会因锌在炉内挥发、富集，在炉身上部形成结瘤，影响高炉的正常操作，缩短炉衬寿命。
因此，高炉对入炉原料锌含量有限制，很难对钢铁联合企业所有粉尘全部回收使用。
我国钢铁工业粉尘资源综合利用水平低和废弃物回收利用技术落后，粉尘污染物的排放对人体生理健康和自然环境都有很大的破坏。
转底炉技术在冶金工程中的成功的应用，有效解决了含锌粉尘的处理问题，并实现资源回收再利用，通过实践生产检验，转底炉技术金属化率可实现70%以上，脱锌率80%以上。
1 转底炉技术介绍1.1 工艺技术背景我国钢铁工业向自然环境排放了大量的废气、废水和粉尘等污染物，其中粉尘污染物排放尤为突出。
由于资源综合利用水平低和废弃物回收利用技术落后，我国钢铁企业产生的各种粉尘数量巨大，约为粗钢的10%左右，按照2013年我国钢铁产量7.5亿吨计算，粉尘年排放量超过7500万吨。
钢铁企业粉尘污染物的排放给人的生理健康和自然环境都有很大的破坏，钢铁企业排放的粉尘是PM2.5元凶之一，粉尘中、锌、铅、铬等有毒性元素随呼吸系统进入人体，溶解后可侵入血液而引起中毒，也可与组织接触而引起局部刺激或化学性损伤。
冶炼过程中粉尘逸出时对现场操作人员健康将会产生极大危害，粉尘弥漫在空气中将严重影响人类社会活动，目前多数钢铁厂采用堆填的方式对尘泥进行处理，随时间延长，其堆放空间逐年减少，堆积费用逐年提高，不但浪费了资源而且经过风吹雨打，粉尘中的铅、锌、镉和铬等有害元素浸出进入地下水和生物链中对人和动植物有危害，环境污染也日益严重。