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

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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%。

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。

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。

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：Rotary hearth furnace转底炉直接还原技术是铁矿粉（或红土镍矿、钒钛磁铁矿、硫酸渣或冶金粉尘、除尘灰、炼钢污泥等）经配料、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。

当铁矿粉含铁品位在67%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；当矿粉含铁品位低于62%时，采用转底炉——熔分炉的熔融还原铁工艺，产品为铁水供炼钢使用。

通常金属化率可达80%以上，金属化球团可作为高炉原料。

转底炉含碳球团炼铁关键技术：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。

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。

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。

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。

【企业项目】转底炉处理含铁、锌尘泥资源循环利用关键技术及示范科技成果沙钢集团“转底炉处理含铁、锌尘泥资源循环利用关键技术及示范项目”，是神雾集团江苏冶金设计院与沙钢集团双方共同承担的国家科技部“十二五”重大支撑课题，经过多年的探索与努力，建成了一条处理规模大、产品质量高、能耗低、技术装备先进的转底炉处理含铁、锌尘泥生产线，每年可处理含铁尘泥30万吨，生产金属化球团20万吨，氧化锌粉7000吨。

自2012年以来，已连续稳定生产5年多，作业率超过92%。

项目研发了具有完全自主知识产权的蓄热式转底炉处理含铁、锌粉尘成套技术及装备，建成了处理量为30万吨/年的转底炉直接还原含锌粉尘，综合回收铁、锌示范生产线，实现了核心转底炉设备的国产化和大型化。

使用低热值煤气，通过蓄热式燃烧技术提高了炉内燃烧温度，提高了球团金属化率；通过炉内气流和温度场的特殊设计，使得既炉温均匀、又无气流扰动；通过特殊成型技术，降低了球团粉化率，提高了锌粉的回收率和品位。

各项技术经济指标均优于国内外同类技术，是我国冶金固废处理领域的一项重大突破。

数据显示，该生产线投产以来，可获得平均金属化率为85%以上的球团，锌平均脱除率达95%，获得副产品氧化锌粉的平均品位大于60%，回收率平均达95%。

吨金属化球团的能耗为203.11kgce（不含尘泥内含碳），节能27%以上。

沙钢集团相关负责人介绍，该项目实现了含铁、锌固废的有效循环利用，投资两年后即回收全部投资，2014年至2016年新增产值8.8亿元，创利税3.97亿元，具有良好的经济效益。

同时，本项目解决了钢铁冶金固废的污染环境问题，实现了示范工程内的固废和污水零排放。

与现有国内外主要固废处理技术—回转窑方法相比，本项目可减少能耗约70kg标煤/吨金属化球团，按此计算，每年减少烟尘、二氧化碳和二氧化硫的排放量为：按照每吨标煤燃烧会放出36kg烟尘，二氧化碳排放2.62吨，燃烧产生二氧化硫排放17 kg计算，按转底炉现有产量，每年减少烟尘排放504吨，减少二氧化碳排放3.67万吨，减少二氧化硫排放238吨。

转底炉可行性研究报告一、研究背景和目的转底炉是一种新型的高效节能型炼钢设备，其采用倾吊炼钢技术，能够有效提高炼钢效率，降低生产成本，减少环境污染。

本报告旨在对转底炉的可行性进行研究，探讨其在我国钢铁行业的推广应用情况和经济效益。

二、转底炉的技术原理及特点1. 技术原理：转底炉是一种通过倾斜炉体，并在倾斜过程中进行废钢、生铁及其他原料装料和炼炉操作的方法。

其主要工艺流程包括：装料-装炉-炼钢-出钢-开炉。

在转底炉的操作过程中，通过不断的倾斜和转底，可以加快炼钢速度，提高炉渣清洁度，保证钢水质量。

2. 技术特点：转底炉具有炉顶炼钢和底部出钢的特点，避免了传统炉冶炉故障多、冷却时间长、热效率低等缺点。

同时，由于转底炉采用了先进的冷却技术和燃烧系统，能够有效减少能源消耗和排放量，降低运行成本。

三、转底炉在钢铁行业的应用情况1. 国内：目前，我国钢铁行业转底炉的应用还比较有限，主要集中在一些大型钢铁企业。

由于转底炉的技术含量较高，投资成本较大，使得一些中小型钢厂存在较大的压力和难度。

但随着钢铁行业对环保要求的提高和技术进步的推动，转底炉将逐渐在我国钢铁行业得到推广应用。

2. 国际：在国际上，转底炉已经得到较为广泛的应用。

欧美等发达国家已经在钢铁行业中大规模推广了转底炉技术，取得了显著的经济和环保效益。

其成功经验可以为我国钢铁行业的发展提供借鉴和参考。

四、转底炉的经济效益分析1. 节能降耗：转底炉的炼钢效率高，能源消耗低。

据统计，使用转底炉可以节能20%以上。

2. 降低成本：转底炉具有炉冶时间短、炉龄长、操作简便等特点，可降低炼钢成本5%-10%。

3. 提高产量：转底炉采用倾吊炼钢工艺，生产效率高，可提高炼钢产量10%-15%。

4. 减少环境污染：转底炉采用先进的燃烧技术和冷却设备，能够有效减少废气排放量，降低环境污染。

五、转底炉的发展前景和建议1. 发展前景：随着我国钢铁行业对环保要求的提高和转底炉技术的不断改进，转底炉在我国钢铁行业的应用前景广阔。