还原铁热压块生产线的工艺及设备

神户制钢煤基直接还原铁生产工艺（下）2009-11-11 09:14:55 作者：TNCSTEEL 来源：TNC数据库2.3 熔化试验结果2.3.1熔化试验设备概要及工艺流程图4 熔化试验设备概要熔化试验设备如图4所示。

试验设备由生产原料铁水的低频熔化炉、熔化炉本体以及烟气处理设备构成。

熔化炉具有圆柱形固定式炉出铁口：钻孔；直径：2m；高：2.6m；产能：1.3万t铁水/a。

2.3.2固定式熔化炉的基本设想和技术开发课题该试验设备采用固定式熔化炉，基本设想如下所述。

熔化炉如果采用倾动式，出铁时必须中止吹炼，倾动炉体，出铁后，向相反一侧倾动炉体，排出炉渣。

这样，就会出现吹炼中止从而降低生产率，而且炉内温度也会下降。

而采用固定式炉，出铁时不需倾动炉体，继续吹氧和熔化直接还原铁，可定时排出铁水和熔渣，出铁渣时只是带出铁渣显热，炉内温度没有下降，而且生产率也基本没有降低，可以连续作业。

如将RHF生产的还原铁高温状态装入炉内，则可进一步提高生产率。

2.3.3熔化试验条件及操作参数熔化试验为一周几次的间歇运转，将低频炉约1450℃的原料铁水(6t)装入熔化炉后，开始第一次吹炼。

吹氧使铁水中碳燃烧，充分运用炉内二次燃烧升温，铁水温度达到规定值后，从中间出铁口排出约2t 的铁水和熔渣。

然后，在残留铁水(约4t)和少量渣的状态，反复多次进行还原铁(DRI)熔化和出铁渣操作，试验结束时从残铁排出口排出铁渣。

本试验所用的原料铁水成分和DRI成分分别示于表4和表5。

装入熔化炉的碳材使用钢铁厂产生的小粒焦粉(固定[C]=85%)。

表4 原料铁水主要成分 %表5 直接还原铁(DRI)主要化学成分%2.3.4熔化试验结果(1)吹炼中铁水温度、[C]的变化将原料铁水装入炉内时，铁水温度大约降到1350℃，但第一次吹炼升温到1500℃左右出铁。

第二次吹炼后，铁水温度基本保持不变，反复进行直接还原铁的熔化和出铁渣作业。

吹炼中控制炉渣的形成，[C]含量基本保持在饱和状态。

直接还原铁（海绵铁）生产工艺及发展方向习惯上，我们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；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，称作直接炼铁（钢）法或者直接还原法，用这种方法生产出的铁也就称作直接还原铁（即DRI）。

由于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，所以直接还原铁也称之为海绵铁。

一、直接还原铁（海绵铁）的用途直接还原铁是精铁粉在炉内经低温还原形式的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少（碳、硅含量低），主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。

一次还原铁粉（海绵铁）的主要用途有：①作为粉末冶金制品的原料，耗用量约占铁粉总耗用量的60～80％；②作为电焊条的原料，在药皮中加入10～70％铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高熔敷效率；③作为火焰切割的喷射剂，在切割钢制品时，向氧-乙炔焰中喷射铁粉,可改善切割性能，扩大切割钢种的范围，提高可切割厚度；④还可作为有机化学合成中的还原剂、复印机油墨载体等。

近年来由于钢铁产品朝小型轻量化、功能高级化、复合化方向发展，故钢材中非金属材料和有色金属使用比例增加，致使废钢质量不断下降。

废钢作为电炉钢原料，由于其来源不同，化学成分波动很大，而且很难掌握、控制，这给电炉炼钢作业带来了极大的困难。

如果用一定比例的直接还原铁(30～50%)作为稀释剂与废钢搭配不仅可增加钢材的均匀性，还可以改善和提高钢的物理性质，从而达到生产优质钢的目的。

因此，直接还原铁（海绵铁）不仅仅是优质废钢的替代物，还是生产优质钢材必不可少的高级原料(天津无缝钢管公司国外设计中就明确要求必须配50%的直接还原铁（海绵铁）)。

根据国外报导，高功率电炉冶炼时，炉料搭配30～50%直接还原铁，生产率提高10～25%，作业率提高25～30%。

DRI ( 直接还原铁)和HBI （热压铁块）的贸易和运输DRI ( Direct Reduced Iron) “直接还原铁”是一种高品质冶金产品（97%的纯铁含量）通过矿粉，球团或矿块同天然气或煤加热化学的还原反应中得到，反应温度比铁的溶点低。

相对高品位的铁矿作为填料。

矿粉可以直接应用，不需要烧结过程。

生产1吨的DRI，大概需要1.5吨的铁矿。

（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。

1.项目背景：直接还原铁是指将铁矿石通过还原反应，直接转化为金属铁的过程。

相对于传统的高炉炼铁工艺，直接还原铁工艺具有能源消耗低、环境污染小等优点。

随着对环境污染要求的逐渐提高，直接还原铁工艺已经成为铁矿石加工的主流工艺。

本项目旨在建设年产30万吨直接还原铁生产线，以满足市场需求。

2.项目内容：（1）建设规模：年产30万吨直接还原铁生产线；（2）建设地点：选择适当的地理位置进行建设，并考虑到交通、供水、供电等基础设施的配套建设；（3）投资估算：根据建设规模和工艺流程，估算项目总投资；（4）市场竞争性分析：通过对现有直接还原铁生产线的调研和分析，评估市场竞争优势和地位；（5）技术可行性分析：分析直接还原铁工艺技术的可行性和成熟度；（6）环境影响评价：对项目建设和运营对环境的影响进行评估，并提出相应的环保措施；（7）经济效益评价：通过具体的财务分析，评估项目的经济效益和投资回收期。

3.市场分析：（1）国内市场需求：根据铁矿石加工的需求规模和发展趋势，评估国内直接还原铁的市场需求；（2）供需对比分析：通过对现有直接还原铁生产线的调研，了解供求关系，评估项目的可行性；（3）产品定位：根据市场需求和竞争分析，确定产品的定位和市场竞争策略。

4.技术可行性：（1）工艺流程：分析直接还原铁的工艺流程，并评估工艺的可行性和稳定性；（2）设备选择：选择适合项目规模和工艺要求的设备，并评估设备的技术可行性和性能；（3）能源消耗：分析直接还原铁工艺对能源的消耗情况，并提出相应的节能措施。

5.环境影响评价：（1）大气污染：评估项目建设和运营对大气环境的影响，并提出相应的治理措施；（2）水污染：评估项目建设和运营对水环境的影响，并提出相应的水处理措施；（3）固体废物处理：评估项目建设和运营产生的固体废物的处理方式，并提出相应的处理方案。

6.经济效益评价：（1）投资估算：根据项目规模和工艺要求，估算项目的总投资；（2）财务分析：通过具体的财务分析，评估项目的产值、利润和投资回收期；（3）风险分析：评估项目建设和运营中可能面临的风险，并提出相应的应对措施。

直接还原铁回转窑铁磷还原法生产工艺一、直接还原铁是精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。

二、直接还原铁生产工艺概述1、什么是直接还原炼铁法？直接还原炼铁法是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。

2、常用的直接还原炼铁法有哪些？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。

三、铁磷还原法概述1、什么是铁磷？铁鳞又称氧化铁皮、氧化皮。

在钢材加热和轧制过程中，由于表面受到氧化而形成氧化铁层，剥落下来的鱼鳞状物。

铁鳞可用作氧化剂和制铁粉的原料。

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。

2、为什么用氧化铁磷？有什么注意事项？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。

3、什么是铁磷还原法？有哪些类型？铁鳞还原法就是以铁鳞为原料的直接还原法生产工艺。

铁鳞还原法生产过程可分为粗还原与精还原。

在粗还原过程中，铁氧化物被还原，铁粉颗粒烧结与渗碳。

增高还原温度或延长保温时间皆有利于铁氧化物还原、铁粉颗粒烧结，但会生产部分渗碳。

鉴于在精还原过程中脱碳困难，在粗还原过程中，控制铁氧化物还原到未渗碳的程度是必要的。

无罐还原海绵铁生产线工艺简介两焰隧道窑无罐快速还原炉海绵铁生产线金属化球团海绵铁是由含铁矿粉和固体还原剂（煤粉和焦粉等）与适当的粘结剂充分混合后，经造球机造球或压块机压制而成的一种含碳含铁的球团或含碳含铁的冷压块，经还原炉还原成海绵铁，简称金属化球团海绵铁，经破碎磁选达到高品位的还原铁，含碳球团已在直接还原工艺中成功应用。

（1）含碳球团在使用时不需团结和冷故结，用含碳球团技术可以回收处理钢铁企业中的废料，无论从经济上还是从环保观点来看，都具有重要意义。

（2）可以实现在1200—1350℃下的快速还原。

（3）还原过程中产生的气体从球团内排出，能够抑制气相中氧化性气氛对球团的氧化作用，使含碳球团在在氧化性气氛中能够还原，这为在还原反应器内用高温烟气或直接燃烧还原过程中产生的可燃气体提供还原秏热创造了条件。

二；快速还原炉简介现在国内生产海绵铁隧道窑比较多，都是用还原罐做反应器来生产，由于隧道窑用还原罐生产海绵铁，成本高、产量小、能耗高、劳动强度大、利润小、年平均生产下来甚至亏本，导致国内很多海绵铁厂不能生产。

为了降低成本、提高产量、降低能耗、实现自动化生产、减少工人劳动强度、本公司研发新的生产海绵铁的工艺。

（1）铁矿粉混合压块明焰车底式隧道窑生产线海绵铁。

明焰车底式隧道窑投资少、生产率高、还原快、能耗低、自动化程度高、用人少、劳动强度低、工作环境好、环保无污染。

（2）铁矿粉混合压块隔焰车底式隧道窑生产线海绵铁。

1、利用简单有效的方法，完全回收充分利用了还原铁副产的煤气及煤中挥发份。

项目综合能耗比其他各种方法都低的多。

是目前唯一能完全回收利用还原副产煤气的非高炉炼铁法；2、利用简单有效的方法，利用了煤中挥发份的化学能，将挥发份裂解后作气基还原剂，既节能又环保。

是目前国际国内唯一的煤、气基双联还原法；3、本法机械化、自动化程度很高，劳动强度很低，作业环境很好。

但投资率很低，吨铁投资低于300元/T（在国内技术隧道窑罐装法只产出海绵铁，吨海绵铁投资500元/T以上；铁矿粉压块生产工艺流程图三.主要工段设备功能简述3.1 隧道车底式快速还原炉还原生产工艺由以下工段组成：1，原料制备及配料系统．2，混料系统.3，压块系统．4，烘干系统．5，隧道式还原炉快速还原系统.6，卸料系统．7，破碎系统8，磁选系统.9，压块工段3.2. 金属化球团海绵铁的配料金属化球团的配料包括四个部分：铁矿粉（铁矿石）、煤粉、脱硫剂和粘结剂。

150t电炉热装直接还原铁工艺设计武国平，宋宇(北京首钢国际工程技术有限公司，北京100043)摘要：结合阿曼工程150t电炉热装直接还原铁(DRI)工艺设计实践，分析了电炉100％热装DRI对冶炼电耗、电极消耗、冶炼成本及钢水质量等的影响。

阐述了热装DRI的工艺流程，设计了热装DRI的装置，并指出了热装DRI时电炉生产的工艺要点。

关键词：电炉；直接环原铁；热装；工艺要点电炉炼钢是“绿色”生产工艺，它消耗社会废钢，解决了废钢的循环利用问题以及环境污染问题。

但是，除了较少的发达国家外，很多国家的废钢资源比较紧缺，而且废钢中有害杂质如P、S以及Cu、As、Pb、Sn等重金属含量较高，对于冶炼高品质钢种影响较大。

在国外，直接还原铁(Direct Reduction Iron，以下简称DRI)已经被广泛的作为电炉炼钢的主要原材料使用。

中东地区天然气资源储量丰富，采用天然气生产DRI并以此为原料进行电炉炼钢，冶炼成本低、经济效益好是其它国家和地区不可比拟的。

本文结合阿曼某100万吨钢铁厂工程，对1501电炉热装DRI的炼钢工艺进行了研究。

1 DIU作电炉原料的优点直接还原技术发展至今已有100多年历史，DRI是将铁矿石或精矿粉球团放入回转窑或竖炉内，在低于铁的熔点温度下将铁氧化物还原得到的金属产品，现今DRI已经越来越多的用于电炉冶炼。

表1列出了DRI的物理化学性能。

DRI中P、S及金属残留元素含量低，具有稀释钢中有害元素、降低气体和夹杂物含量的作用[1,2]。

除此之外，由于DRI含碳量较高，平均在1．0％～3．0％之间，方便电炉造泡沫渣，有利于高压长弧操作，降低电耗。

同时，由于CO的产生量大，可以降低电极的消耗量。

目前，DRI加料采用的气动输送或者溜管溜送。

能自动连续加料，减少了非通电时间，钢水的热损失小，有利于提高生产率和实现自动控制。

而且，冶炼过程中的噪音也较低[3~5]。

2 DIU热装工艺参数本工程设计钢铁厂年产钢水111．2万t，配套生产设施包括一台150t超高功率电炉，一台150tLF炉，一台R9m×6流方坯连铸机等。

还原铁热压块工艺设备
还原铁热压块工艺设备
随着工业化的发展，越来越多的工艺设备被引入到生产中，以提高产品的质量和效率。

而在钢材生产过程中，还原铁热压块工艺设备就成为了不可或缺的一环。

下面我们将具体介绍该工艺设备的原理、结构以及使用方法。

一、原理
还原铁热压块工艺设备是利用高温还原法将铁矿石还原为还原铁的设备，它的主要原理是以石墨为还原剂，在高温条件下对铁矿石进行还原反应，使其释放出还原铁，并在工艺中通过压缩成块的方式冷却并储存。

其中，该工艺设备的关键在于还原剂的添加、还原反应的控制以及热压块的制作。

二、结构
还原铁热压块工艺设备主要由四大部分组成：料仓、还原炉、热压机和预冷装置。

其中，料仓是从上部加入原料的容器，还原炉是铁矿石还原反应的主要设备，热压机负责将还原后的铁热压成块，预冷装置则可以在热压块制作的同时对其进行冷却。

三、使用方法
使用还原铁热压块工艺设备的步骤如下：
1.准备工作：确认设备故障、清理设备以及卸下料仓中的铁矿石
2.原料处理：加入适量的还原剂和石墨粒子，并混合均匀
3.炉内加料：将原料倒入还原炉中，并点火开始反应
4.热压块制作：等待反应完成后，将还原铁从炉中取出，送入热压机中进行热压成块
5.预冷处理：将热压块送入预冷装置进行冷却，最后进入后续的加工、储存环节。

通过上述使用方法，可以保证还原铁热压块的质量稳定，生产效率也得到了保障。

同时，该设备的应用也为钢铁行业的进一步发展打下了坚实的基础。

总之，还原铁热压块工艺设备的使用，对于钢铁生产的发展具有至关重要的作用，我们需要密切关注该设备的改进和创新，以更好地服务于生产。