1、5/5/2022現代鋼鐵冶金工程（現代鋼鐵冶金工程（I I）煉鐵現狀及相關技術發展煉鐵現狀及相關技術發展北 京 科 技 大 學高高 斌斌 E-mail： Mobile：136512373875/5/2022鋼鐵生產流程簡圖5/5/2022一、煉鐵現狀及發展方向5/5/2022三種鋼鐵工藝流程及現狀三種鋼鐵工藝流程及現狀 2010年世界生鐵產量統計 (千噸)20102010年我國生鐵產量分月度統計表年我國生鐵產量分月度統計表5/5/2022高爐煉鐵工藝的優勢與弱點優勢：優勢： 1、高效率； 2、低消耗； 3、高質量： 4、工藝成熟完善；弱點：弱點： 1、含鐵料需造塊； 2、需要焦炭。現階段高爐煉

2、鐵技術發展方向1、低消耗低排放為基礎的技術開發；2、煉鐵經濟效益最大化的技術開發；3、全企業經濟及社會效益最優化的技術開發。研究和開發研究和開發 科學和技術的應用研究，以及原型機和工藝方法的設計和開發。基礎研究：基礎研究： 為科學進步的初步探索性研究，無明確商業目的； 1、純研究：出于好奇心；尋求與應用無關的事實或知識； 2、基礎理論研究：尋求新知識，與特定應用無關；但感覺該知識遲早會被企業應用；應用研究應用研究： 為發現或探索新知識，有與工藝相關的商業目的； 1、探索可解決特定問題的新知識； 2、用已有知識解決現實問題；開發研究：開發研究： 把研究發現的新知識應用于產品或工藝上； 1、將應用

3、研究成果用于特點問題，初始實驗模型或工藝； 2、中期試驗廠進行試驗或制定產品規格或相應工藝參數。新工藝新技術開發研究一般程序新工藝新技術開發研究一般程序1、選題與構思： 非常規較偏，易發揮自身特長，有進一步發展前途；2、研究與試驗： 技術性與科研性較強，與研究經費相匹配；3、設計試驗： 選擇合理的小型、中型試驗，并選擇合理的大型試驗場地；4、大型現場試驗： 相關參數與目標的明確，與現場的很好合作，結果的總結；5、試驗結果推廣： 推廣目標的合理選擇與分析，結果的總結及與原參數比較。新技術開發方式新技術開發方式1、獨立研究開發： 立足基礎知識；首次開發，代表高水平；難度及風險較大，時間也較長；2、

4、技術引進： 借助已有的技術；進行適應性改進；常用方法，易于成功；3、引進與創新結合： 引進技術；在此基礎上進一步創新；形成新技術；三種方式關系： （1）對應于基礎或關鍵技術；（2）可以加速企業進步，風險較小；（3）在可能條件下應采用的方式。5/5/2022二、高爐噴吹高爐噴吹燃料高爐噴吹燃料 主要目的：主要目的： 噴吹燃料種類：噴吹燃料種類： 噴吹燃料一般效果：噴吹燃料一般效果： 5/5/2022高高 爐爐 噴噴 煤煤 意意 義義 及及 現現 狀狀 以煤代焦以煤代焦 高爐操作調劑手段高爐操作調劑手段 為相關技術的應用創造條件為相關技術的應用創造條件 節省投資節省投資 環境友好環境友好 5/5/

5、2022高爐噴吹用無煙煤部分技術條件高爐噴吹用無煙煤部分技術條件 項目技術要求粒度 ，mm013； 025；灰分(Ad),% 特級: 8.00； 級：8.0111.00 級：11.0112.50； 級：12.5115.00硫分(St,d),%特級:0.30；級:0.310.50；級：0.511.00水分(Mt),%篩選煤 7.0； 洗選煤 12.0可磨性(HGI)級：70； 級：5070； 級：4050磷分(Pd)級：0.010； 級：0.0100.0505/5/2022高爐噴吹用煙煤部分技術條件高爐噴吹用煙煤部分技術條件 項目符號單位技術要求煤炭類別 貧煤、貧瘦煤、氣煤（GR.I 50）長焰

6、煤、不粘煤、弱粘煤粒度 mm 50 50灰分1）Ad%特級 8.00 6.50 級 8.0010.00 6.508.50 級 10.0112.00 8.5110.50 級 12.0113.50 10.5112.00全硫分St,d%特級 0.50 0.50 級 0.510.75 0.510.75 級 0.760.90 0.760.90哈氏可磨性指數HGI 級 70 50 級 5070 發熱量Qnet,arMJ/kg 25.1023.40全水分Mt%級 8.0 12.0 級8.110.012.114.0 級10.112.02）14.116.02）鉀和鈉總量3)K+Na%級 0.12 0.12 級

7、0.120.20 0.120.20磷分Pd%級0.0100.010 級0.0110.0300.0110.030 級0.0310.0500.0310.0505/5/2022高爐噴吹合理用煤選擇 噴吹煤種：噴吹煤種： 對噴吹用煤要求：對噴吹用煤要求： 1）灰分低； 2）含硫低； 3）煤可磨性適宜； 4）燃燒性、反應性、著火溫度符合要求； 5）發熱值高； 6）易于輸送。 5/5/2022煤的燃燒性煤的燃燒性影響煤在風口前燃燒率的因素：影響煤在風口前燃燒率的因素：內在因素：內在因素：煤質、組分、粒徑、顯微結構等；外在因素：外在因素：風溫、富氧、噴吹量，噴吹混合方式等；起主導作用組分：起主導作用組分：可

8、燃基揮發分，灰分；可燃基揮發分高，灰分低均有利于提高煤粉在風口前燃燒率。5/5/2022噴吹煤粉在風口前燃燒與氣化特點噴吹煤粉在風口前燃燒與氣化特點 焦炭與煤粉在風口前燃燒區別：焦炭與煤粉在風口前燃燒區別： 煤粉在風口前燃燒特點：煤粉在風口前燃燒特點： 1) 燃燒空間有限，時間極短； 2) 高加熱速率，高溫環境中燃燒； 3) 特理化學過程交織，復雜； 4) 大噴煤時，風口前不可能完全燃燒。5/5/2022合理提高煤粉噴吹量措施合理提高煤粉噴吹量措施精料；精料；選配煤選配煤；操作操作；新技術及新裝備新技術及新裝備5/5/2022噴煤添加劑的使用分析噴煤添加劑的使用分析機理： 改善煤粉燃燒及改善煤

9、粉爐內利用的幾個方面：2）添加劑種類： 根據對高爐噴煤過程分析確定；3）使用添加劑原則： 建立在對高爐冶煉過程有利無害的基礎上，綜合考慮冶煉其它參數。5/5/2022煙煤無煙煤合理配比理論分析煙煤無煙煤合理配比理論分析煙煤： 易于在爐內燃燒、氣化，單位噴煤量生成煤氣量比較大，爐缸發熱量比較小；2）無煙煤： 爐缸發熱量較大，生成煤氣量較小，但在爐內燃燒、氣化條件較差；3）合理的配比： 應考慮噴吹高爐的風溫、富氧及利用系數等因素。5/5/2022三、非高爐煉鐵技術5/5/2022直接還原工藝分類直接還原工藝分類M id r e x H y L III.豎 爐 法F io rC ir c o fe

10、r.流 化 床 法反 應 罐 法氣 基 直 接 還 原S L R N K r u p p.回 轉 窯 法F a s tm a t.轉 底 爐 法煤 基 直 接 還 原 電 熱 法直 接 還 原5/5/2022Midrex法DRI生產工藝流程5/5/2022迥轉窯法煉鐵工藝5/5/2022SL/RN流程5/5/2022神戶制鋼的第三代煉鐵工藝流程（神戶制鋼的第三代煉鐵工藝流程（ITmk3ITmk3）( IRONMAKING TECHNOLOGY MARK THREE )5/5/2022熔熔 融融 還還 原原 工工 藝藝 流流 程程 分分 類類R O M A L T.一一 步步 法法C O R E

11、 X.高 預 還 原 率 低 二 次 燃 燒 率D IO S H Is m e ltA IS I.低 預 還 原 率 高 二 次 燃 燒 率二 步 法熔 融 還 原5/5/2022COREX工藝流程5/5/2022C-3000C-3000主要設計技術指標主要設計技術指標5/5/2022C-3000C-3000熔融氣化爐布料熔融氣化爐布料氣化爐布料系統改進(1) 海綿鐵布料上采用了角度可調擋料板控制海綿鐵的分布；(2) 煤布料系統增加Gimbal型環形旋轉動態布料器，可以根據工藝的需要對煤的布料模式及范圍進行有效的控制(右圖)，使煤盡量均勻分布在半焦床表面廣大區域。5/5/2022南非薩爾達納鋼鐵公司流程5/5/2022位于澳大利亞Kwinana的HIsmelt工藝敘述5/5/2022FINEX 工藝流程工藝流程熱壓塊熱壓塊現階段非高爐煉鐵技術發展方向1、降低對焦煤資源依賴；2、提高對含鐵原