1、鋼鐵冶金概論 -非高爐煉鐵1主要內容一、概 述二、非高爐煉鐵的特點三、非高爐煉鐵分類四、直接還原法五、熔融還原法六、非高爐煉鐵技術經濟指標2一、概 述1.概 念 非高爐煉鐵法是高爐法之外，不用焦炭煉鐵的各種工藝方法的統稱。2.發展史 1770年第一個直接還原法專利誕生1857年提出完整的近代直接還原（Chenot）構思1873建成第一座非高爐裝置上世紀20年代電爐（礦熱爐）煉鐵70年代具備一定規模近期又重新成為研究熱點3二、非高爐煉鐵的特點1.不使用焦炭，焦煤僅占煤總儲量5%，且現行技術只能開采30-40%，高爐法面臨缺乏焦煤的困境；2.反應溫度與還原程度關系與高爐法明顯不同；3.非高爐法鋼鐵

2、廠投資少、周期短、靈活性強、適應性強；4.目前規模較小、方法多、未形成強勢流程， 處于完善研究及發展中。4非高爐與高爐工藝溫度與還原度關系比較高爐流程： 礦石A在高爐內升溫、還原、熔化為鐵水BC已達到飽和在煉鋼過程脫C再去除多余氧成為成品鋼液；非高爐流程： 礦石被升溫、還原為海綿鐵在電爐中熔化還原未還原部分得到成品鋼液5鋼鐵生產過程產品中氧量、碳量的變化 傳統方法生產工藝中冶金反應重復，高爐煉鐵過程將鐵、氧分離的同時還會使C、Si、Mn等元素進入鐵水，必須精煉，精煉后再次脫氧，因此，工藝復雜，造成能源與原材料的消耗； 非高爐方法具備了一步法的特征，減少了因高溫冶煉對設備和耐火材料等方面的一系列

3、困難。6三、非高爐煉鐵分類1.按還原裝置分類：固定床法回轉窯法豎爐法流化床法2.按還原劑分類：固體還原劑氣體還原劑3.按生產方式分類：預還原法直接煉鋼法熔融還原法原子能煉鐵法7四、直接還原法1.概 念： 以氣體燃料、液體燃料或非焦煤為能源，在鐵礦石（或鐵團塊）呈固態的軟化溫度以下進行還原獲得金屬鐵的方法。 由于還原溫度低，產品呈多孔低密度海綿狀結構，含碳低、未排除脈石雜質的金屬鐵產品，稱直接還原鐵（DRI），或稱海綿鐵。82.使用固體還原劑舉例(SL-RN法)工藝過程: 次煙煤+粗選鐵砂多層爐內不完全燃燒800煤干餾鐵砂預還原從回轉窯尾加入加熱950-1000 鐵砂被還原至金屬化率90% 料人

4、水冷筒冷卻至120 磁選機分選海綿鐵送煉鋼車間93.使用氣體還原劑舉例(Midrex法)工藝過程:天然氣+凈化爐頂氣(300-400)混合室重整爐(Ni催化劑) 900-950 反應:CH4+H2O=CO+3H2CH4+CO2=2CO+2H2還原氣豎爐(爐料爐頂加入) 停留6h 冷卻帶N2冷卻至100 爐料排出10五、熔融還原法1.概 念： 以非焦煤為能源，在高溫熔融狀態下進行鐵氧化物還原，渣鐵能完全分離，得到類似高爐的含碳鐵水，其目的在于不使用焦炭。112.一步法-Dored法工藝介紹一步法： 是在一個反應器中完成礦石還原熔煉的全過程；優缺點： 工藝流程短，設備簡單，實際應用中存在能耗高及高

5、FeO渣嚴重侵蝕爐襯的難題，至今尚未得到解決。123.二步法-KR法(COREX法)工藝介紹二步法： 將熔融還原過程分為固相預還原及熔態終還原并分別在兩個反應器中完成；優點： 改善了能量利用，降低了渣中FeO濃度。13六、非高爐煉鐵技術經濟指標1.單位容積利用系數：每立方米反應器有效容積每天的產品量，即=Q/Vu， t/（m3.d）2.單位容積出鐵率：每立方米反應器每天生產產品中金屬鐵量，即Fe=. m， tFe/（m3.d）m-金屬化率，%143.煤氣利用率：參與還原反應的氣體與還原反應生成氣體之比，即g=（CO2+H2O）/（CO+H2+CO2+H2O），%4.產品金屬化率：所得產品中金屬鐵量與