我国非高炉炼铁的现状及前景

1、1主要内容主要内容p 我国非高炉炼铁技术现状p 我国发展非高炉炼铁的展望p 结语21. 我国非高炉炼铁技术现状我国非高炉炼铁技术现状 3 我国直接还原我国直接还原“发展热发展热”持续强劲，但至今产量未突破持续强劲，但至今产量未突破60万吨万吨/年，年，且生产能耗高、污染严重、多数产品质量难以满足炼钢的要求。生产且生产能耗高、污染严重、多数产品质量难以满足炼钢的要求。生产厂全是隧道窑罐式法或回转窑法，至今没有竖炉厂全是隧道窑罐式法或回转窑法，至今没有竖炉DRI厂。厂。 天津钢管在引进天津钢管在引进DRC技术基础上，进行了大量改造并取得了重大技术基础上，进行了大量改造并取得了重大进步，最好年份产量

2、超过设计产量进步，最好年份产量超过设计产量20%，在使用，在使用TFe 68%球团时，产球团时，产品品TFe94.0%、金属化率、金属化率93.0%、S、P0.015%、SiO21.0%。自。自行开发的链箅机行开发的链箅机-回转窑法（一步法）实现了工业化，煤耗（褐煤）回转窑法（一步法）实现了工业化，煤耗（褐煤）仅仅900950kg/t DRI，单机产能达，单机产能达15万吨万吨/年年 DRI。回转窑法因对原燃。回转窑法因对原燃料的要求苛刻，单位产能投资高，运行费用高，生产运行的稳定难度料的要求苛刻，单位产能投资高，运行费用高，生产运行的稳定难度大，生产规模难以扩大，难以成为我国大，生产规模难以

3、扩大，难以成为我国DRI发展的主体工艺。发展的主体工艺。p 直接还原直接还原“发展热发展热”持续强劲，但成效甚微持续强劲，但成效甚微 p 我国回转窑直接还原生产指标世界领先，但发展受阻我国回转窑直接还原生产指标世界领先，但发展受阻 1.1 我国直接还原技术发展现状我国直接还原技术发展现状4 含碳球团快速还原工艺（转底炉）对原料的适应性强，是含铁粉尘含碳球团快速还原工艺（转底炉）对原料的适应性强，是含铁粉尘处理和复合矿综合利用有效方法。但产品难以满足炼钢的要求，处理和复合矿综合利用有效方法。但产品难以满足炼钢的要求，不是不是炼钢用炼钢用DRI生产的主导方法。生产的主导方法。该工艺投资高，运行成本

4、高，传热效率该工艺投资高，运行成本高，传热效率低，热利用率低，生产稳定性差，用该工艺替代高炉提高企业产能的低，热利用率低，生产稳定性差，用该工艺替代高炉提高企业产能的经济可行性、经济性还有待实践结果的验证。经济可行性、经济性还有待实践结果的验证。 转底炉转底炉难以成为我国直接还原铁发展的主体方法。难以成为我国直接还原铁发展的主体方法。 p 隧道窑直接还原铁生产异常发展隧道窑直接还原铁生产异常发展 技术含量低，单机产能小，投资小，但能耗高，污染严重，产技术含量低，单机产能小，投资小，但能耗高，污染严重，产品质量差（主要表现为品质量差（主要表现为TFe低，低，SiO2含量高）的隧道窑法在我国得到含

5、量高）的隧道窑法在我国得到异常迅速的发展。从国民经济发展节能减排、保护环境的原则出发，异常迅速的发展。从国民经济发展节能减排、保护环境的原则出发，隧道窑不是我国生产炼钢用直接还原铁的发展方向，应予限制。隧道窑不是我国生产炼钢用直接还原铁的发展方向，应予限制。1.1 我国直接还原技术发展现状我国直接还原技术发展现状p 转底炉发展迅速转底炉发展迅速 5 我国的天然气资源短缺，缺乏可以直接用于直接还原的高品我国的天然气资源短缺，缺乏可以直接用于直接还原的高品位块矿和球团，我国至今没有直接还原竖炉工业化生产装置。位块矿和球团，我国至今没有直接还原竖炉工业化生产装置。 近年来，煤制气近年来，煤制气竖炉直

6、接还原在我国倍受关注，通过对煤竖炉直接还原在我国倍受关注，通过对煤制气、竖炉直接还原的调查、研究，获得以下信息：制气、竖炉直接还原的调查、研究，获得以下信息： 1.1.煤制气煤制气竖炉直接还原的竖炉直接还原的能耗低能耗低。 工序能耗为工序能耗为455455485kg485kg标准煤标准煤/ /吨吨DRIDRI，低于其他直接还原低于其他直接还原工艺，工艺，低于高炉炼铁工序能耗低于高炉炼铁工序能耗101017%17%（20092009年上半年全国重点年上半年全国重点钢铁企业炼铁系统总能耗为钢铁企业炼铁系统总能耗为534.97534.97标准煤标准煤/ /吨铁水吨铁水）。）。 1.1 我国直接还原技

7、术发展现状我国直接还原技术发展现状p 煤制气煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注气基竖炉直接还原工艺倍受关注 6煤制气煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注气基竖炉直接还原工艺倍受关注 2.2.比高炉炼铁可减少比高炉炼铁可减少COCO2 2排放排放151520%20%，硫化物排放，硫化物排放70%70%。 煤制气煤制气竖炉法还原尾气经脱除水、竖炉法还原尾气经脱除水、COCO2 2、硫化物后循环利用，、硫化物后循环利用，还原尾气中的还原尾气中的COCO2 2脱除后可用于制气中煤的输送及供其他工业使用，脱除后可用于制气中煤的输送及供其他工业使用，硫化物以单质硫形态产品回收，因而可减少硫化物以单质硫形

8、态产品回收，因而可减少CO2CO2、硫化物的排放。、硫化物的排放。 3.3.竖炉可进行热出料，及直接还原铁热装电炉冶炼。竖炉可进行热出料，及直接还原铁热装电炉冶炼。 650650700700直接还原铁热出料，及热直接还原铁热出料，及热DRIDRI直接装入电炉炼钢，直接装入电炉炼钢，电炉可节约电耗电炉可节约电耗606080kwh/t80kwh/t钢，有利于我国扩大电炉钢生产，钢，有利于我国扩大电炉钢生产，降低钢铁生产的总能耗。同时，可简化竖炉出料系统，减少降低钢铁生产的总能耗。同时，可简化竖炉出料系统，减少DRIDRI的再氧化，降低竖炉投资。的再氧化，降低竖炉投资。 4.4.竖炉可大型化，最大可

9、达竖炉可大型化，最大可达180180万吨万吨/ /年座。年座。 7煤制气煤制气-气基竖炉直接还原工艺倍受关注气基竖炉直接还原工艺倍受关注 因而，煤制气因而，煤制气- -竖炉直接还原将成为我国竖炉直接还原将成为我国DRIDRI生产的主要途径。生产的主要途径。 具不完全统计，有二十多个单位在筹划、规划、设计建设具不完全统计，有二十多个单位在筹划、规划、设计建设5050160160万吨万吨/ /年的煤制气年的煤制气- -竖炉直接还原铁生产线，这些生产线竖炉直接还原铁生产线，这些生产线建成将彻底改变我国直接还原铁生产的面貌，为我国钢铁工业的建成将彻底改变我国直接还原铁生产的面貌，为我国钢铁工业的发展开

10、辟新的局面。发展开辟新的局面。 但由于各种原因，至今还没有一个进入实质性的运作但由于各种原因，至今还没有一个进入实质性的运作 。8p 我国自主熔融还原技术开发研究活跃我国自主熔融还原技术开发研究活跃 针对我国资源条件的新熔融还原工艺开发研究十分活跃，如针对我国资源条件的新熔融还原工艺开发研究十分活跃，如针对难选矿、复合矿，以非结焦为能源，直接生产铁水的方法；针对难选矿、复合矿，以非结焦为能源，直接生产铁水的方法；以含碳球团以含碳球团/块为原料，竖炉或电炉为终还原反应器生产铁水的方块为原料，竖炉或电炉为终还原反应器生产铁水的方法等。法等。p 熔融还原（熔融还原（COREX）在我国实现了工业化生产

11、）在我国实现了工业化生产 宝钢引进宝钢引进COREX熔融还原技术，并顺利投产、成功运行，熔融还原技术，并顺利投产、成功运行，尽管仍未实现完全不用焦碳生产，产能、能耗、作业率、铁水成尽管仍未实现完全不用焦碳生产，产能、能耗、作业率、铁水成本等预期目标，但实践积累了大量经验，揭示了存在的问题，探本等预期目标，但实践积累了大量经验，揭示了存在的问题，探索了解决方案，为我国非高炉炼铁的发展奠定了基础，为我国熔索了解决方案，为我国非高炉炼铁的发展奠定了基础，为我国熔融还原实现工业化生产开创了新的局面。融还原实现工业化生产开创了新的局面。 。p 熔融还原将成为我国钢铁企业改善能源结构，调节熔融还原将成为我

12、国钢铁企业改善能源结构，调节铁水产能的手段铁水产能的手段1.3 我国熔融还原技术发展现状我国熔融还原技术发展现状92. 我国非高炉炼铁发展的展望我国非高炉炼铁发展的展望102.1 2.1 直接还原铁在我国有广阔的发展前景直接还原铁在我国有广阔的发展前景 我国生铁产量占世界我国生铁产量占世界60%60%，焦煤短缺压力日益增大；，焦煤短缺压力日益增大； 电炉钢产量仅占电炉钢产量仅占10%10%，降低钢铁生产总能耗压力大；，降低钢铁生产总能耗压力大； 减少减少COCO2 2及硫化物排放，实现低碳经济的压力大；及硫化物排放，实现低碳经济的压力大； 改善产品结构，提高产品质量，减少钢铁产品实物消耗量任务

13、改善产品结构，提高产品质量，减少钢铁产品实物消耗量任务繁重。繁重。 发展直接还原铁生产是解决我国钢铁工业发展面临这些困扰、发展直接还原铁生产是解决我国钢铁工业发展面临这些困扰、压力的有效途径之一。我国钢铁工业发展的迫切需要直接还原铁，压力的有效途径之一。我国钢铁工业发展的迫切需要直接还原铁，我国我国DRIDRI的市场需求巨大，废钢协会估计年需求量超过的市场需求巨大，废钢协会估计年需求量超过20002000万吨。万吨。直接还原在我国有广阔的发展前景。直接还原在我国有广阔的发展前景。112.2 2.2 熔融还原熔融还原在我国存在我国存有一定的生存和有一定的生存和发展空间发展空间 有自主产权、适应我

14、国资源条件的熔融还原有自主产权、适应我国资源条件的熔融还原作为高炉作为高炉炼铁的补充在我国存炼铁的补充在我国存有一定的生存和有一定的生存和发展空间。发展空间。 需要组织国内技术力量需要组织国内技术力量, , 组织跨学科、跨行业的联合组织跨学科、跨行业的联合开发和技术攻关，开发有自主产权、适应我国资源条件的开发和技术攻关，开发有自主产权、适应我国资源条件的熔融还原技术。熔融还原技术。122.3 2.3 煤制气煤制气竖炉是我国发展竖炉是我国发展DRIDRI生产的主导方向生产的主导方向 总结世界直接还原铁的发展历史、我国五十多年直总结世界直接还原铁的发展历史、我国五十多年直接还原铁技术开发的经验和教

15、训，鉴于直接还原竖炉具接还原铁技术开发的经验和教训，鉴于直接还原竖炉具有能耗低，有能耗低，COCO2 2、硫化物排放少，单机生产能力大，在产、硫化物排放少，单机生产能力大，在产品热出料、热装电炉时可大幅度降低炼钢能耗等特点，品热出料、热装电炉时可大幅度降低炼钢能耗等特点，煤制气煤制气竖炉将是我国发展直接还原铁生产的主导工竖炉将是我国发展直接还原铁生产的主导工艺。艺。 132.4 2.4 我国具备发展我国具备发展DRIDRI生产的资源、技术条件生产的资源、技术条件 我国天然气资源短缺，但非结焦煤煤炭资源丰富，煤制我国天然气资源短缺，但非结焦煤煤炭资源丰富，煤制气是我国推荐的清洁利用煤炭能源的方法

16、，是我国化工行业气是我国推荐的清洁利用煤炭能源的方法，是我国化工行业成熟的常规技术，有长期工业化生产的经验；利用成熟的煤成熟的常规技术，有长期工业化生产的经验；利用成熟的煤制气技术制备还原气，在资源、技术、经济上均是可行、可制气技术制备还原气，在资源、技术、经济上均是可行、可靠的。靠的。我国铁矿资源中我国铁矿资源中50%50%磁铁矿通过精选（磁铁矿通过精选（TFeTFe69.5%69.5%，SiOSiO2 22.0%2.0%）氧化球团可以生产满足竖炉要求的直接还原氧化球团可以生产满足竖炉要求的直接还原铁专用球团，生产成本远低于进口价格。利用我国的铁矿资铁专用球团，生产成本远低于进口价格。利用我

17、国的铁矿资源为直接还原铁提供原料，通过小型工业化生产证明技术上源为直接还原铁提供原料，通过小型工业化生产证明技术上可行，经济合理。可行，经济合理。14精选前矿粉，精选前矿粉，%直接还原专用高品位精矿，直接还原专用高品位精矿，%球团成分，球团成分，%备注备注TFeSiO2TFeSiO2-0.074mmFe回收率回收率TFeSiO265.438.1870.441.859496.068.4568.521.991.39辽宁辽宁166.425.3870.091.759796.0-辽宁辽宁265.508.2570.621.419597.068.5568.631.861.81辽宁辽宁366.004.9169

18、.521.64-320目目7094.4868.021.85山西山西166.004.9169.940.81-320目目8092.4468.281.26山西山西267.375.8070.3671.361.180.4798.6395.0667.27-3.17-吉林吉林165.508.3570.501.5892.0595.8068.25-1.42-辽宁辽宁464.963.4769.391.2290.096.86-湖北湖北1-164.963.4770.640.6090.095.03-湖北湖北1-264.963.4769.191.4390.098.3967.0967.271.931.53湖北湖北1利用国内

19、资源制备直接还原专用球团利用国内资源制备直接还原专用球团15典型球团化学成分典型球团化学成分表表 5 5 球球团团化化学学成成分分（% %） TFe FeO SiO2 CaO MgO TiO2 Al2O3 S P Na K 1# 68.45 0.20 1.99 0.01 0.25 0.08 0.7 0.006 0.013 0.03 0.01 2# 68.52 0.79 2.39 0.02 0.29 0.09 0.64 0.009 0.015 0.02 0.02 16表6 球团性能中国国家标准GB/T及还原结果 球团种类 1# 2# 转鼓指数，% 95.69 91.63 抗磨指数，% 4.16

20、5.74 抗压强度，N/球 2861 2789 RDI+6.3 91.60 79.61 RDI+3.15 94.39 85.72 低温还原粉化(%) RDI-0.5 4.07 8.44 RI 68.70 60.42 还原性 RVI，%/min 0.34 0.33 还原膨胀率，% 21.51 17.73 H2：CO 1:0 1:1 2:1 1:0 1:1 2:1 还原终了时间,min 38.50 71.75 42.00 37.75 48.00 25.75 950还原 结果 球团还原膨胀率/% 15.23 19.50 10.35 10.36 11.33 11.35 17序号序号项目项目单价单价单耗

21、单耗单位成本单位成本一一原料原料1.1铁矿粉（铁矿粉（TFe65%）700.00（元（元/t）1.087 t/t760.90二二能源介质能源介质2.1新水新水4.0（元（元/m3）3.0 m3/t12.002.2电电0.58（元（元/kWh）15 Kwh/t8.70三三消耗材料消耗材料3.1钢球钢球4500（元（元/t）0.40 kg/t1.803.2球磨机衬板球磨机衬板5000（元（元/t）0.10 kg/t0.503.3润滑油润滑油四四工资及福利工资及福利2000*12*601.89五五制造费制造费5.1折旧折旧 2055.00万元万元0.91076.36万吨万吨2.425.2修理修理2.425.3其他其他六六管理管理1.49七七再选铁精矿（再选铁精矿（TFe69.5%）792.12 普通铁精矿细磨普通铁精矿细磨精选成本估算精选成本估算18192.5 2.5 强化行业管理是发展强化行业管理是发展直接还原铁的当务之急直接还原铁的当务之急 制定发展规划，强化行业管理；制定发展规划，强化行业管理； 制定从产品质量、能耗、环境、规模多角度的制定从产品质量、能耗、环境、规模多角度的行