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2023

中国转底炉工艺描述

关键词:

转底炉

1. 背景说明

我国主流的炼铁工艺流程长，采用高炉-转炉工艺，高炉炼铁的使用在我国占据绝对主导地位。

近年来，由于环保要求和高质量钢铁材料需求的增多，中国政府实行“碳中和”的推动，非高炉炼铁技术得到了显著发展。

非高炉炼铁工艺以气基竖炉工艺为主，由于气基竖炉可以采用减氢技术，大大减少了碳排放，除气基竖炉工艺外，还采用回转窑、隧道窑、转底炉等工艺。

隧道窑主要用于小规模炼铁，因其金属化率高，产品纯度较高，被用来制备粉末冶金材料，其单条生产线的规模一般在5万吨/年以下。

回转窑主要用于处理镍铁、赤泥(约50%铁)等材料。这类材料已有了成熟的应用，也采用了“两步法”(第一步制备氧化球团，第二步生产DRI)使用细铁粉生产DRI，但由于运行成本高、故障率高(特别是回转窑形成环)等原因，导致停产。

转底炉工艺广泛用于处理含锌、铁的物料，如钢铁企业的各种干法除尘灰、湿法除尘灰和氧化铁皮轧机等。其主要产品是DRI，用于转炉炉渣冷却剂，同时用于炼钢，副产物是氧化锌等。转底炉也适用于处理铁粉的情况。

在我国，转底炉只能作为主流炼铁工艺的补充，与我国的主流钢铁工艺密不可分。

2. 我国转底炉工艺的现状

这条生产线是国内第一条真正意义上的转底炉示范生产线。基本工艺是转底炉电炉熔炼，实现渣铁分离。该生产线运行了约5年，但最终因当地资源限制和运营成本高而关闭。

3. 转底炉工艺特点总结

可以使用广泛的原材料和燃料。天然气、焦炉煤气也可用于原煤煤气的生成;
粉矿不需要高温造块和焦炭，省去了炼焦和烧结工序，工艺流程短
对炉料的强度要求不高
含碳球团在高温下可实现自还原，还原速度快，能耗低
工艺流程短，冶炼周期短，生产效率高
转底炉建设投资低，工艺体系紧凑，设备结构简单，技术和装备相对成熟，建设难度系数低，基建投资低
设备运行稳定，所有设备技术成熟，工艺设备应用广泛，自动化程度高，可靠性高，易于操作和维护
环境压力小，转底炉密封性好，负压运行，CO可在炉内完全消耗而不逸出，烟气粉尘可返回原料系统使用，有害废气粉尘排放可控，是一种低能耗、低排放、低成本的绿色冶金技术。

4. 转底炉系统的问题

燃料的选择和供应问题，实践表明，燃气的热值不应低于1600kcal，当低于时，必须用高温热风助燃，燃气需要稳定的供应。这一要求在伊朗应该不成问题。
由于还原剂全部添加到球团中，还原剂中残留的灰分和硫、锌等有害元素的含量将直接影响DRI的质量和使用方向。因此，对还原剂的灰分有一定的要求。当还原剂不能满足要求时，DRI产品的应用方向就会发生变化。例如，当硫含量过高时，DRI需要熔炼成铁水进行脱硫，才适合高质量冶炼。
由于采用明火加热，还原铁可能被再氧化，产品的金属化率不高，这也取决于炉内气氛的控制和原料的质量，产品的金属化率与产量成反比，与能耗成正相关。此外，炉内辐射传热的火焰温度≤1350℃时才不会发生粘结。