工业炉

Industrial Furnace

第 34 卷第 4 期

2012 年 7 月

Vol.34 No.4

Jul. 2012

和采用连铸薄带、熔融还原等钢铁生产流程前沿技
术，所以转底炉直接还原铁是符合国家产业政策的。

3.2

生产率高

采用隧道窑等直接还原工艺，物料在窑内的

停留时间达十几小时，回转窑为数小时。而环形转
底炉物料在炉内的停留时间只有

10 ~50 min

之

内，其还原温度比现有其它直接还原方法高，一般
在

1 350 ℃

或更高，因而还原生成的金属铁能形成

颗粒较粗大的铁珠，易于分离出来，而且还原速度
快，因此采用转底炉生产率高。

3.3

资源的重新利用

转底炉熔融还原炼铁工艺，是处理各大钢铁厂

含铁废料最好的手段。图

是日本新日铁利用转底

炉处理钢铁主线各种尘泥的示意图，该工艺的使用，
使资源得到更好的回收利用，经济效益显著。其中
有很多方式是值得学习和借鉴的。

3.4

原料与还原剂适应性强

转底炉直接还原铁以煤、焦炭或木炭为还原剂，

以天然气、煤气、丙烷、燃油和煤粉等作供热燃料，可
以更好地利用世界各地的便利能源，不受天然气供
应的限制，应用地域广泛。由于转底炉工艺最早是
用于处理含有铅、锌粉尘的含铁废料，使之原料的适
用范围扩大。可用一般品位的铁矿粉、甚至是钛铁
矿、含锰铬金属的特种原料，经还原和机械分离后供
电炉或转炉使用，必要时可以回收其它有价金属；转
底炉煤基热风熔融炼铁和

Itmk3

工艺的研究开发使

得原料的选择范围更为广泛。

3.5

良好的环境保护

转底炉是一个密闭性比较好的高温设备，还原

性气体大部分在炉内燃烧，剩余部分可在烟气管道
内吹风燃烧并回收热量，保证了

气体在炉内自

行消除而不逸散。同时，由于物料在转底炉内停留的
时间短，当生产失常时可快速调整工艺参数，内部粉
尘能够并入原料系统，从而减少了有害废料的扩散，
造成环境污染的可能性较小。转底炉生产过程无工
艺污水排放，全部用水均循环使用。

3.6

余热利用

熔融造气炉与转底炉匹配，使熔融造气炉获得

金属化原料，从而大大提高生产效率，熔融造气炉又
为转底炉提供煤气作为燃料，同时充分利用转底炉
烟气余热，本系统的热效率高，每吨生铁的热消耗低
于传统炼铁工艺。

3.7

设备和基建投资相对较低

与其它煤基工艺相比（如回转窑），在保持高度

机械化和自动化操作的同时，该工艺的原料、产品处
理系统以及转底炉本身的构造都比较简单，投资费
用大约低

25%~30%

。本工艺系统与传统的高炉工艺

（含烧结、焦化）相比，投资省、成本低、环保好，具有
良好的经济效益和社会效益。

国外转底炉直接还原发展现状

转底炉直接还原铁是最新的煤基直接还原和熔

融还原新工艺之一，国外现有达到商业生产规模的
转底炉大约不足

座，基本大同小异，其中最大的

是美国动力铁公司的

IDI

，历史最久的是美国

INMETCO

，并以处理冶金粉尘和废弃物而著称。国

外转底炉直接还原发展现状见表

。

国内转底炉发展现状

近年来，我国钢铁工业处于高速增长阶段，全国

钢产量年均增长均在

25%

以上，冶金生产中的总能

耗量占全国能源消耗总量的比列，也由

2000

年的

10%

升到

2005

年的

15.18%

左右。而且，中国钢铁工

业单位能耗与发达国家相比仍然高出

12%~15%

。今

后

10~15

年，采用科技进步，努力解决能源、环境等

“瓶颈 ”，同时 “高炉

转炉”传统钢铁生产工艺不可

能在短期内用新流程代替。据相关专家预测今后将
会有

1/4

铁矿石由熔融还原等流程得到液态生铁。

可见，短流程高环保的转底炉技术将掀起新一轮的
冶炼浪潮。

我国资源条件决定了我国

DRI

生产在相当长

的时间内将以煤基直接还原为主。当前煤基直接还
原法中，回转窑法是已工业化的成熟工艺，但因其单

图 5 新日铁使用转底炉处理各种尘泥示意图

综述：转底炉直接还原铁的工艺分析