2 现有直接还原工艺比较

目前商业应用的直接还原反应器有竖

炉、流化床、转底炉、回转窑和隧道窑。竖炉

直接还原生产技术成熟、产品质量高、能量利

用充分, 是当今世界上 DR I生产规模最大的
方法, 其产量约占世界直接还原铁总产量的

80% 。由于竖炉直接还原需要高热值、低杂

质含量气体做燃料, 同时对铁矿石中的硫和

SiO

的要求也非常苛刻, 我国很少有满足竖

炉发展条件的地区和企业, 因此竖炉直接还
原技术在我国一直没有实质性的推广和应

用。流化床同属直接还原工艺中的气基直接

还原技术, 由于对原料不进行造块处理, 因而

成本上具有比较优势, 但现在流化床反应器
的顺利运行还存在一些技术问题, 国内也没
有推广应用的报道。

目前, 国内 DR I生产达到工业化规模的

直接还原技术有转底炉、回转窑和隧道窑三

种, 这三种工艺都属煤基直接还原技术。其

中隧道窑法 DR I的产量所占比重最大, 该技
术单台车产量低、生产周期长、能耗高, 生产
环境差。国内隧道窑厂家较多, 但规模都不
大, 大多都建设在矿山附近, 通过成本优势获

得市场发展空间, 但受生产能力、能耗、环保
的制约隧道窑技术发展前景有限。回转窑法

是一种成熟的直接还原技术, 但使用该技术
对煤、铁矿石要求也非常高, 在当前铁矿石与
能源市场环境下生产 DR I成本非常高, 国内
天津钢铁厂两台回转窑一直处于断续生产状

态中。

转底炉直接还原技术相对于回转窑和隧

道窑而言可以实现较大的生产规模, 回转窑

最大单机处理能力只有 15万吨 /年, 而目前
投产运行的转底炉最大的年处理能力有 50
万吨 /年座, 天津荣程正在建设处理能力为

100万吨 /年座的转底炉, 各种直接还原装置

的生产能力见表 2。转底炉生产的单位能耗
也小于回转窑和隧道窑工艺, 具备一定优势。

表 2 不同直接还原装置产能能耗比较

名称

竖炉

流化床

转底炉

回转窑

隧道窑

最大生产能力, 万 t/y座

180

100

单位能耗, G J/t

3 转底炉工艺发展定位分析

国外转底炉工艺处理的物料主要有两大

类: 一是钢铁厂内含铁固体废弃物, 包括电炉

冶炼厂废料中回收镍、铬、铁, 以及含铅、锌粉

尘 ( 泥 ), 典型的工艺有 INM ETCO, FAST

M ET; 另一类是通过精矿粉获得高品质直接

还原铁, 代表工艺有 ID I、Itm k3、COMET 工
艺。国内冶金界在吸收国外技术的基础上开

拓了转底炉技术的应用领域, 龙蟒集团利用
转底炉处理钒钛磁铁综合回收铁、钒、二氧化

钛目前已经取得了突破性发展。

从我国资源、能源与钢铁工业发展现状

来看, 我国发展转底炉技术应该首先定位在
处理钢铁厂内产生的含铁固废废弃物上。我

国铁矿石资源的特点是

! 贫 ∀、! 细 ∀、! 杂 ∀,

平均铁品位只有 32% , 其中 98. 2% 的铁矿石
需要选矿, 多组分共生铁矿石占全国总储量

的 1 /3

[ 4]

, 适合直接还原的铁矿石资源量不

多。而随着我国工业的不断发展, 合金废钢、

涂镀层废钢资源量逐渐增加, 电炉、转炉冶炼
产生的尘泥中有色金属元素如锌、铅、镍等不

断上升, 这些钢铁厂内的固体废弃物中一般

PAN ZH IHUA

SC I- TECH & INFORMAT ION