Vol.29 SuppL.1 朱荣等：转底炉工艺的发展与实践 ·173 面，预热段、还原段应喷吹二次空气并形成强紊流， 了无焦炼铁.熔分的结果使原料的脉石和有害杂质 使得预热段产生的挥发分和还原产生的CO在炉内 去除，获得优质铁水.熔融造气炉还可分担一部分 快速、充分地燃烧（后燃烧），以便弥补球团还原 还原任务，从而提高了转底炉的生产率。熔融造气 强烈吸热，节约外部燃料消耗.在炉子还原末段， 炉的副产品煤气除了可用于热风炉，还可作为转底 为了避免球团层上表面再氧化，则应严格控制二次 炉的燃料 空气流的进入，且控制烧嘴燃烧在亚化学计量条件 钢袖 下进行，以保持该区域一定的还原性气氛 混料机 烟筒 烧嘴设计应最大程度确保：在炉料上提供均匀 除尘器 的温度分布，防止局部过热：降低扰动和炉料附近 压球机 引风机 的搅拌，以消除被CO2和H2O再氧化. 备热室备热室 根据还原过程的要求控制炉内各段的温度和气 转底炉 氛，从而优化各段烧嘴的布置 冷却机 引风机 金属化 3转底炉炼铁从直接还原到熔融还 球团矿 原的过渡 熔融造 气炉 原来治金界希望由转底炉生产出来的金属化球 图1转底炉一熔分炉双联炼铁工艺流程图 团能够直接作为炼钢原料，并为此努力了很多年.但 是由于转底炉工艺以含碳球团为原料，所得到的产 4 转底炉熔融还原炼铁的应用 品中既包括了矿粉中的脉石，又增加了煤灰分，导 转底炉熔融还原炼铁存在的主要问题仍在于转 致产品中的T℉e含量低.因此，必然要求选用高品 底炉薄层炉料操作导致整个工艺的生产率低.目前 位精矿粉以及低灰分煤.转底炉直接还原工艺另一 个难以克服的难点是原料中硫含量绝大部分保留在 为止最大的转底炉单炉产量是动力钢公司的年产 60万t金属化球团，这样的产量不足以进入钢铁生 金属化球团产品中，过高的硫含量显然不适用于炼 产主流程， 钢的要求. 于是，国外研究者不得不将目光转向预还原金 目前转底炉熔融还原炼铁主要应用于： 属化球团十熔分生产铁水的工艺路线，主要采用埋 (a)为电炉短流程提供热装铁水： 弧电炉与转底炉相匹配，结果每吨铁水耗电 (b)钢铁厂粉尘回收利用： 500-550kWh,不符合我国国情. (c)特殊矿综合利用. 如何解决厚料层的还原是实现提高生产规模的 在这样的背景下，北京科技大学自主开发了转 底炉预还原十热装终还原熔分炉的工艺，见图1. 关键，我们正在致力于这方面的实验研究. 熔分炉，又名熔融造气炉，类似于COREX的 5 结论 终还原炉，不同的是它不用氧气，而用高温热风 (1200℃).金属化球团从上部热装入炉(1000℃)， 转底炉直接还原生产金属化球团直接供给电炉 可充分利用原料的物理热.熔融造气炉每生产1【 作炉料必须用高品位的铁矿和低灰分低硫煤，否则 铁水，大约使用300kg型煤，可以节约焦炭及焦煤 影响电炉产量和质量：而且转底炉要另供煤气作燃 资源 料. 金属化球团在熔融造气炉内进一步还原、熔化， 转底炉与熔分炉相匹配，使熔分炉获得金属化 使渣铁分离，调节炉渣的碱度，可使大部分硫进入 原料，从而大大提高生产效率：缓解了直接还原受 到炉渣中，有较强的脱硫作用，既保证了铁水质量 原料品位的制约，使普通高炉用的矿源和普通煤种 又减少了S02向大气的排放. 也可用于直接还原，这对我国发展直接还原具有现 熔融造气炉与转底炉相匹配，无论在技术上还 实意义，反过来，熔分炉又为转底炉提供煤气作为 是在经济上都实现了最佳配合和互补，转底炉为熔 燃料，同时充分利用转底炉烟气余热，率先采用助 融造气炉提供了优质的原料，即金属化球团，实现 燃风和煤气双预热的蓄热式烧咀，在热工上实现了Vol.29 Suppl.1 朱荣等：转底炉工艺的发展与实践 • 173 • 面，预热段、还原段应喷吹二次空气并形成强紊流， 使得预热段产生的挥发分和还原产生的 CO 在炉内 快速、充分地燃烧（后燃烧），以便弥补球团还原 强烈吸热，节约外部燃料消耗．在炉子还原末段， 为了避免球团层上表面再氧化，则应严格控制二次 空气流的进入，且控制烧嘴燃烧在亚化学计量条件 下进行，以保持该区域一定的还原性气氛． 烧嘴设计应最大程度确保：在炉料上提供均匀 的温度分布，防止局部过热；降低扰动和炉料附近 的搅拌，以消除被 CO2 和 H2O 再氧化． 根据还原过程的要求控制炉内各段的温度和气 氛，从而优化各段烧嘴的布置． 3 转底炉炼铁从直接还原到熔融还 原的过渡 原来冶金界希望由转底炉生产出来的金属化球 团能够直接作为炼钢原料，并为此努力了很多年．但 是由于转底炉工艺以含碳球团为原料，所得到的产 品中既包括了矿粉中的脉石，又增加了煤灰分，导 致产品中的 TFe 含量低．因此，必然要求选用高品 位精矿粉以及低灰分煤．转底炉直接还原工艺另一 个难以克服的难点是原料中硫含量绝大部分保留在 金属化球团产品中，过高的硫含量显然不适用于炼 钢的要求． 于是，国外研究者不得不将目光转向预还原金 属化球团＋熔分生产铁水的工艺路线，主要采用埋 弧电炉与转底炉相匹配，结果每吨铁水耗电 500~550 kWh，不符合我国国情． 在这样的背景下，北京科技大学自主开发了转 底炉预还原＋热装终还原熔分炉的工艺，见图 1． 熔分炉，又名熔融造气炉，类似于 COREX 的 终还原炉，不同的是它不用氧气，而用高温热风 (1200℃)．金属化球团从上部热装入炉(1000℃)， 可充分利用原料的物理热．熔融造气炉每生产 1 t 铁水，大约使用 300 kg 型煤，可以节约焦炭及焦煤 资源． 金属化球团在熔融造气炉内进一步还原、熔化， 使渣铁分离，调节炉渣的碱度，可使大部分硫进入 到炉渣中，有较强的脱硫作用，既保证了铁水质量 又减少了 SO2 向大气的排放． 熔融造气炉与转底炉相匹配，无论在技术上还 是在经济上都实现了最佳配合和互补，转底炉为熔 融造气炉提供了优质的原料，即金属化球团，实现 了无焦炼铁．熔分的结果使原料的脉石和有害杂质 去除，获得优质铁水．熔融造气炉还可分担一部分 还原任务，从而提高了转底炉的生产率．熔融造气 炉的副产品煤气除了可用于热风炉，还可作为转底 炉的燃料． 图 1 转底炉——熔分炉双联炼铁工艺流程图 4 转底炉熔融还原炼铁的应用 转底炉熔融还原炼铁存在的主要问题仍在于转 底炉薄层炉料操作导致整个工艺的生产率低．目前 为止最大的转底炉单炉产量是动力钢公司的年产 60 万 t 金属化球团，这样的产量不足以进入钢铁生 产主流程． 目前转底炉熔融还原炼铁主要应用于： (a)为电炉短流程提供热装铁水； (b)钢铁厂粉尘回收利用； (c)特殊矿综合利用． 如何解决厚料层的还原是实现提高生产规模的 关键，我们正在致力于这方面的实验研究． 5 结论 转底炉直接还原生产金属化球团直接供给电炉 作炉料必须用高品位的铁矿和低灰分低硫煤，否则 影响电炉产量和质量；而且转底炉要另供煤气作燃 料． 转底炉与熔分炉相匹配，使熔分炉获得金属化 原料，从而大大提高生产效率；缓解了直接还原受 原料品位的制约，使普通高炉用的矿源和普通煤种 也可用于直接还原，这对我国发展直接还原具有现 实意义．反过来，熔分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，率先采用助 燃风和煤气双预热的蓄热式烧咀，在热工上实现了