直接还原炼铁工艺技术综述

直接还原是一种采用天然气、煤气、非焦煤粉作燃料和还原剂，使用球团矿、块矿、粉矿在固态下直接还原生产固体直接还原铁（DRI／HBI）的炼铁工艺技术。全面介绍了各种典型直接还原工艺的原理、特点与缺陷及工业化进展情况，分析了世界直接还原工艺技术发展的动因、现状与趋势。     

直接还原炼铁技术的最新发展

直接还原炼铁工艺根据还原剂不同分为气基与煤基.目前已获得工业应用的气基直接还原流程主要有使用球团矿或块矿的Midrex法和HyLⅢ法,以及直接使用粉矿的Finmet法.已获得工业应用的煤基直接还原流程主要有回转窑工艺和转底炉工艺,转底炉有使用球团矿的,也有直接使用粉矿的.对各种直接还原流程的工艺特点和应用情况进行了分析比较,并评述了其最新发展趋势,结合国内情况提出了一些建议.     

直接还原技术的新发展

直接还原铁作为电炉炼钢的高质量代用品，正在迅速增长。但随着直接还原技术的发展和原料、能源条件新变化，当前直接还原技术向前发展的主导趋势是扩大能源范围，煤作一次能源，加快煤的气化技术的发展研究；充分利用粉矿和精矿，充分发挥比表面大的优势，发展新的流化床技术，提高产品质量和稳定性，减少生产环节，简化工艺，提高能量利用率，开创直接还原新局面。     

直接还原新技术

介绍了三种直接还原新工：Ｆａｓｔｍｅｔ法、ＣＩＲＣＯＦＥＲ法和ＣＯＭＥＴ法。这三种直接还原工艺均采用煤作一次能源,以粉矿为原料,将现有的气基和煤基直接还原工艺的优点结合起来,使直接还原技术发展更快。     

发展直接还原技术势在必行

直接还原法是易气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源，在铁矿石（或含铁团块）软化温度以下进行还原得到金属铁的方法。其产品呈多孔低密度海绵状结构．被称为直接还原铁（DRI）或海绵铁。直接还原炼铁法在节能、环保方面具有优良的性能，随着世界优质废钢资源的日益减少，直接还原生产技术受到钢铁界的重视。目前已获得工业应用的气基直接还原流程主要有使用球团矿或块矿的Midex法和HyLII法．以及煤基直接还原炼铁法（FASTMET）。但考虑到中国钢铁厂以及原燃料方面的实际情况．     

赤泥煤基还原生产铁粉技术研究进展北大核心

赤泥是氧化铝冶炼过程中产生的固体废渣,随着赤泥的大量堆积,对环境造成了极大的危害,同时赤泥又具有很高的潜在利用价值。基于此背景,介绍了赤泥的基本性质,对产品还原铁粉的市场进行了简要的分析,重点详细的阐述了赤泥煤基直接还原生产铁粉工艺技术研究现状,其中包括回转窑煤基直接还原技术,转底炉煤基直接还原技术,隧道窑煤基直接还原技术和竖炉煤基直接还原技术。总结了以上技术在赤泥还原生产铁粉领域的优势和不足以及在选择合适的工艺时需要考虑的因素,以期为后续赤泥生产铁粉技术研究提供参考。     

红土镍矿回转窑直接还原镍铁工艺设计与实践

介绍了红土镍矿回转窑直接还原镍铁工艺的设计特点及主要设备的选型、生产技术特点及实践中取得的经济效益,指出了生产中仍存在的技术问题和难题,并探讨性指出了红土镍矿回转窑直接还原镍铁设计及生产的改进方向。     

中国直接还原技术的发展现状及展望

回顾了直接还原技术的发展过程。结合生产实际，对直接还原工艺做了简明的分类。重点介绍了几个气基法和煤基法直接还原技术的典型工艺流程。根据目前国内钢铁工业的现状，指出了中国钢铁工业的特点及发展趋势以及在新世纪发展直接还原铁（DRI）技术的必要性和紧迫性。依据现有能源、资源的结构特点，展望了直接还原技术的发展前景。     

气基竖炉直接还原球团技术的发展

论述了球团矿质量对气基竖炉直接还原生产和DRI质量的影响以及DRI质量对炼钢生产的影响.介绍了提高气基竖炉直接还原工艺用球团矿质量的技术,包括降低Si02含量、降低粘结趋势、提高还原性和提高大粒度(12.5～16.0 mm)球团比率等措施及其发展.指出若把低TFe、高脉石含量的高炉用球团矿直接用于气基直接还原竖炉,至少应该采用球团涂层技术;如果球团矿脉石含量较高,需要借助工业试验进行综合分析以确定其经济性.     

利用普通品位铁矿的煤基直接还原新工艺研究

根据转底炉工艺高温快速还原的特点，在实验室模拟生产条件，进行了以普通品位铁矿为基础的直接还原试验，得到了在该工艺条件下的金属化球团、粒天珠铁、精选铁粉等高金属化率产品，并对其性能及后续处理做了相应的研究和探讨，提出了普通铁矿先还原、后分离（磁分、熔分、筛分）的直接还原炼铁新工艺路线，认为转底炉直接还原及后分离工艺是技术上和经济上都适于处理普通品位铁精矿和难选赤矿的一条新途径。     

流化床处理粉铁矿工艺研究

评述了流化床处理粉铁矿的工艺,根据流化床反应器在工业中的应用实际,分别评述了流化床磁化焙烧生产铁精矿,流化床预热粉铁矿并低预还原度还原后添加到铁浴熔池,流化床生产直接还原铁(DRI)和碳化铁(Fe3C)作电炉炼钢原料,多级流化床生产较高预还原度DRI供熔融气化炉终还原冶炼铁水等工艺中流化床反应器的应用.     

富氧煤气化直接还原竖炉新工艺研究

以固体气化煤为燃料，富氧加湿的高温鼓风为气化剂，制取合格的高质量煤气输入还原竖炉，含铁原料在竖炉内的高温煤气作用下转化为直接还原铁。本文介绍了这一工艺流程及其特点，并通过论证说明该工艺的关键技术成熟，工艺方案可行。     

Direct Reduction of Mixtures of Manganese Ore and Iron Ore

This paper presents recent results of direct reduction investigation of different combination of blends of manganese ore, iron ore and coal at the Department of Ferrous Metallurgy (IEHK) of RWTH Aachen University. A mixture of iron and manganese ore in a ratio of 75/25 is a good raw material for steelmaking of high Mn‐alloyed grades. The experimental studies consisting of reduction of (a) fine material and (b) agglomerated material (briquettes) were carried out in the range of 1273 to 1673 K. The behaviour of combined reduction of manganese ore and iron ore and the employment in the direct reduction on a coal and gas basis for production of steels with high Mn content were investigated. It was found that a high metallization degree for Mn can be reached at 1273 K with the reduction of manganese ore by hydrogen‐containing gas. Addition of carbon monoxide to the reducing gas retarded the reduction process. The addition of coal to manganese ore and iron ore blends increased the degree of reduction. The results of carbothermic reduction of briquettes consisting of a mixture of manganese ore and iron ore combined with coal as reducing agent show that a high temperature, a low Mn/Fe ratio and a high Fe₂O₃ content have a favourable effect on the degree of reduction. In order to obtain a high degree of metallization, the temperature should be higher than 1473 K. The reduction of briquettes at higher temperatures (up 1573 K) has shown a molten phase and the separation of slag and metal.     

现代炼铁技术进展

评述了国际上发展较快的几种主要非高炉炼铁工艺流程.COREX、FINEX和HISMELT等熔融还原流程可以避免炼焦工艺引发的环境污染.成熟的竖炉气基还原工艺是COREX流程工业化的重要保障,粉体流化床由于粘结等问题尚未完全解决和铁浴炉二次燃烧与炉衬侵蚀之间的固有矛盾注定了FINEX和HISMELT实现的难度远高于COREX流程.气基还原流程(MIDREX、HYL-Ⅲ、FINMET)目前都要使用天然气资源,很难在我国得到发展.转底炉可使用低强度的含碳球团,给煤基直接还原流程注入新的活力,但其能耗高、生产效率低、产品质量差将会制约它的发展.我国自主研发的炼铁新工艺,即低温快速还原工艺,目前仍处于研究开发阶段,它能够实现低温快速还原反应,是一种能耗低、污染少、资源利用率高的新型绿色冶金工艺流程,具有良好的发展前景.     

铁矿／煤混合料中碳的还原过程研究

在铁矿／煤混合料中，在借助气体的直接还原开始前，确实存在着碳直接还原铁氧出物的固体间的直接还原，但不能达到有效的反应速度。只有当温度达到碳的气化反应温度，借助气体的直接还原开始后，还原过程才能开始激烈进行。     

直接还原技术的发展及前景

简要阐述了直接还原技术的发展及分类，并对主要直接还原法做了较为详细的介绍。概述了我国当前钢铁工业的现状，指出了我国发展直接还原铁（DRI）技术的必要性和紧迫性，展望了直接还原铁技术在新世纪的发展前景。     

Development of Technologies for High Phosphorus Oolitic Hematite Utilization

With increasing consumption of iron ore over the world, new technology of beneficiation and smelting is more urgently needed than ever before to explore ores which, are difficult to utilise by beneficiation and smelting processes. Oolitic Hematite mines, iron ore with poor beneficiation efficiency are widely distributed in China with the most abundant deposits. In this paper, comprehensive technology integrating beneficiation and smelting processes was proposed. This paper reports the experimental results on ore beneficiation, pretreatment of hot metal with high phosphorus and dephosphorization during direct reduction. It would provide technology support for the efficient utilization of high phosphorus Oolitic Hematite, and also provide technology for industrial demonstrating projects.     

我国转底炉处理钢铁厂含锌粉尘技术研究

介绍了我国转底炉处理钢铁厂含锌粉尘技术,结合降低高炉锌负荷的几种方法以及转底炉和其它几种直接还原技术的比较,分析了转底炉直接还原技术处理钢铁厂含锌粉尘的优缺点,对转底炉技术提出了几点思考意见,以期为我国转底炉技术应用提供一点借鉴和参考。     

转底炉生产直接还原铁的工业性试验

为验证转底炉生产直接还原铁的可行性和经济性,采用云南铁矿资源组织开展了转底炉生产直接还原铁的工业性试验,共生产金属化率为79.29%的直接还原铁991.67 t。主要技术经济指标为:还原剂煤耗301 kg/t,发生炉煤耗290 kg/t,生产成本1 179.23元/t。试验结果为转底炉直接还原铁工艺的开发提供了理论依据。     

Direct Reduction of High-phosphorus Oolitic Hematite Ore Based on Biomass Pyrolysis

Direct reduction of high-phosphorus oolitic hematite ore based on biomass pyrolysis gases(CO,H_2,and CH_4),tar,and char was conducted to investigate the effects of reduction temperature,iron ore-biomass mass ratio,and reduction time on the metallization rate.In addition,the effect of particle size on the dephosphorization and iron recovery rate was studied by magnetic separation.It was determined that the metallization rate of the hematite ore could reach 99.35% at iron ore-biomass mass ratio of 1∶0.6,reduction temperature of 1 100℃,and reduction time of 55 min.The metallization rate and the aggregation degree of iron particles increase with the increase of reduction temperature.The particle size of direct reduced iron(DRI) has a great influence on the quality of the iron concentrate during magnetic separation.The separation degree of slag and iron was improved by the addition of 15 mass% sodium carbonate.DRI with iron grade of 89.11%,iron recovery rate of 83.47%,and phosphorus content of 0.28% can be obtained when ore fines with particle size of-10 μm account for 78.15%.