一种粉煤炼铁工艺的探讨

1、 粉煤炼铁工艺（方案）粉煤炼铁工艺（方案）探探 讨讨四川四川 达州达州 高高 师师 敏敏汇报的主要内容汇报的主要内容3 3 韩国韩国FINEXFINEX工艺的不足工艺的不足2 2 国内外熔融还原炼铁工艺国内外熔融还原炼铁工艺概况概况1 1 本工艺介绍本工艺介绍 3 3 可行性初步论证可行性初步论证4 4 效益预测效益预测 5 5第一部分第一部分 国内外熔融还原炼铁工艺概况国内外熔融还原炼铁工艺概况 近年，国内宝钢引进有一条近年，国内宝钢引进有一条COREXC3000炼铁生产线；目前，国际上认为比较先进炼铁生产线；目前，国际上认为比较先进的熔融还原炼铁工艺是韩国的的熔融还原炼铁工艺是韩国的FIN

2、EX炼铁工艺。炼铁工艺。笔者认为，韩国笔者认为，韩国FINEX工艺存在诸多不足。下工艺存在诸多不足。下面试作简要分析：韩国面试作简要分析：韩国FINEX工艺流程见下图：工艺流程见下图：韩国韩国 FINEX工艺流程工艺流程韩国韩国FINEX工艺流程简述工艺流程简述v粉矿和粒度粉矿和粒度8毫米以下的添加剂，由矿槽提升进入流化床毫米以下的添加剂，由矿槽提升进入流化床R4反应反应器，料粉在器，料粉在R4反应器干燥预热，并按重力依次进入反应器干燥预热，并按重力依次进入R3和和R2反应反应器中进行预还原，最后在底部的器中进行预还原，最后在底部的R1反应器中还原。经反应器中还原。经R1出来的细出来的细粒状的

3、直接还原铁（粒状的直接还原铁（DRI），通过气力输送方式将），通过气力输送方式将DRI向上输送向上输送到热压块设备上部的喂料仓中，热态粉到热压块设备上部的喂料仓中，热态粉DRI在双辊压块机中被压在双辊压块机中被压成条状热压铁块，再进一步打碎成块状，在热状态下输送到熔融气成条状热压铁块，再进一步打碎成块状，在热状态下输送到熔融气化炉顶部的料仓中，由螺旋加料机将热压铁块添加到熔融气化炉中。化炉顶部的料仓中，由螺旋加料机将热压铁块添加到熔融气化炉中。v煤通过筛分处理，粒度煤通过筛分处理，粒度80毫米以下的块煤通过煤线直接装入熔融毫米以下的块煤通过煤线直接装入熔融气化炉，小于气化炉，小于8毫米的粉煤加

4、入有机黏结剂后，机械压成煤块入炉。毫米的粉煤加入有机黏结剂后，机械压成煤块入炉。熔融气化炉产生的热还原气体通入熔融气化炉产生的热还原气体通入R1反应器并依次通过反应器并依次通过R2，R3,R4反应器后排出炉顶，经除尘净化后，约反应器后排出炉顶，经除尘净化后，约41的煤气，通过的煤气，通过加压变压吸附去除加压变压吸附去除CO2，使煤气中的，使煤气中的CO2从从33降到降到3，然后，然后回到回到R1反应器作还原气体再利用。反应器作还原气体再利用。v氧气从熔融气化炉下部喷入，煤粉通过风口喷入炉内。铁水和炉渣氧气从熔融气化炉下部喷入，煤粉通过风口喷入炉内。铁水和炉渣从炉下部排出。从炉下部排出。v加入煤

5、的比例为，加入煤的比例为，8毫米以下压制成型的煤约占毫米以下压制成型的煤约占6070，喷，喷煤粉约占煤粉约占1520，其余为块煤。，其余为块煤。第二部分第二部分 韩国韩国FINEX工艺的不足工艺的不足v 工艺流程较长，设备较多，设备能耗较多；工艺流程较长，设备较多，设备能耗较多；v 需要块煤，或煤粉经机械压制成煤块；有时需要块煤，或煤粉经机械压制成煤块；有时需要少量焦炭；需要少量焦炭；v 粉矿经还原成直接还原铁粉后，需要压制成粉矿经还原成直接还原铁粉后，需要压制成铁块入炉；铁块入炉；v 能耗较高：耗煤量能耗较高：耗煤量720公斤公斤850公斤公斤/旽旽铁；耗氧气铁；耗氧气500立方米立方米/旽

6、铁等旽铁等 v 产生的高温炉气带走大量热量。产生的高温炉气带走大量热量。第三部分第三部分 本工艺介绍本工艺介绍v一一 本工艺流程简述本工艺流程简述:v 铁矿粉经铁矿粉经5级悬浮预热器预热、还原，与经预级悬浮预热器预热、还原，与经预热的煤粉、石灰石粉混合一并落入熔化炉高温铁热的煤粉、石灰石粉混合一并落入熔化炉高温铁水中。在搅拌器作用下，水中。在搅拌器作用下，DRI颗粒、碳粒熔入铁颗粒、碳粒熔入铁水，氧化钙粒与矿粉脉石、碳粒灰分化合成渣上水，氧化钙粒与矿粉脉石、碳粒灰分化合成渣上浮。上述物料熔化、造渣等反应要消耗铁水的部浮。上述物料熔化、造渣等反应要消耗铁水的部分热量。该热量由伸入炉内的喷煤燃烧器

7、、斜插分热量。该热量由伸入炉内的喷煤燃烧器、斜插氧枪和底吹氧气供给。高温炉气被抽出；煤粉在氧枪和底吹氧气供给。高温炉气被抽出；煤粉在气化室与炉气发生气化反应生成还原气，依次通气化室与炉气发生气化反应生成还原气，依次通过悬浮预热器预热、还原矿粉。熔化炉右端下部过悬浮预热器预热、还原矿粉。熔化炉右端下部连续排出铁水；炉后左端上部连续排出炉渣。连续排出铁水；炉后左端上部连续排出炉渣。第三部分第三部分 本工艺介绍本工艺介绍 二二 工艺流程示意图工艺流程示意图第三部分第三部分 本工艺介绍本工艺介绍v熔化炉水平剖面示意图熔化炉水平剖面示意图第三部分第三部分 本工艺介绍本工艺介绍v大型熔化炉水平剖面示意图大

8、型熔化炉水平剖面示意图第三部分第三部分 本工艺介绍本工艺介绍v 炉底透气砖布置示意图炉底透气砖布置示意图第三部分第三部分 本工艺介绍本工艺介绍二二 主要设备主要设备 1 旋风（悬浮）预热器组旋风（悬浮）预热器组 2 气化室气化室 3 熔化炉熔化炉 4 熔化炉搅拌器熔化炉搅拌器主要设备主要设备v1 旋风预热器组旋风预热器组v旋风预热器组由旋风预热器组由6个旋风除尘器和他们之间的连个旋风除尘器和他们之间的连接管道组成。（其中接管道组成。（其中5个旋风预热器用于矿粉的个旋风预热器用于矿粉的预热和还原，一个旋风预热器用于煤粉气化反应预热和还原，一个旋风预热器用于煤粉气化反应后收集煤粉。）旋风预热器结构

9、与工业上使用的后收集煤粉。）旋风预热器结构与工业上使用的旋风除尘器的结构相同。只是在除尘器及其连接旋风除尘器的结构相同。只是在除尘器及其连接管道内壁铺砌有隔热层和耐火砖；在旋风筒下料管道内壁铺砌有隔热层和耐火砖；在旋风筒下料口处设置有防堵装置、密封装置等。口处设置有防堵装置、密封装置等。主要设备主要设备v2 气化室气化室v 是一个圆筒形容器。器壳为耐热钢材制作，是一个圆筒形容器。器壳为耐热钢材制作，内壁砌筑有隔热层和耐火砖。在筒体两端有缩口内壁砌筑有隔热层和耐火砖。在筒体两端有缩口和链接法兰；中下部筒壁上设计有煤粉加入口和和链接法兰；中下部筒壁上设计有煤粉加入口和返料入口等。返料入口等。主要设

10、备主要设备v 3 熔化炉熔化炉v 熔化炉炉体外壳由钢材焊接，拼装而成。壳内壁敷砌有熔化炉炉体外壳由钢材焊接，拼装而成。壳内壁敷砌有隔热层，耐火砖和炉顶内衬表面涂抹增强热辐射涂料等。隔热层，耐火砖和炉顶内衬表面涂抹增强热辐射涂料等。炉顶部设计有料粉加入口，炉气出口。料粉加入口与第炉顶部设计有料粉加入口，炉气出口。料粉加入口与第五级旋风预热器下料口膨胀仓出口连接。炉气出口与气五级旋风预热器下料口膨胀仓出口连接。炉气出口与气化室下端缩口连接。炉的水平剖面是一个矩形或放射形化室下端缩口连接。炉的水平剖面是一个矩形或放射形容器。（见图容器。（见图3）炉的左前角部分是料粉反应区。有隔离）炉的左前角部分是料

11、粉反应区。有隔离罩将反应区与炉的其他部分隔开，以免炉气带走料粉。罩将反应区与炉的其他部分隔开，以免炉气带走料粉。炉顶部安装有多个搅拌器。每个搅拌器都有独自的操作炉顶部安装有多个搅拌器。每个搅拌器都有独自的操作和控制系统。炉四壁设置有多个燃烧器喷嘴和斜插式氧和控制系统。炉四壁设置有多个燃烧器喷嘴和斜插式氧枪（炉底设置多个底吹透气砖）（见图枪（炉底设置多个底吹透气砖）（见图3、图、图5）。每个）。每个燃烧器喷嘴、氧枪和底吹透气砖都有独自的操作和控制燃烧器喷嘴、氧枪和底吹透气砖都有独自的操作和控制系统。炉顶部上还设计有开炉铁水注入口，调节物料加系统。炉顶部上还设计有开炉铁水注入口，调节物料加入口，废

12、钢铁块加入口及其口盖等。在炉的侧壁上部，入口，废钢铁块加入口及其口盖等。在炉的侧壁上部，设计有炉渣排出口。在炉另一端炉壁下部，设计有铁水设计有炉渣排出口。在炉另一端炉壁下部，设计有铁水排出口。炉底设计有残余铁渣排出口。另外，在炉内部排出口。炉底设计有残余铁渣排出口。另外，在炉内部还设计有隔流墙，栏渣墙等。还设计有隔流墙，栏渣墙等。主要设备主要设备v4 搅拌器搅拌器v 分主搅拌器和辅搅拌器两种。主搅拌器安装分主搅拌器和辅搅拌器两种。主搅拌器安装在料粉反应区上方炉壳上，其作用是搅动料粉和在料粉反应区上方炉壳上，其作用是搅动料粉和铁水，产生漩涡，增大料粉和铁水的接触面积。铁水，产生漩涡，增大料粉和铁

13、水的接触面积。辅搅拌器排列安装在炉顶部炉壳上，作用是推动辅搅拌器排列安装在炉顶部炉壳上，作用是推动铁水和炉渣向一个方向流动。每个搅拌器供电，铁水和炉渣向一个方向流动。每个搅拌器供电，升降，装卸以及转速调节等都有独立的控制系统。升降，装卸以及转速调节等都有独立的控制系统。第三部分第三部分 本工艺介绍本工艺介绍三三 主要技术特点主要技术特点1 铁矿石，熔剂，还原剂等均为粉状物。铁矿石，熔剂，还原剂等均为粉状物。2 燃料使用煤粉。不需要块煤，也不需要焦炭。燃料使用煤粉。不需要块煤，也不需要焦炭。3 料粉经过预热器预热、还原后，直接进入熔化炉。料粉经过预热器预热、还原后，直接进入熔化炉。4 以高温铁水

14、作为反应场所。铁水为熔化，还原，造渣等以高温铁水作为反应场所。铁水为熔化，还原，造渣等反应提供热源、反应平台和产品储存地。反应提供热源、反应平台和产品储存地。v铁水和炉渣的分离较好，分别从熔化炉的出铁口和出渣铁水和炉渣的分离较好，分别从熔化炉的出铁口和出渣口连续排出。口连续排出。6 采用旋风（悬浮）预热器作为铁氧化物预还原设备。采用旋风（悬浮）预热器作为铁氧化物预还原设备。7 料粉进入铁水后，在连续流动过程中被加热，还原，熔料粉进入铁水后，在连续流动过程中被加热，还原，熔化，造渣，脱硫，分离成铁水和炉渣。化，造渣，脱硫，分离成铁水和炉渣。8 炼铁周期较短。约炼铁周期较短。约25分钟，或更短时间

15、。分钟，或更短时间。第三部分第三部分 本工艺介绍本工艺介绍四四 与韩国与韩国FINEX工艺对照，本工艺在理论上可能有以下优点工艺对照，本工艺在理论上可能有以下优点1 流程较短，设备较少，设备能耗较少；流程较短，设备较少，设备能耗较少；2 只需要煤粉，不需要块煤或焦炭；也不需要将煤粉热压成块状；只需要煤粉，不需要块煤或焦炭；也不需要将煤粉热压成块状；3 铁矿粉还原后，直接入炉；不需要热压成块状；铁矿粉还原后，直接入炉；不需要热压成块状；4 产尘点较少，对环境污染较小；产尘点较少，对环境污染较小；5 旽铁煤耗较少；炉内不需要块煤和热压煤块形成料柱燃烧。旽铁煤耗较少；炉内不需要块煤和热压煤块形成料柱

16、燃烧。6 旽铁氧气耗量较少；氧气喷入量只需补充料粉熔化，还原消耗铁水热旽铁氧气耗量较少；氧气喷入量只需补充料粉熔化，还原消耗铁水热量部分即可；碳的气化反应利用炉气的余热。量部分即可；碳的气化反应利用炉气的余热。7 在炉内反应区，有可能同时发生着铁水中碳与铁氧化物的直接还原反在炉内反应区，有可能同时发生着铁水中碳与铁氧化物的直接还原反应和一氧化碳与氧的氧化反应，后者释放的热量大于前者消耗的热应和一氧化碳与氧的氧化反应，后者释放的热量大于前者消耗的热量。因此，可以降低本工艺炼铁的部分能耗。量。因此，可以降低本工艺炼铁的部分能耗。v FeOCFeCO H152.2kJ/molv 3CO3/2O23C

17、O2 H-841.6KJ/mol8 旋风（悬浮旋风（悬浮)预热器组预热、还原矿粉，具有还原效率较高预热器组预热、还原矿粉，具有还原效率较高 ，耗时较少，可，耗时较少，可靠性强等优点靠性强等优点 。9 炉气余热利用率较高。炉气余热利用率较高。主要参数对照表主要参数对照表 工艺工艺项目项目韩国韩国FINEX工艺工艺150万吨万吨/年生产装年生产装置运行指标置运行指标本工艺技术方案本工艺技术方案150万吨万吨/年生产装年生产装置指标（设计值）置指标（设计值）1、矿粉：粒度范围、矿粉：粒度范围0 08毫米毫米0.045 50.88毫米毫米 处理方式处理方式 4级流化床还原；级流化床还原；DRI颗粒热态

18、压颗粒热态压制成型，再破碎成块状入炉制成型，再破碎成块状入炉5级旋风预热器还原；级旋风预热器还原；DRI颗粒直颗粒直接入炉接入炉2、煤：种类、煤：种类非炼焦煤非炼焦煤非炼焦煤非炼焦煤 粒度范围粒度范围8 880毫米毫米0.045 50.88毫米毫米 处理方式处理方式80毫米块煤直接入炉；毫米块煤直接入炉；8毫米毫米黏结剂，机械压制成煤块入黏结剂，机械压制成煤块入炉炉直接入炉直接入炉3、还原气来源：、还原气来源：熔融气化炉炉气熔融气化炉炉气熔化炉炉气熔化炉炉气4、能耗指标：耗煤量、能耗指标：耗煤量720 0850公斤公斤/吨铁吨铁400 0500公斤公斤/吨铁吨铁 耗氧量耗氧量500标立方米标立

19、方米/吨铁吨铁50标立方米标立方米/吨铁吨铁 耗氮量耗氮量140标立方米标立方米/吨铁吨铁30标立方米标立方米/吨铁吨铁 耗电量耗电量150千瓦时千瓦时/吨铁吨铁35千瓦时千瓦时/吨铁吨铁5、建设投资、建设投资约约19.1亿元亿元测算约测算约3.0亿元亿元6、占地面积、占地面积约约30万平方米万平方米约约5万平方米万平方米7、建设周期、建设周期约约3年年约约2年年8、研发费用、研发费用约约10亿美元亿美元预测约预测约6 610亿元人民币亿元人民币9、研发年限、研发年限约约12年年约约2 25年年主要参数对照表主要参数对照表第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证 一一 铁水温度的保持铁水

20、温度的保持 二二 搅拌器使用寿命搅拌器使用寿命 三三 工艺安全性工艺安全性 四四 旋风（悬浮）预热器预热、还原可行性旋风（悬浮）预热器预热、还原可行性 五五 冶炼周期冶炼周期 六六 熔化炉熔化能力熔化炉熔化能力 七七 熔化炉尺寸估算熔化炉尺寸估算 八八 熔化炉的设计和制造熔化炉的设计和制造 九九 熔化炉面积利用系数熔化炉面积利用系数 十十 铁水理论产量计算公式铁水理论产量计算公式 十一十一 配套工艺和流程配套工艺和流程第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证v 一一 铁水温度保持铁水温度保持v 铁水热量的消耗：直接还原铁粒（铁水热量的消耗：直接还原铁粒（DRI）的升温和）的升温和熔化；少

21、量氧化亚铁与碳的还原反应；煤粉热解；石灰熔化；少量氧化亚铁与碳的还原反应；煤粉热解；石灰石粉分解；烟气带走热量和炉体散热等。向铁水补充热石粉分解；烟气带走热量和炉体散热等。向铁水补充热量的措施有：碳粒不断渗入铁水之中；侧吹（底吹）氧量的措施有：碳粒不断渗入铁水之中；侧吹（底吹）氧气使铁水中碳氧化放热；铁水表面上喷煤燃烧产生高温气使铁水中碳氧化放热；铁水表面上喷煤燃烧产生高温烟气的辐射热加热铁水；铁水中部分一氧化碳与氧气燃烟气的辐射热加热铁水；铁水中部分一氧化碳与氧气燃烧放热等。烧放热等。v 在设定条件下，根据物料的比热容、熔化热、分解在设定条件下，根据物料的比热容、熔化热、分解热、反应热等参数

22、，通过物料平衡和热平衡计算，可以热、反应热等参数，通过物料平衡和热平衡计算，可以计算出单位时间内，向炉内输入的煤粉量和氧气喷入量计算出单位时间内，向炉内输入的煤粉量和氧气喷入量等。等。第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证v 二二 搅拌器使用寿命搅拌器使用寿命v 搅拌器工作条件十分苛刻。它是本工艺长期搅拌器工作条件十分苛刻。它是本工艺长期运行的关键设备之一。主搅拌器转速较高，其浆运行的关键设备之一。主搅拌器转速较高，其浆叶磨损较快。本工艺采取一用多备制度，并设计叶磨损较快。本工艺采取一用多备制度，并设计有一轴多浆式搅拌器，即一根转轴上套装有一轴多浆式搅拌器，即一根转轴上套装24个浆叶，

23、下面浆叶破损了，会自动下降一个新浆个浆叶，下面浆叶破损了，会自动下降一个新浆叶，继续工作。总之，本工艺一方面选用和设计叶，继续工作。总之，本工艺一方面选用和设计耐高温，耐冲击，耐磨损，长寿命且易装卸的搅耐高温，耐冲击，耐磨损，长寿命且易装卸的搅拌器；另一方面，与科研，企业等单位合作，研拌器；另一方面，与科研，企业等单位合作，研制性能更好，寿命更长的搅拌器。制性能更好，寿命更长的搅拌器。第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证v 三三 工艺安全性工艺安全性v 用于煤干燥的炉气含氧量控制在用于煤干燥的炉气含氧量控制在3以下；磨煤，煤以下；磨煤，煤粉运输，储存系统中输入氮气，并设置多点检测系统

24、。粉运输，储存系统中输入氮气，并设置多点检测系统。v 为保障本工艺用电安全性，应设置两条以上供电线路。为保障本工艺用电安全性，应设置两条以上供电线路。v 熔化炉内设计有多点铁水温度、铁水流量、炉气气压、熔化炉内设计有多点铁水温度、铁水流量、炉气气压、气体流量等参数的检测仪器。气体流量等参数的检测仪器。v 在炉内各点设计有煤气和铁水化学成分分析取样点，在炉内各点设计有煤气和铁水化学成分分析取样点，采用定时化验制度。采用定时化验制度。v 确保旋风预热器组的密闭性，在其连接管道、旋风预确保旋风预热器组的密闭性，在其连接管道、旋风预热器进、出口等处设置检测仪器。严控该系统不漏气。热器进、出口等处设置检

25、测仪器。严控该系统不漏气。v 在各级旋风预热器下料管设计有防堵处理装置和检测在各级旋风预热器下料管设计有防堵处理装置和检测仪器等。仪器等。第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证v 四四 旋风预热器组可行性旋风预热器组可行性v 预热，还原原理预热，还原原理v 矿粉在旋风预热器（又称悬浮预热器）进风管加入，矿粉在旋风预热器（又称悬浮预热器）进风管加入，被高速煤气流冲散，矿粉悬浮于高速煤气流中进行传热，被高速煤气流冲散，矿粉悬浮于高速煤气流中进行传热，传质。气固两相流切向进入旋风筒，在旋风筒内作螺旋传质。气固两相流切向进入旋风筒，在旋风筒内作螺旋运动，受离心力作用，矿粉被甩向器壁，碰壁失速后

26、沉运动，受离心力作用，矿粉被甩向器壁，碰壁失速后沉积于筒底部，与煤气流分离。在多次短暂的分散与聚集积于筒底部，与煤气流分离。在多次短暂的分散与聚集过程中，矿粉被煤气流反复加热、还原。过程中，矿粉被煤气流反复加热、还原。v 效率效率 在悬浮状态下，气固两相对流换热系数大，传热面积大，在悬浮状态下，气固两相对流换热系数大，传热面积大，接触面积大，传热，传质速率很高。本工艺接触面积大，传热，传质速率很高。本工艺6级预热器组级预热器组的换热效率的换热效率70以上；煤气利用率以上；煤气利用率70以上。以上。第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证v五五 冶炼周期冶炼周期v矿粉在旋风预热器系统里流动

27、耗时几十秒钟；矿粉在旋风预热器系统里流动耗时几十秒钟；v料粉（含煤粉、石灰石粉和矿粉）落入熔化炉耗料粉（含煤粉、石灰石粉和矿粉）落入熔化炉耗时几秒至十秒钟；时几秒至十秒钟；v直接还原铁粒和铁氧化物被还原成铁滴进入铁水直接还原铁粒和铁氧化物被还原成铁滴进入铁水耗时几秒至几十秒钟。耗时几秒至几十秒钟。v整个冶炼周期约为整个冶炼周期约为120秒至秒至240秒钟。秒钟。六六 熔化炉熔化能力熔化炉熔化能力v 概念：衡量熔化炉熔化料粉的能力概念：衡量熔化炉熔化料粉的能力v 计算式：计算式： LKSJT铁铁fxdC/T铁铁T料料 （t料粉料粉/s.C）v 式中：式中： L熔化炉熔化能力熔化炉熔化能力 （吨料

28、粉（吨料粉/秒秒铁水热容）铁水热容）v K比例系数比例系数 （可通过实验测出）（可通过实验测出）v S熔化炉内空水平面积熔化炉内空水平面积 m2v J搅拌器总功率搅拌器总功率 KWv T铁铁铁水温度铁水温度 v f直接还原铁质量分数直接还原铁质量分数 v x料粉分散系数料粉分散系数 v T料料料粉进入铁水前温度料粉进入铁水前温度 v d料粉颗粒粒度料粉颗粒粒度 mmv C炉内铁水热容炉内铁水热容 kJ第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证v七七 熔化炉尺寸估算熔化炉尺寸估算v 根据单位时间（秒）内料粉加入量，设定料根据单位时间（秒）内料粉加入量，设定料粉在炉内熔化，还原需要时间，料粉在

29、炉内的分粉在炉内熔化，还原需要时间，料粉在炉内的分散面积，铁水在炉内的流速等条件，可以估算出散面积，铁水在炉内的流速等条件，可以估算出不同生产规模下熔化炉的相关尺寸。见下表：不同生产规模下熔化炉的相关尺寸。见下表：熔化炉估算容积与高炉容积对应表熔化炉估算容积与高炉容积对应表七七 熔化炉估算容积与高炉容积对照表熔化炉估算容积与高炉容积对照表 规模规模项目项目100100万吨万吨/ /年年200200万吨万吨/ /年年300300万吨万吨/ /年年400400万吨万吨/ /年年500500万吨万吨/ /年年10001000万吨万吨/ /年年高炉容积高炉容积（立方米）（立方米）10801080250

30、025003800380050005000586058602 258605860高炉容积利高炉容积利用系数用系数2.6452.6452.2862.2862.2562.2562.2862.2862.4382.4382.4382.438熔化炉容积熔化炉容积（立方米）（立方米）31.5031.5067.2067.2091.5291.52145.08145.08216.00216.00440.00440.00熔化炉长度熔化炉长度（米）（米）3.53.5米米4.84.8米米5.25.2米米6.26.2米米7.27.2米米10.010.0米米熔化炉宽度熔化炉宽度（米）（米）3.03.0米米4.04.0米米

31、4.44.4米米5.25.2米米6.06.0米米8.08.0米米熔化炉面积熔化炉面积（平方米）（平方米）10.5010.5019.2019.2022.8822.8832.2432.2443.2043.2080.0080.00炉内铁水深炉内铁水深度（米）度（米）2.02.0米米2.52.5米米3.03.0米米3.53.5米米4.04.0米米4.54.5米米搅拌器个数搅拌器个数4 46 64 46 66 66 66 66 68 8反应区个数反应区个数1 11 11 11 12 22 22 2第四部分第四部分 可行性论证可行性论证v 八八 主要设备设计和制造主要设备设计和制造v 根据熔化炉尺寸估算，

32、在此基础上，可以进根据熔化炉尺寸估算，在此基础上，可以进行熔化炉的结构设计等。行熔化炉的结构设计等。v 按我国现有的工业材料和装备制造能力，完按我国现有的工业材料和装备制造能力，完全能够制造本工艺的熔化炉。全能够制造本工艺的熔化炉。v 旋风预热器结构与现在工业上使用的同类设旋风预热器结构与现在工业上使用的同类设备结构相同。不存在制造问题。备结构相同。不存在制造问题。第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证v 九九 铁水理论产量计算公式铁水理论产量计算公式vQQ1F（1Q2）/G Kg/s v式中：式中： 铁水产量铁水产量 Kg/sv Q矿粉加入量矿粉加入量 Kg/sv矿粉（综合）含铁量矿

33、粉（综合）含铁量 v Q2铁损量铁损量 v G-铁水中含铁量铁水中含铁量 第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证v十十 熔化炉面积利用系数熔化炉面积利用系数v 概念：衡量熔化炉单位面积的生产能力。概念：衡量熔化炉单位面积的生产能力。v 计算式：计算式：RsQ/S (t/m2.d) v式中式中 ： Q-日产铁水量日产铁水量 t铁水铁水/d v S-熔化炉内空水平面积熔化炉内空水平面积 m2v Rs-面积利用系数面积利用系数 t/m2.d第四部分第四部分 可行性初步论证可行性初步论证十一十一 配套工艺和流程配套工艺和流程 1 与粉煤炼铁工艺配套的是连续式炼钢工艺。详与粉煤炼铁工艺配套的是连

34、续式炼钢工艺。详见笔者论文见笔者论文一种连续式炼钢工艺的探讨一种连续式炼钢工艺的探讨。 该炼钢工艺具有：铁水三脱、炼钢、精炼和微该炼钢工艺具有：铁水三脱、炼钢、精炼和微调的功能；产品为洁净钢水。调的功能；产品为洁净钢水。2 上述两种工艺串连，加上连铸、连轧，组成一种上述两种工艺串连，加上连铸、连轧，组成一种新的钢铁流程。（见笔者新的钢铁流程。（见笔者钢铁流程钢铁流程一文）一文）3 该流程特点有：一、铁矿粉、煤粉等物料直接该流程特点有：一、铁矿粉、煤粉等物料直接入炉炼铁；二、炼铁炉和炼钢炉的距离约入炉炼铁；二、炼铁炉和炼钢炉的距离约10米；米；三、炼铁加上炼钢的总耗时小于三、炼铁加上炼钢的总耗时

35、小于30分钟。分钟。第五部分第五部分 效益预测效益预测 v 一一 工序能耗工序能耗 v FINEX工艺工艺 生产数据生产数据 本工艺（设计值）本工艺（设计值）v 734（641）公斤标煤）公斤标煤/旽铁旽铁 约约303公斤标煤公斤标煤/旽铁旽铁v 包括耗煤量包括耗煤量850（720）公斤）公斤/旽铁旽铁 400公斤公斤/旽铁旽铁v 耗氧量耗氧量500 标立方米标立方米/旽铁旽铁 50 标立方米标立方米/旽铁旽铁v 耗氮量耗氮量140 标立方米标立方米/铁铁铁铁 30 标立方米标立方米/旽铁旽铁v 耗电量耗电量150 千瓦时千瓦时/旽铁旽铁 35 千瓦时千瓦时/旽铁旽铁v （不计入回收煤气热量等

36、）（不计入回收煤气热量等） 第五部分第五部分 效益预测效益预测v 二二 生产成本估算生产成本估算v 设定条件：原燃料价格取自网上设定条件：原燃料价格取自网上2014年年6月份国内市场参考价；铁水含铁月份国内市场参考价；铁水含铁量量93计；原燃料费用占铁水成本计；原燃料费用占铁水成本90计；其他各项占铁水成本计；其他各项占铁水成本10计。计。v 铁水成本：铁水成本：1 原料原料v 铁精粉，铁精粉，65，单价，单价700元元/旽，旽， 耗量耗量1.4307旽旽 计费计费1001.5元元v 2 燃料及动力燃料及动力v 贫煤，贫煤，Q5500S0.1V11-18，单价，单价480元元/旽，耗量旽，耗量

37、0.4旽，计费旽，计费192元元v 耗氧量，单价耗氧量，单价0.6元元/标立方米标立方米 耗量耗量50立方米立方米 计费计费30元元v 耗氮量，单价耗氮量，单价0.6元元/标立方米标立方米 耗量耗量30立方米立方米 计费计费18元元v 耗电量，单价耗电量，单价0.8元元/千瓦时千瓦时 耗量耗量35千瓦时千瓦时 计费计费28元元 v 小计，小计，1269.5元。元。 v 3 辅助材料辅助材料v 4 直接工资和福利直接工资和福利v 5 制造费用制造费用v 6 成本扣除成本扣除v 铁水成本铁水成本1269.5元元/901410.6元元/旽。旽。第五部分第五部分 效益预测效益预测v三三 三废对环境污染

38、程度三废对环境污染程度vFINEX工艺工艺 比高炉工艺减少比高炉工艺减少90以上。以上。 v预测，本工艺比预测，本工艺比FINEX工艺减少约工艺减少约1020。 结结 束束 语语v 与韩国与韩国FINEX工艺相比较，在理论上，本工艺在节能，工艺相比较，在理论上，本工艺在节能，环保和经济效益等方面有较多优点；初步论证，笔者认环保和经济效益等方面有较多优点；初步论证，笔者认为本工艺是可行的。为本工艺是可行的。v 本工艺的不足之处有：本工艺的不足之处有：1、 在原、燃料制粉，收尘，防在原、燃料制粉，收尘，防爆，搅拌器运转等需要耗能；爆，搅拌器运转等需要耗能；2 、搅拌器使用寿命需要、搅拌器使用寿命需

39、要技术攻关等等。技术攻关等等。v 本工艺具有一定的工业生产实践基础。部分工序，设备本工艺具有一定的工业生产实践基础。部分工序，设备和操作技术可以借鉴。通过深入研究和论证，从实验室和操作技术可以借鉴。通过深入研究和论证，从实验室做起，从小做起。在较短时间内实现工业化是有可能的。做起，从小做起。在较短时间内实现工业化是有可能的。v 笔者希望与大家合作，共同研讨，共同开发。谢谢大家。笔者希望与大家合作，共同研讨，共同开发。谢谢大家。v 文中的错误或缪误，请多加指教。十分感谢。文中的错误或缪误，请多加指教。十分感谢。v 注：本工艺的核心内容已申请专利。注：本工艺的核心内容已申请专利。第二部分第二部分

40、应对的技术方案应对的技术方案3、脉动气流鼓风的作用：、脉动气流鼓风的作用： 为了活跃炉缸，改善煤气流的分布。可以将鼓风频率为了活跃炉缸，改善煤气流的分布。可以将鼓风频率控制在控制在13分钟左时间里。分钟左时间里。 如果炉况难行，或为了冲如果炉况难行，或为了冲刷死料柱等，可以采用频率较高的脉动鼓风，增强鼓风刷死料柱等，可以采用频率较高的脉动鼓风，增强鼓风的冲击力的冲击力 。4、使用脉动气流鼓风的设备、使用脉动气流鼓风的设备：（见图：（见图3） 只需增设一台与现有电机匹配的大功率交流变频器及其只需增设一台与现有电机匹配的大功率交流变频器及其调控系统等即可。调控系统等即可。(如果是轴流式风机，可以采

41、用风机动如果是轴流式风机，可以采用风机动叶调节法调节风量的大小。不需要变频器叶调节法调节风量的大小。不需要变频器)第二部分第二部分 应对的技术方案应对的技术方案三、局部噴烧和冲击技术三、局部噴烧和冲击技术此为众所周知的老方法：即发现炉内风口附近有熔融固此为众所周知的老方法：即发现炉内风口附近有熔融固体团块体团块 ，在休风，降料等条件下，将碳钢管伸入炉内，在休风，降料等条件下，将碳钢管伸入炉内 ，管内输入高压氧气，将熔融固体团块喷烧掉；或使用冲击管内输入高压氧气，将熔融固体团块喷烧掉；或使用冲击式机械或钢钎等将团块击碎。此法的特点是，及时发现，式机械或钢钎等将团块击碎。此法的特点是，及时发现，及

42、时局部处理。及时局部处理。 第二部分第二部分 应对的技术方案应对的技术方案四、支架安装四、支架安装1、 支架技术的概念及作用支架技术的概念及作用2、支架技术的效果预测、支架技术的效果预测3、支架的结构及支撑范围、支架的结构及支撑范围4、支架安装的高度、支架安装的高度5、支架的受力分析、支架的受力分析6、炉内安装支架对现有高炉操作制度有何影响、炉内安装支架对现有高炉操作制度有何影响7、支架的使用寿命及经济效益估算、支架的使用寿命及经济效益估算第二部分第二部分 应对的技术方案应对的技术方案五、中央鼓风五、中央鼓风1、中央鼓风的概念、中央鼓风的概念2、中央鼓风的气体选择、中央鼓风的气体选择3、中央鼓风后高炉运行的变化、中央鼓风后高炉运行的变化 4、增加中央鼓风的好处预测、增加中央鼓风的好处预测 5、使用中央鼓风的基本条件、使用中央鼓风的基本条件第二部分第二部分 应对的技术方案应对的技术方案6、中央鼓风的结构、中央鼓风的结构7、喷嘴的受力分析、喷嘴的受力分析8、喷嘴的使用寿命、喷嘴的使用寿命9、中央鼓风增产效果预测、中央鼓风增产效果预测 增