1 转底炉工艺概述

1.1 前 言

转底炉用于生产直接还原铁不过约30年的历史，其设备和结构原本脱胎于轧钢用的环形加热炉，其最初目的就是用于处理钢铁厂生产过程中产生的含铁和其他金属的粉尘和废弃物，实践证明其环保功能和价值甚至超过了金属回收本身。随着规模的扩大，也逐渐形成为一种炼铁新工艺，进入煤基直接还原法的先进行列，但仍处在初始阶段，目前最大的转底炉（美国动力钢公司）的规模年产铁不过50万吨，以铁精矿为原料，生产出的DRI经埋弧电炉熔分后为大电炉供应铁水。其他分布在美国、日本等地的一些转底炉几乎都是处理粉尘，其规模一般年产能力20万吨左右，生产出的DRI金属化率70～85％不等，一般不用作电炉原料，其用途或作为高炉原料，或给转炉作冷却剂，或经埋弧电炉熔分后生产出铁水，给炼钢电炉热装。

转底炉的环保效益是与其工艺特点分不开的，主要特点是高温快速还原。首先是把含金属氧化物的粉尘和废弃物还原成金属；其次是高温下许多有害元素和物质能够挥发或分解，能燃烧的用作燃料；第三是本身是封闭系统，微负压操作，过程中基本无排放，最终的固体产物和经过净化的烟气均符合环保要求，而且烟气余热得到充分利用。因此转底炉在一些发达国家（如美国、日本）已列为处理所在地域冶金厂粉尘和废弃物的有效措施，并要求冶金企业无偿提供，并倒贴一定处理费用。这些厂家因为国家环保要求深埋而要花费更高费用，所以也乐于如此。

1.2 发展状况

最早生产规模的转底炉处理冶金厂粉尘和废弃物的是美国INMETCO，由国际镍集团INCO.Ltd开发，该集团国际金属回收公司19xx年在美国宾州Eillwood城建成第一座转底炉，外径16.7米，炉底宽4.3米，主要是用来处理多种冶金厂含铁粉尘和废弃物，生产出的金属化率85～92％的金属化球团（DRI）进入埋弧电炉熔化，获得铁水和炉渣（作为副产品出售），与此同时还回收Zn、Ni、Cr等金属。已运行近30年，效益良好，成为美国中东部钢铁厂废弃物处理中心。

此外，美国MR&E公司开发的Dry-Iron转底炉工艺于19xx年4月在田纳西州的Jackson建成一座转底炉，年处理粉尘能力为20万吨，产品金属化率达90％，脱锌率达95％，同时还可脱锑、钾、钠等元素。

日本神户制钢同美国Midrex公司共同开发的Fastmet转底炉当前主要是用于处理含铁粉尘和废弃物，现在正常生产的有神户加古川1座，新日铁4座（广田1座，君津2座，光1座），详见附表。

1.3 处理流程

一般转底炉处理含金属粉尘和废弃物的流程包含以下几个系统：

（1）以转底炉为中心的主体系统，包括炉体和转动机构，以及辅助设施。

（2）热工系统，包括供热、加热、热能利用等。

（3）烟气处理系统以及后续的各种有关金属回收系统。 （4）原料贮运及上料系统。 （5）产品及副产品处理系统。 2 转底炉熔融还原技术开发

3.1 转底炉生产工艺特点

（1）以煤粉作为还原剂，仅用少量煤气，对煤的质量要求也没有回转窑法那么严格，故有利于广泛应用。

（2）主要设备为环形转底炉，与回转窑相比，该工艺设备较简单、投资省、能耗较低。

（3）对炉料的强度要求不高。因为料层很薄炉料既不受压且随炉底一起转动，炉料与炉底之间没有相对运动，操作容易。

（4）转底炉工艺可直接使用含铁废粉料（或粉矿）和粉煤，在矿石和能源上具有很好的适应性和经济性；钢铁厂尘泥的颗粒纤细，容易还原，产品的金属化率较高。可高效脱除钢铁厂粉尘中的锌，并且可以将锌回收。金属化率可达80％以上。

3.2 环境保护作用

（1）转底炉使用净化的煤气作燃料，并且炉料在炉膛内无相对运动，排出的废烟气中含尘为20-50 mg/m3，大大低于国家规定的标准：一类100 mg/m3；二类150 mg/m3。

（2）生产过程无污水和固体废弃物排放，工艺工程产生的粉尘可以全部重新利用。

（3）转底炉工艺是含碳球团的直接还原，其中煤中的硫只有极少量的通过烟气排出，大部分固结在金属化球团内。

（4）如果转底炉生产金属化球团加入高炉，代替烧结矿和球团矿，可以大大降SO2的排放，并以普通煤代替资源紧缺的焦炭，大大降低了传统高炉冶炼对环境的危害。

（5）转底炉直接还原、熔融还原工艺是国家明确鼓励支持的冶金新技术，并且对于处理钢铁厂尘泥具有较大的优势，是发展循环经济的可行的手段。

（6）转底炉工艺需要考虑的环保措施主要是控制粉尘排放，如原料处理、转运、转底炉出料过程产生的灰尘。

3.3 转底炉直接还原铁工艺的重要价值

转底炉熔融还原炼铁法和转底炉熔融还原炼铁工艺通过转底炉的快速加热将生球团还原成金属化球团，对炼钢厂的粉尘、污泥的处理、回收再利用有重要作用，金属化率70-85%，得到的金属化球团可以替代废钢用于电炉、转炉生产使用。同时回收的氧化锌、镍等有价元素也可以得到二次再利用。

20xx年我国钢产量达到6.83亿吨，而钢铁企业产生的粉尘污泥总量一般为钢产量的8%-12%。若以10%计算，我国钢铁行业每年产生的含铁尘泥约为6830万吨，其中含锌尘泥约占总尘泥量的20%-30%,按25%计算约为1707万吨。采用转底炉直接还原炼铁技术对其处理，每年可生产金属化球团4100万t、蒸汽3000万t，新增产值达550亿元/a以上。

第二篇：转底炉熔融还原炼铁可行性研究报告-印尼项目

印度尼西亚

PT. Sebuku Iron Lateritic Ores 公司

转底炉炼铁厂（年产能力10万吨铁水）

可行性研究报告

北京科技大学冶金喷枪研究中心

北京恰普科技有限公司

20xx年9月

1.总论： ........................................................................................................................................... 5

1.1前言 .................................................................................................................................... 5

1.1.1项目名称：年产10万吨生铁的转底炉及埋弧电炉工程 .......................................... 5

1.1.2项目委托单位： ............................................................................................................ 5

1.1.3编制依据 ........................................................................................................................ 5

1.2厂址概况及环境、地质条件： ........................................................................................ 6

1.2.1厂址概况 ........................................................................................................................ 6

1.2.2四周环境： .................................................................................................................... 6

1.2.3交通概况： .................................................................................................................... 6

1.2.4气象条件 ........................................................................................................................ 6

1.2.5工程地质： .................................................................................................................... 6

1.2.6水文地质 ........................................................................................................................ 6

1.3建设规模 ............................................................................................................................ 7

1.4转底炉熔融还原工艺概述 ................................................................................................ 7

1.4.1转底炉熔融还原概况 .................................................................................................... 7

1.4.2转底炉熔融还原技术的开发 ...................................................................................... 10

1.4.3转底炉预还原 .............................................................................. 错误！未定义书签。

1.4.4熔融还原及渣铁分离 .................................................................. 错误！未定义书签。

1.5项目投资概算 .................................................................................. 错误！未定义书签。

1.6本项目主要技术经济指标 .............................................................. 错误！未定义书签。

1.7印尼褐铁矿及煤样试样的实验结果 .............................................. 错误！未定义书签。

1.7.1、印尼褐铁矿的特性 ................................................................... 错误！未定义书签。

1.7.1.1 褐铁矿成分 ............................................................................. 错误！未定义书签。

1.7.1.2 与我们常用的铁矿比较 ......................................................... 错误！未定义书签。

1.7.2、印尼煤炭的特性 ....................................................................... 错误！未定义书签。

1.7.2.1 印尼煤成分 ............................................................................. 错误！未定义书签。

1.7.2.2 与我们常用的煤炭的比较 ..................................................... 错误！未定义书签。

1.7.3、含炭自还原球团的制备 ........................................................... 错误！未定义书签。

1.7.3.1 两种方法的选择： ................................................................. 错误！未定义书签。

1.7.3.2 印尼提供的矿样和煤样的粒度组成： ................................. 错误！未定义书签。

1.7.3.3 烘干实验 ................................................................................. 错误！未定义书签。

1.7.4、煤粉配比的确定 ....................................................................... 错误！未定义书签。

1.7.5、压球 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

1.7.5.1 生球的强度要求 ..................................................................... 错误！未定义书签。

1.7.5.2 影响生球强度的因素 ............................................................. 错误！未定义书签。

1.7.5.3 目前优选出的成球条件 ......................................................... 错误！未定义书签。

1.7.6、还原焙烧实验优化结果 ........................................................... 错误！未定义书签。

1.7.6.1 目标：金属化率80％以上， ................................................ 错误！未定义书签。

1.7.6.2 正交实验结果 ......................................................................... 错误！未定义书签。

1.7.6.3山西转底炉投料试验 .............................................................. 错误！未定义书签。

1.7.7、金属化球团的金相照片 ........................................................... 错误！未定义书签。

1.7.7.1 单层，金属化率80％以上。 ................................................ 错误！未定义书签。

1.7.7.2 双层下，金属化率80％以上。 ............................................ 错误！未定义书签。

1.7.8、电炉熔分实验 ........................................................................... 错误！未定义书签。

1.7.8.1 实验条件 ................................................................................. 错误！未定义书签。

1.7.8.2 铁、渣成分 ............................................................................. 错误！未定义书签。

1.7.8.3 额外的收获 ............................................................................. 错误！未定义书签。

1.7.9、结语 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

2.铁水生产新工艺 ......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1原燃料及其准备 .............................................................................. 错误！未定义书签。

2.1.1原料和燃料 .................................................................................. 错误！未定义书签。

2.1.1.1铁矿粉 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.1.2煤 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

2.1.1.3焦炭 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.1.4熔剂 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.1.5粘结剂 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2原料准备 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2.1料场 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2.2料仓 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2.3配料 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2.4混料 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2.5压球 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2.6烘干 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2.7电子称 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

2.2转底炉及其辅助设施 ...................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.1转底炉工艺计算 .......................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.2主要工艺参数 .............................................................................. 错误！未定义书签。

2.2.3炉体结构 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.3.1炉底结构及转动机构 .............................................................. 错误！未定义书签。

2.2.3.2炉膛与炉顶 .............................................................................. 错误！未定义书签。

2.2.3.3燃烧器及热风 .......................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.4热球团的运输 .............................................................................. 错误！未定义书签。

2.2.5振动给料机 .................................................................................. 错误！未定义书签。

2.2.6螺旋出料机 .................................................................................. 错误！未定义书签。

2.2.7转底炉车间布置 .......................................................................... 错误！未定义书签。

2.3埋弧电炉生产工艺设计 .................................................................. 错误！未定义书签。

2.3.1概述及工艺计算 .......................................................................... 错误！未定义书签。

2.3.2埋弧电炉主要设备和参数 .......................................................... 错误！未定义书签。

2.3.3埋弧电炉结构特点 ...................................................................... 错误！未定义书签。

2.3.4埋弧电炉的原料准备及加料 ...................................................... 错误！未定义书签。

3.检测、计量及计算机 ................................................................................. 错误！未定义书签。

3.1进出厂原料和产品的计量 .............................................................. 错误！未定义书签。

3.2配料计量 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

3.3转底炉的在线检测 .......................................................................... 错误！未定义书签。

3.3.1温度检测点 .................................................................................. 错误！未定义书签。

3.3.2压力检测点 .................................................................................. 错误！未定义书签。

3.3.3流量检测点 .................................................................................. 错误！未定义书签。

3.3.4 温度、压力检测点 ..................................................................... 错误！未定义书签。

3.3.5转速 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

3.3.6重量 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

3.4埋弧电炉工业仪表与自动检测 ...................................................... 错误！未定义书签。

3. 5计算机 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.电力............................................................................................................. 错误！未定义书签。

4.1原料系统用电 .................................................................................. 错误！未定义书签。

4.2转底炉用电 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

4.3埋弧电炉主要电气设备 .................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.1电力 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.1.1电源情况 .................................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.1.2供电电压等级 .......................................................................... 错误！未定义书签。

4.3.1.3供电设施 .................................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.1.4防雷接地 .................................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.1.5照明 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

4.3.1.6功率因数 .................................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.1.7年用电量 .................................................................................. 错误！未定义书签。

4.4其它 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

4.5全厂用电 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

5.给排水 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。

5.1水源 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

5.2供排水系统 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

6.煤气与热力系统 ......................................................................................... 错误！未定义书签。

6.1煤气平衡 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

6.2煤气净化 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

6.3主要热力设备 .................................................................................. 错误！未定义书签。

7.厂内公用及辅助设施 ................................................................................. 错误！未定义书签。

7.1化验室 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

7.2电信 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

7.3维修车间 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

7.4仓库 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

8.总图运输及平面布置 ................................................................................. 错误！未定义书签。

8.1厂区概况 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

8.2厂区平面布置 .................................................................................. 错误！未定义书签。

8.3原料及产品运输 .............................................................................. 错误！未定义书签。

9.土建............................................................................................................. 错误！未定义书签。

9.1转底炉车间厂房 .............................................................................. 错误！未定义书签。

9.2埋弧电炉车间的土建 ...................................................................... 错误！未定义书签。

9.2.1设计内容 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

9.2.2设计依据 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

9.2.3主要建、构筑物的建筑结构设计 .............................................. 错误！未定义书签。

9.3其它公用建筑 .................................................................................. 错误！未定义书签。

10.环境保护 ................................................................................................... 错误！未定义书签。

10.1概述 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 10.2环保措施和效果 ............................................................................ 错误！未定义书签。

10.3排放物指标 .................................................................................... 错误！未定义书签。

11.安全卫生 ................................................................................................... 错误！未定义书签。 11.1安全卫生及劳动保护 ............................................................................ 错误！未定义书签。

11.1.1编制依据 .................................................................................... 错误！未定义书签。 11.1.2设计采用的主要标准及规程 .................................................... 错误！未定义书签。 11.1.3主要危害因素 ............................................................................ 错误！未定义书签。 11.1.3.1生产危害因素分析 ................................................................ 错误！未定义书签。 11.1.4安全卫生设计方案 .................................................................... 错误！未定义书签。 11.1.4.1对自然危害因素的防范措施 ................................................ 错误！未定义书签。 11.1.4.2对生产危害因素的防范措施 ................................................ 错误！未定义书签。 11.1.5安全卫生的效果预测及评价 .................................................... 错误！未定义书签。 11.2消防 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 11.2.1设计依据及采用标准 ................................................................ 错误！未定义书签。 11.2.2工程的火灾危险性分析 ............................................................ 错误！未定义书签。 11.2.3防火防爆初步方案 .................................................................... 错误！未定义书签。 11.2.3.1总图运输 ................................................................................ 错误！未定义书签。 11.2.3.2生产场所的防火措施 ............................................................ 错误！未定义书签。 11.2.3.3建筑 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 11.2.3.4电气 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 11.2.3.5消防给水与排水 .................................................................... 错误！未定义书签。

12.劳动定员 ................................................................................................... 错误！未定义书签。

13.投资概算 ................................................................................................... 错误！未定义书签。

13.1概述 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 13.2编制依据 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 13.3基础数据 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 13.3.1 生产规模及产品方方案 ........................................................... 错误！未定义书签。 13.3.2 实施进度 ................................................................................... 错误！未定义书签。 13.3.3总投资估算与资金筹措 ............................................................ 错误！未定义书签。 13.3.4财务评价 .................................................................................... 错误！未定义书签。 13.3.4.1年销售收入和年销售税金及附加的估算 ............................ 错误！未定义书签。 13.3.4.2产品成本估算 ........................................................................ 错误！未定义书签。 13.3.4.3损益计算 ................................................................................ 错误！未定义书签。 13.3.5财务盈利能力分析 .................................................................... 错误！未定义书签。 13.3.6清偿能力分析 ............................................................................ 错误！未定义书签。 13.3.7 不确定分析 ............................................................................... 错误！未定义书签。 13.3.8结论 ............................................................................................ 错误！未定义书签。 13.3.9经济评价指标一览表 ................................................................ 错误！未定义书签。

1.总论：

1.1前言

1.1.1项目名称：年产10万吨生铁的转底炉及埋弧电炉工程

1.1.2项目委托单位：

PT. Sebuku Iron Lateritic Ores （PT.SILO），South of Kalimantan, Indonesia

1.1.3编制依据

技术合作合同

——PT.SILO 公司与北京恰普科技有限公司签订

1.1.4编制范围（可行性研究）

（1）在对印尼褐铁矿试验研究基础上，制定年产能力为10万吨生铁的炼铁厂可行性方案，生产工艺流程及原、燃料平衡计算。

（2）与年产10万吨级生铁相匹配的转底炉方案及基本设计参数、平面及车间布置，主要附属设备的选择。

（3）年产能力为10万吨生铁的埋弧电炉方案及基本参数、主要设备及车间布置。

（4）原料准备系统的流程、主要设备选择。

（5）全厂的总图运输，以及热力和动力系统，含水、电、煤气等供求平衡。

（6）环境保护。

（7）劳动定员。

（8）估算产品成本及建设投资及经济分析。

1.2厂址概况及环境、地质条件：

1.2.1厂址概况

1.2.2四周环境：

1.2.3交通概况：

1.2.4气象条件

1.2.5工程地质：

1.2.6水文地质

1.3建设规模

根据厂方的褐铁矿生产规模和产品要求，本项目拟建炉底总面积为368 m2的转底炉一座，年产能力为10万吨铁水的9000KVA的矿热炉两座及与转底炉配套的煤气发生炉2座。生产副产品水渣5万吨的成套设施。

1.4转底炉熔融还原工艺概述

1.4.1转底炉熔融还原概况

熔融还原技术的基本涵义是指铁矿石在高温熔融状态下被（非焦）碳还原并生成热铁水的工艺。这里有两个基本特点：其一是非焦炼铁，其二是产品为热铁水。前者区别于高炉炼铁，从而脱离了焦炭资源短缺和炼焦污染的困扰，以及高炉工艺本身某些难题；后者则区别于直接还原工艺，实现了铁和渣的分离，而不象直接还原铁（亦称金属化球团或海绵铁）将脉石和灰分一起带入炼钢过程，致使炼钢渣量加大，能耗上升和效率降低，而熔融还原的产品则是与高炉相似的热铁水。因此，一向认为熔融还原具有以下优点：

（1）、能采用廉价的原料。

（2）、能源适应性宽，可采用不同的燃料，主要是可不用焦炭。

（3）、生产过程较易控制。

（4）、对环境污染较小。

（5）、流程比较紧凑，提高生产效率。

（6）、能保证产品质量。

早期即上世纪60年代，熔融还原技术定义在狭义范围，即“熔融状态下还原率为100％的还原过程”，而且高温反应中产生的CO大部分（60～100％）要燃烧生成CO2，即“二次燃烧”，其产生的热量能直接传递到反应区，以补充高温还原所需热量。这就是所谓“一步法”，将矿粉、煤粉与氧气一同喷入运动的渣——铁熔池内，使固体碳或含碳铁滴还原FeO产生CO，在渣面上与氧燃烧并向熔池供热。但早期“一步法”工艺，如Basset法，Dored法，Jet Smelting法和E-V法等，在试验中并不成功，其原因一是在同一反应器中二次燃烧难以完成；二是在高温强氧化气氛下，耐火炉衬侵蚀严重。因此，到七十年代以后就转向“二步法”，但到八九十年代又有新的一步法工艺问世，如Hismelt法，Romelt法等。二步法将还原过程分为两步，第一步为预还原，在较低温度和固态进行，类似直接还原工艺，第二步为终还原，在高温熔融状态进行，最后获得热铁水。预还原和终还原分别在不同反应器中进行。预还原可用竖炉式反应器，其原料为块矿或球团，或用流态化反应器，其原料为粉矿，也可用其他工艺方法。终还原也有不同工艺，早期曾试验过用电能的熔融还原工艺，除用一般电弧炉（Inred法）外，还有中空电极直流电炉（Elred法）和等离子喷枪炉（Plasmamelt法），但均未形成工业化生产。其后转向煤氧熔炼工艺，如Corex法，铁浴法等。

现在发展的转底炉加电炉熔分工艺（Fastmelt）开辟了利用电能实现熔融还原的新途径，其预还原度大大高于早期工艺，其电炉（埋弧）主要起熔分铁和渣的作用，并可脱硫。

综观上述多种熔融还原工艺，不论一步法还是二步法，至今大都没有达到工业生产水准，停留在小规模试验或中试阶段，而且许多都中途而停，只有Corex形成工业生产规模，包括C－1000型年产能30～40万吨铁水，C－2000型年产能60～80万吨铁水，已分别在南非、韩国、印度等地先后建成。实际生产已超过设计水平。现已设计出C－3000型，日产铁水3000吨，即年产达100万吨级，最高达150万吨。

除Corex法外，还有几种具有发展潜力的工艺，或初步形成生产能力，或建成较大规模的中试或示范设备，主要有：

（1） Hismelt 由澳大利亚开发，已建成10万吨/年的半工业炉，正建设中的80万吨/年工业生产炉尚未正式投产。

（2） Finex 由奥钢联开发，韩国浦项于19xx年建成150吨/日的试验炉，20xx年建成60万吨/年的生产设施。

（3） Dios 日本曾投资120亿日元试验研究，并建成500吨/日是半工业试验装置，先后共8年，半工业试验于1993～96年进行，完成了半工业试验计划，但没有形成工业生产。

（4） Romelt 由前苏联莫斯科钢院和新里别茨克钢铁公司开发，在该公司建成30万吨/年的示范炉，但热工效率低，高温烟气的利用还未妥善解决，以致未能进一步发展。

（5） Ausiron 澳大利亚于20xx年在南部Whyalla建成一座2吨/日的示范炉，其工艺原理与Hismelt相近，尚待进一步开发。

（6） Tecnored 巴西开发，采用自还原球团与煤块分内外层装入竖炉，用热风及富氧进行二次燃烧，炼出热铁水，已建成15万吨/年的炉子。

（7） CCF 由荷兰的霍戈文钢铁公司以及英国钢铁公司、意大利Ilva公司合作开发，为旋风式预还原和装有煤氧枪的铁浴熔池实现终还原和熔化的工艺，于上世纪末建成一套产量为20吨/日规模的半工业试验装置，但未能发展到工业生产。

（8） 珠铁（Itmk3）——日本和美国正在开发Itmk3法，即转底炉生产铁块，但尚不成熟，北京科技大学还在研发类似的工艺。

1.4.2转底炉熔融还原技术的开发

转底炉从轧钢环形加热炉移植而来，其设备是成熟的技术。用于生产金属化球团，只是在加料、出料和燃烧热工系统作了改变。此工艺最初由美国和加拿大有关公司分别开发，后由德国德马克公司和日本神户制钢分别买得专利并继续开发，现正在国际市场上推销成套设备和技术。他们在建成小型试验转底炉基础上，分别在泰国和美国建设大型转底炉。其中，美国动力钢公司建成的年产能力为60万吨金属化球团，即50万吨铁水的转底炉系统已于19xx年4月投产，称为“动力炼铁法”，生产的DRI金属化率70～90%。此产品经埋弧电炉熔炼成铁水，供电炉热装炼钢，在170吨电弧炉中每炉加铁水65吨，

吨钢电耗降低约30%，吨钢成本降低约30美元。但由于美国钢铁工业不景气等经济以及某些技术原因，该厂曾随美国许多钢厂的倒闭而暂时停产，后来经过数次技术改造，又恢复生产。此外，美国Midrex公司与日本神户制钢等公司联合在美国建成示范工厂，进一步开发转底炉煤基熔融还原，称之谓“第三代炼铁工艺”（ITmk3）。

国外（美国、日本、德国等）采用转底炉工艺，首先将铁矿粉或含铁、炭锌粉尘与煤粉配合，制成含炭球团矿，经过干燥，装进转底炉，在高温（1350℃）下焙烧，球团矿中的炭与氧化铁反应，使球团矿金属化。然后用电炉或矿热炉作为熔分设备，使金属化球团矿里的金属与渣相分离。目前这种工艺存在两个大问题，一是耗电，每吨铁水耗电约550度。二是渣中含FeO高，致使炉衬寿命短。

北京科技大学从我国的实际情况出发，开发出转底炉熔融还原新工艺，并申请了国家专利（专利号：99105541.1）。它由转底炉和熔融造气炉两部分组成，转底炉作为预还原设备，通过它，使球团矿的金属化率达到80％以上。不经过冷却，直接加入熔分炉中，将预还原的金属化球团继续还原，并且熔化，使渣与铁分离，基本工艺与Fastmelt相同。

本工艺的特点是：对于铁矿石的品位无有严格要求，以煤作为还原剂和能源，工艺简单，造价低，投资少，符合发展中国家的国情。

本项目的工艺流程参见下图：

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