先进钢铁流程及材料国家重点实验室中试基地项目投资立项备案核准融资贷款申报资料

但由于该项技术在开发阶段完全依靠政府财政支持，企业界受当时经济条件的限制，认为投资风险较大，未作为投资主体全面介入。

因此，当时建设的半工业试验装置规模偏小，功能不配套，试验设备简单，些关键设备的可靠性较差，试验中由于非技术原因而中断运行的现象比较普遍。

又由于没有后续资金支持，深入开发工作被迫中止，造成我国该项重要技术的产业化进程拖后，丧失了与国外技术同步开发的良好机会，拉大了与国外同类技术的差距，与我国目前钢铁大国的地位很不相称。

先进钢铁流程及材料国家重点实验室认真总结了九五攀登计划项目的经验教训，进步完善了工艺方案，在实验室对关键的技术难点进行了基础性研究。

但如果没有中试基地，进步做放大的半工业试验，就很难将实现工程化和产业化。

只有建立中试基地，集中科研院所和企业的人力物力和技术和软硬件资源，充分发挥各自的优势，建立产学研结合的研发队伍，以企业创新为主体，共同开发我国自主知识产权的熔融还原工艺，才能使实验室的成果真正实现工程化和产业化。

最终实现熔融还原工艺替代传统的高炉炼铁工艺，取消焦化和烧结工序，缩短和简化工艺流程，大幅度降低能耗和减少污染物的排放。

并实现集成创新，促进钢厂生产流程的整体结构优化，提升钢铁行业自主研发能力和技术创新能力。

通过中试基地的建设和技术辐射，起到以点带面的作用，加速世纪我国自主知识产权的熔融还原炼铁新工艺的推广应用，实现钢铁行业可持续发展，为实现十五节能减排目标和年我国实现人均翻两番提供支撑条件。

第二章技术现状和发展趋势国家开发熔融还原的历史和现状分析上世纪年代，德国日本美国澳大利亚荷兰奥地利以及前苏联等国为谋求技术垄断地位，抢占世纪钢铁工业技术制高点，相继投入大量人力物力和财力，在国际上掀起开发煤基熔融还原炼铁新工艺的浪潮。

工业化的工艺迄今为止，可以商业化生产的熔融还原只有，上世纪年代末形成该工艺的概念流程，由德国公司和奥钢联合作开发，年在德国克尔建成了年产万吨铁水的半工业性试验装置即法，先后进行了小时的各种试验，证明了工艺的可行性。

年月与南非依斯科尔公司签约决定在厂建造座型的装置，年产铁水万吨，年月日正式投产。

这是世界上第套熔融还原生产装置。

经过约年半实践，生产渐趋稳定，从年月起已经可以高于设计能力稳定地运行。

接着这技术在世界上进步推广第二套型装置见图和图于年月在韩国浦项建成投产第三套型于年月在南非萨尔达纳建成投产第四第五套型分别于年月和年月在印度京德尔公司建成投产。

目前，除了第套因原料运输成本过高而关闭外，其余套型装置都在生产运行中。

年宝钢向奥钢联引进技术并进步扩容为，将其设计产能从万吨扩大到万吨年，计划年月出铁，这将是世界上第座大型的炼铁炉。

技术发展至今移植大型高炉的成熟技术逐渐增多，如耐材配置冷却装置局部的炉型布料方式等使其生产的稳定性大为提高，炉龄也有明显延长，产能进步扩大，技术正逐步走向成熟进入示范性工厂试验的和技术图熔融还原工艺流程图外景现在正在进行商业示范性规模生产的有家澳大利亚的见图和韩国浦项见图和图。

是年由公司和公司合作，在德国的用吨的底吹氧气转炉成功地试验了技术。

在此基础上年开发出了卧式熔融还原炉简写，仍在德国建成并投入小型试验。

年公司退出后，年公司与公司合作共同开发此项技术，在年耗资亿美圆在澳大利亚建设万吨年的卧式熔融还原炉并于年生产出第炉铁水。

年公司和公司合并，组建了集团公司，于年年以炉缸直径的竖式熔融还原炉取代了卧式炉，经历了天各种各样的试验，其中最长的连续运行时间为天，先后共生产铁水万多吨，为技术的发展奠定了基础。

年由有限公司澳大利亚有限公司日本三菱钢煤耗，按同口径算法推算出工业化后所能达到的综合煤耗水平为，低于当时同等规模的各种熔融还原工艺的能耗指标终还原炉炉衬平均侵蚀速度最低侵蚀速度，比日本法和美国法的终还原炉炉衬侵蚀速度明显降低，有利于实现工业化终还原正常煤气成分和变化规律基本满足预还原要求，解决煤氧枪在渣焦床中大量喷煤的关键技术，累计喷煤吨，安全可靠进行了全煤炼铁试验，试验证明在维持定的渣焦床可以稳定运行正常冶炼条件下，铁水可以满足质量要求。

虽然由于资金的问题，没能进步进行工业化试验，但通过两次半工业试验，初步证明了该工艺技术路线是合理的，在许多方面优于等工艺，预示了实现工业化的可能性。

试验中存在的问题，主要来自设备的选型不尽合理，如除尘器的除尘效率低，造成粉尘堵塞管道等。

这些问题都是在今后的工业化试验中能够克服解决的。

我国经过多年的开发研究，培养了批熔融还原的专门人才，积累了丰富的实践经验，为今后的工业化试验奠定了扎实的基础。

国内外技术发展趋势从国外已经商业化的熔融还原技术和正在向商业化靠近的熔融还原技术的发展趋势看，有以下特点值得关注副产煤气的高效利用熔融还原过程副产煤气如何高效利用成为其经济上能否具有竞争力的关键。

根据传统高炉炼铁系统与熔融还原炼铁系统次能耗对比发现，单位铁水的能耗分别为和，意味着过程副产煤气比传统高炉煤气载能高出相当于公斤标煤吨铁。

这部分高出的能量不能被充分利用，很难替代高炉，也很难在经济上站住脚。

目前比较简单的方法是直接用于燃气发电，从副产煤气使用的经济性看，直接用于发电似乎不是最佳使用方法。

直接使用粉矿技术积极开展直接用粉矿进行熔融还原的尝试。

炼铁过程直接使用粉矿或部分使用粉矿，并逐步取消烧结或球团过程，是炼铁界长期梦寐以求的目标。

韩国在引进奥钢联技术的基础上，推出技术。

它是利用过程副产煤气对部分粉矿进行预还原，得到定金属化率的海绵铁粉，经热压块后，再返回送入的熔融气化炉中。

韩国浦项先后在吨天和吨天规模的试验装置上进行了热态试验，并在原有装置的旁边，建设了万吨年的装置。

但这是种中间环节造块的方式，难度更大。

因为预还原矿的温度在度以上，势必造成运行成本更高，设备耐热性和耐磨性要求也非常高。

利用热风替代纯氧，降低炼铁成本利用热风替代纯氧如技术，降低生产成本。

如前所述，用纯氧进行熔融还原炼铁时，必须解决副产高热值煤气的高效利用。

但利用热风代替纯氧必须走步法还原的路子，因为，用热风代替纯氧使煤气的化学能和还原势很低，使预热还原的效率很低。

而且煤气的热值也很低，二次利用较为困难。

直接还原铁接熔分炉的工艺技术年日本新日铁建成世界第套商业化转底炉生产线，生产直接还原铁，每年可回收万吨轧钢铁皮转炉尘泥等钢厂废弃物，还可以用来回收含锌粉尘，变废为宝。

它是将含铁废料粉碎后与煤粉或焦粉粘结剂等混合制成生球，进入转底炉，也可直接将含铁粉料和煤粉混合后直接进入转底炉，在温度下发生铁氧化物的快速还原，得到海绵铁。

据报道，转底炉流程的能耗按吨铁水折算为，比目前高炉铁水的能耗低，生产过程排放的约吨铁水，也比高炉指标吨铁水先进。

国外开发这项技术的初衷是解决含铁废料的回收，如作为钢铁大生产中的关键生产设备，其经济性和技术可行性仍有待观察。

在开发熔融还原的过程中，我们应密切关注国外的熔融还原发展动向和趋势，认真加以总结，汲取经验和教训，逐渐完善我们自己的工艺流程，加快开发步伐，尽快缩小与国外的差距，使我国自主知识产权的熔融还原工艺实现产业化。

第三章中试基地主要方向任务与目标中试基地的主要发展方向中试基地的建设将紧密配合钢铁工业可持续发展的需求，通过产学研相结合的方式，整合熔融还原炼铁新工艺和节能减排新技术开发力量的优化，加强组织协调，充分发挥企业科研院所的各自优势，以项目为纽带，各尽所能各用所长分工协作，打造国际流的熔融还原新工艺和节能减排技术的开发平台和工程化试验环境，支持钢铁生产流程的简化与高效运行节能减排和优化控制，为提升钢铁企业的国际竞争能力而努力。

中试基地在突破冶金关键共性技术研究开发熔融还原新工艺和节能减排技术的同时，将注重人才的培养与流通，培养造就批具有创新能力的开发人才，特别是高层冶金新工艺和节能减排技术的开发和工程化人才，为我国冶金行业培养批创新能力突出的高层次人才创造良好的环境，形成国际流结构合理的创新团队。

中试基地将建立长效发展机制，努力建立熔融还原新工艺节能减排技术的研发实施和推广体系，成为熔融还原炼铁新工艺和节能减排技术应用研究成果向工程技术转化的有效渠道产业技术自主创新的重要源头和提升企业创新能力的支撑平台。

中试基地的主要功能与任务熔融还原炼铁新工艺冶金渣干法粒化与余热回收高效长寿集约型新式冶金煤气干法除尘技术等已被列为国家科技部重点支撑计划项目的重大课题。

这些课题的研究与开发对于我国钢铁生产节约焦煤资源降低能耗和减少新水消耗都具有重大的现实和长远意义。

中试基地将采用集成式设计和建设方案，在条半工业试验线上，同时可以开发多项冶金新工艺和新技术，实现试验装置的多功能化。

拟建的中试基地将主要具有如下功能开发高效二步熔融还原非焦煤炼铁新工艺，验证该工艺的技术经济可行性开发高效纯氧步熔融还原炼铁新工艺，验证该工艺的技术经济的可行性开发冶金渣干法粒化与余热回收技术，实现工程化开发高效长寿集约型新式冶金煤气干法除尘技术，实现工程化。

通过开发熔融还原炼铁新工艺和关键的节能减排技术，为提高钢铁生产资源利用效率和降低污染排放提供技术支撑，解决钢铁行业资源能源消耗高污染重等突出问题。

中试基地主要技术突破方向纯氧非焦煤二步熔融还原炼铁新工艺竖炉预还原工艺与装备的开发熔融气化终还原工艺与技术装备的开发纯氧大喷煤长寿氧煤抢的开发预还原与终还原炉连接系统的开发纯氧非焦煤步熔融还原炼铁新工艺步熔融还原炉本体合理炉型设计与制造技术的开发炉顶煤气脱除与加热技术和装备的开发炉顶煤气循环与喷吹技术与设备的开发熔融还原炉渣的干法粒化与余热回收低动力消耗的炉渣干法粒化的工艺与装备的开发高效换热技术与设备的开发炉渣余热利用技术的开发熔融还原煤气新型干法除尘技术新型干法除尘器的材质与结构形式熔融还原煤气的温度调控技术干法除尘的反吹破损检测和控制技术中试基地的近期和中期目标十五期间中试基地的建设以纯氧非焦煤熔融还原炼铁新工艺的半工业试验装置为纽带，将在半工业试验线中融入冶金渣干法粒化与余热回收高效长寿集约型新式冶金煤气干法除尘技术。

建成条每小时产吨铁水的熔融还原半工业试验线，打通工