传统冶炼工艺样的液态产品，如铁水。目前，全 世界工业规模的直接还原法已有十几种，而大多数熔融还原工艺还处 于研发阶段，已商业化的只有。基于这分析，本项目采用直 接还原法。 直接还原法有气基以为还原剂和煤基以非焦煤为还 原剂两种。气基直接还原法因具有容积利用率高热效率高生产 率高等优点而成为非焦煤冶金工艺的主流技术。在所有直接还原铁 ，简称因还原失氧形成大量气孔，在显 微镜下观察形似海绵，固又称海绵铁产量中，气基直接还原占到 以上。 在所有气基工艺中，以天然气为能源的竖炉法生产的直接还 原铁占世界总产量的以上。但由于受到天然气资源的限制，我国 至今没有个竖炉法直接还原铁生产工厂，导致每年大量进口昂贵的 直接还原铁。以年为例，海绵铁进口的最高价格达到美元 吨。 本项目通过充分利用钢铁厂自产焦炉煤气和转炉煤气制备还原 气，取代天然气用于直接还原炼铁，既弥补了我国天然气资源的不足 又填补了我国气基竖炉直接还原冶金的空白。属于国家节能环保产业 科技成果转化专项重点支持领域，本项目的重心放在废弃资源综合利 用与产业化方面，完全符合国家科技产业政策和宏观经济发展要求。 非高炉炼铁技术发展动因 摆脱焦煤资源短缺对钢铁工业发展的羁绊，改变钢铁生产能源 结构。本项目所在地内地市是座矿产资源极其丰富以钢铁为主导 产业的城市，每年有近万吨炼钢除尘污泥炼钢瓦斯泥瓦斯灰 等含铁废料产生同时周边地区发达的铁矿采选工业，可提供大量的 铁精矿粉，因此项目所需原料十分充足。 改善传统钢铁生产流程，实现节能减少硫化物的排放， 适应日益提高的环境保护要求十二五行业规划中要求以节能降 耗污染治理综合利用为重点，也是本项目产生的重要原因。 解决废钢短缺，应对废钢质量不断恶化，发展电炉钢生产， 实现钢铁紧凑化流程，改善钢铁产品结构，提高钢材质量和品质 实现资源的综合利用，促进实现钢铁工业的可持续发展。非 高炉炼铁非焦炼铁是世界钢铁工业技术发展的前沿技术之，是 钢铁工业实现节能减排低碳生产和可持续发展的重要方向和 手段，十二五行业规划中要求以节能降耗污染治理综合利用 为重点，也是本项目产生的重要原因。 我国煤基直接还原技术的现状是回转窑法转底炉法隧道 窑法和竖炉法等并存，各种方法均既有优势也有劣势，谁成为未来的 主导工艺至今尚无定论，但无疑高效节能指标将成为最终决定性的因 素。所以高效节能策略不仅影响着公司当前的生存问题，更对公司未 来的发展有着深远的意义。 直接还原铁技术是成熟的，推进直接还原铁生产的发展是我国钢 铁工业发展的迫切需要。我国具备发展直接还原铁的资源技术条 件，煤制气竖炉是我国生产的主导方法，加强行业管理，建公司提出并在南非实现了工业化生产的熔融还 原尾气作为竖炉还原气的工艺，以及直接使用焦炉煤气合 成气煤制气为还原气的工艺，为天然气资源缺乏的地区以 天然气以外的能源发展气基直接还原工艺开辟了新途径。 还原气源 天然气 重整气 煤气化 焦炉煤气 其它 铁矿石 气体燃料 还原反应 渗碳反应 天然气或焦炉煤气 可选择的直接还原产品 电弧炉 还原反应 渗碳反应 图煤制气竖炉工艺原理图 气基竖炉实现了热出料热输送和热直接入电炉炼 钢技术工业化 例如开发的热气体输送印度钢铁公 司密封保温罐输送采用的德国的热输送。 的热送至冶炼车间，热装入电炉炼钢可以节约电能 钢，同时，简化了竖炉的出料系统，及出炉后的处理系统，减少 在冷却运输中的再氧化，为降低钢产品总能耗创造条件。 煤基直接还原法发展状况 主要分布在南非印度东亚南亚新西兰等地，天然气资源 有限，但有优质的铁矿资源和丰富的煤炭资源。代表工艺有法 和法。 我国从能源储量和合理利用考虑，还不能为冶金工业生产提供足 够的天然气，即使有气可用，成本也太高，生产吨直接还原铁海 绵铁，若用天然气要，天然气部分的成本就占 元若用煤气，要，煤气成本元。因此气基直接还原法 无法考虑。 目前在国内使用的工艺有隧道窑工艺回转窑工艺和倒焰窑工艺 三种，均为煤基还原法。 回转窑法 回转窑法是煤基直接还原中最主要方法。回转窑法对原燃料要求 苛刻，能耗高，运行费用高，生产稳定难度大，规模难以扩大最大 万吨年座，投资大等原因，多年来没有得到显著的发展，仅 在印度南非我国等少数国家应用。 隧道窑法在我国发展较快 隧道窑法采用铁矿粉还原煤分层装罐，还原罐在窑内加热进行 还原。技术含量相对较低，适合于小规模生产，投资小，符合民企投 资需要，近期我国已建成或正在建设的隧道有多座，设计年产能 约万吨，但由于原料产品质量成本等原因实际正常运行的不 多，产量不足万吨。隧道窑法热效率低，能耗高实物煤耗 生产周期长小时污染严重产品质量不 稳定单机产能难以扩大，不可能成为直接还原铁发展的方向。 转底炉法是煤基直接还原技术开发热点 转底炉煤基直接还原技术因采用 含铁原料与还原剂混合造球压块，还原条件好能源来源广泛对 原料的适应性强，在钢铁厂粉尘综合利用，以及复合矿利用有明显的 优势，受到人们重视。该工艺存在产品含铁品位低，含高 ，硫，难以直接用于炼钢生产，不是生产炼钢 的方法，产品用于高炉炼铁的经济合理性还有待生产的验证设 备运转部件多，运行维护难度大生产的稳定性还有待生产的证实等 原因，不是发展的主导方向。 流化床法的发展受挫 流化床法采用粉状原料铁矿粉单体颗粒在高温还原气流中还 原，粉矿不必造块还原速度快，从机理上是气基法中最合理的工艺， 因而在直接还原发展中倍受关注。生产实践中，因物料流化所需要气 流量远大于还原所需气量，还原气次通过利用率低，循环消耗能量 高产品还原程度不均匀失流粘结及生产稳定等问题至今未 得到有效解决，造成世界已建成的多个流化床直接还原装置法中只有 法和法在生产，但产量仅占生产能力的左右， 年流化床法的产量仅占世界总产量的。 熔融还原法发展现状 按其能源可分为氧煤工艺电煤工艺按其还原反应完成的过 程可分为步法铁矿物在个反应器中完成还原及熔化全过程 二步法铁矿物在个反应器中预还原后，在另个反应器中进行终 还原和熔化，按其终还原反应器的形式可分为铁浴法填充床法 残焦沸腾床法等。至今，世界只有二步法的 实现了工业化生产，且仅有五套熔融还原装置在运行。 实现了工业化生产 奥钢联开发的工艺是第个实现工业化生产的熔融还原 工艺年月投产。目前，全世界有台南非台， 韩国台，印度两台，中国台装置 在运行中。 第章企业概况 内地粉末冶金有限公司成立于年月，期投资万 元人民币，注册资金万元，公司位于内地市高新技术产业园区高 梁坪园。公司是家拥有核心自主知识产权，致力于钢铁冶金资源与 环境资源高效开发与综合利用工业固体废弃物的国家级创新型技术 企业。 年，公司雾化铁粉生产线建成投产后，成功开发了粉末冶金 用雾化铁粉系列产品，投放市场后，很快得到用户认可近几年， 公司把握住钛白粉行业飞速发展，化工还原剂铁粉需求大增的契机， 开发出还原用铁粉系列产品，产品上市后，以其优良的品质和服务赢 得客户信赖，年公司销售收入万元，实现快速增长。该 系列产品产销规模已居国内行业前列。 公司以人才为企业发展动力，在以金克和等高工的带领下，以创 新为指引，打造了支具有创新意识强技术过硬职业素养高的人 才队伍。公司现有专业化的经验丰富的研发技术人才共人，占 公司总人数的。公司同时配备了市场开发试验生产工艺技术人 员和熟练的技术生产工人队伍，为新项目的顺利实施提供了充足的人 力资源保障。 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传, 年公司成立了技术中心，相关专业技术人员和设施设备齐 全，中心各项经费由公司研发费专项列支。年月，公司与东 北工业大学四川龙蟒矿冶公司等院校和企业达成产学研合作共识， 在煤基竖炉直接还原技术钒钛资源综合开发利用研究等技术领域开 展合作，极力促成产学研体化系统。 公司深知质量是企业产品的命脉，公司投入大量资金和人力保障 质量。首先，对产品生产线和各个工艺环节进行严格把关，科学的建 立全面质量管理体系其次，公司还从质量和管理等制度上做到规范 合理，公司制定了质量方针目标，建立质量管理体系，并制订了公 司质量手册第三，落实全面质量管理体系，确保产品生产质量 合格率为出厂批量检验合格率为不合格产品不得入库。 公司未来发展以高精尖为原则，以高效节能为方向，以 持续创新为手段，不断提高公司的技术开发和生产管理水平，将公司 建设成为中国直接还原铁生产领域技术流和规模领先的知名企业。 第二章国内外技术现状及技术比较优势 项目背景及概况 项目背景 项目起源于焦煤冶金的固有缺陷优质钢市场需求强劲废钢严 重短缺以及我国天然气资源不足的现实。 自从年英国人亚德尔比发明了煤炭炼焦的方法，采用焦 炭的冶炼方法已经取得巨大进步，提供的金属材料品种齐全质量优 良数量巨大，为人类进步做出了巨大贡献。然而，随着全球环境和 资源压力的日益增大，传统工艺的弊端日益突出，体现在严重依赖 于焦煤冶金反应重复进行优质钢生产严重受限对复杂的多金属 矿处理显得无能为力工厂生产规模大工艺环节多需要巨额投资 焦化烧结高炉等铁前系统产生的大量烟气粉尘及水污