焦炭还原炼铁

探访我国非高炉炼铁工艺装置“欧冶炉”

陈佰军说，“欧冶炉”每天可以生产4000多吨铁水，产量比以前增加了近1000吨，不但节能降本，而且在技术创新、智慧冶炼方面取得了超前的成效“欧冶炉”的技术团队平均年龄在34岁，以前炉前工要求的是经验和体力，而现在要求的是必须具备一定的专业知识和操作技能炉前工已经不是原先人们印象中的黑、笨、粗” 记者了解到，“欧冶炉”熔融还原炼铁时，动力煤使用比例达到了60%以上，冶金焦炭使用量不到传统高炉的1/3，突破了传统高炉炼铁对稀缺优质焦煤资源的依赖，而新疆具备动力煤资源的优势，因此“欧冶炉”在新疆更具成本优势。

酒钢王明华团队煤基氢冶金理论研究获重大进展

在这个发现的基础上，王明华提出了煤基氢冶金理论 王明华认为，在上述实验过程中，从煤的充分热解中先行得到H，以H还原铁氧化物产生的HO做气化剂气化C再得到H，这一系列过程则能够产生足够多的H实现氢冶金过程同时，煤的充分热解过程则通过目前成熟的铁矿石碳冶金直接还原产业化装置，就可以实现与铁矿石冶金还原过程在热态下的高度集成 现代以高炉为核心的“铁烧焦”炼铁主流工艺，本质上是典型的碳冶金工艺，即使用的还原剂和燃料是冶金焦炭。

酒钢王明华团队煤基氢冶金理论研究获重大进展

在这个发现的基础上，王明华提出了煤基氢冶金理论 王明华认为，在上述实验过程中，从煤的充分热解中先行得到H，以H还原铁氧化物产生的HO做气化剂气化C再得到H，这一系列过程则能够产生足够多的H实现氢冶金过程同时，煤的充分热解过程则通过目前成熟的铁矿石碳冶金直接还原产业化装置，就可以实现与铁矿石冶金还原过程在热态下的高度集成 现代以高炉为核心的“铁烧焦”炼铁主流工艺，本质上是典型的碳冶金工艺，即使用的还原剂和燃料是冶金焦炭。

酒钢王明华团队煤基氢冶金理论研究获得重大进展

在这个发现的基础上，王明华提出了煤基氢冶金理论 王明华认为，在上述实验过程中，从煤的充分热解中先行得到H2，以H2还原铁氧化物产生的H2O做气化剂气化C再得到H2，这一系列过程能够产生足够多的H2实现氢冶金过程同时，煤的充分热解过程通过目前成熟的铁矿石碳冶金直接还原产业化装置，就可以实现与铁矿石冶金还原过程在热态下的高度集成现代以高炉为核心的“铁烧焦”炼铁主流工艺，本质上是典型的碳冶金工艺，即使用的还原剂和燃料是冶金焦炭。

酒钢王明华团队煤基氢冶金理论研究获得重大进展

在这个发现的基础上，王明华提出了煤基氢冶金理论 王明华认为，在上述实验过程中，从煤的充分热解中先行得到H2，以H2还原铁氧化物产生的H2O做气化剂气化C再得到H2，这一系列过程能够产生足够多的H2实现氢冶金过程同时，煤的充分热解过程通过目前成熟的铁矿石碳冶金直接还原产业化装置，就可以实现与铁矿石冶金还原过程在热态下的高度集成现代以高炉为核心的“铁烧焦”炼铁主流工艺，本质上是典型的碳冶金工艺，即使用的还原剂和燃料是冶金焦炭。

酒钢王明华团队煤基氢冶金理论研究获重大进展

在这个发现的基础上，王明华提出了煤基氢冶金理论 王明华认为，在上述实验过程中，从煤的充分热解中先行得到H2，以H2还原铁氧化物产生的H2O做气化剂气化C再得到H2，这一系列过程则能够产生足够多的H2实现氢冶金过程同时，煤的充分热解过程则通过目前成熟的铁矿石碳冶金直接还原产业化装置，就可以实现与铁矿石冶金还原过程在热态下的高度集成 现代以高炉为核心的“铁烧焦”炼铁主流工艺，本质上是典型的碳冶金工艺，即使用的还原剂和燃料是冶金焦炭。

低焦比高炉炼铁新工艺

虽然熔融还原技术的开发是以无焦炼铁为目标，但目前唯一实现工业化的COREX熔融还原炼铁工艺仍没有完全摆脱冶金焦的使用，并且随着产能的增加，其对焦炭的依赖程度增加 为强化高炉的冶炼强度，提高铁水产量，大型高炉通常都采用精料、高风温、富氧喷吹等手段，并配合以布料为核心的上部调节和与鼓风喷吹为主的下部调剂，使高炉达到顺行、高产、高效、优质的效果，从而降低铁水成本。

焦炭基础知识

铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小，具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点 冶金焦：是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦 四、焦炭用途 焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。

贾建军：神木兰炭，钢铁冶炼节焦降耗新原料

目前，神木兰炭改性试验正在进行工业化生产应用；神木兰炭替代小块冶金焦炼铁应用，在河北敬业集团第一炼铁厂580立方米高炉上试用了3000吨兰炭，使用效果良好，该厂下一步计划将予以大量应用鞍山热能院孟庆波副院长指出：日本新日铁公司（NEDO）开发的铁焦生产技术，将铁焦与矿石混合装入高炉，促进还原反应其铁焦的使用量相当于普通高炉内碳素溶解吸热反应所需焦炭的1/3高炉内的透气性由普通焦炭来保证，而超高反应性的铁焦分担了高炉内还原气体的功能。

河北敬业集团第一炼铁厂使用兰炭块实践

加入焦丁或兰炭与铁矿石混装的方式应用于高炉炼铁是可行的，加入焦丁或兰炭后可以提高高炉的透气性和透液性，提高CO的利用率；有效地保护入炉大块焦，减少大块焦炭过早参与碳溶反应，使其充分发挥骨架作用；可以降低焦比、燃料比，减少优质炼焦煤的消耗，提高企业经济效益 二、配加兰炭的机理 兰炭的反应性很高，碳熔反应起始温度和剧烈反应温度远低于冶金焦，将兰炭与高炉原料混装入炉，兰炭与高炉煤气首先进行熔损反应，对大块冶金焦起到保护作用，使大块冶金焦能充分发挥骨架作用，可以减少大块焦的使用量，进而降低焦比，同时可以提高块状带的间接还原反应，使铁矿石预热还原率提高，减少直接还原反应，有效地保护了大块冶金焦。

钢铁冶炼节焦降耗新产品--神木兰炭

目前，神木兰炭改性试验正在进行工业化生产应用；神木兰炭替代小块冶金焦炼铁应用，在河北敬业集团第一炼铁厂580立方米高炉上试用了3000吨兰炭，使用效果良好，下一步该厂将大量应用，正与神木兰炭企业洽谈中中国炼焦行业协会孟庆波副秘书长指出：日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）开发的铁焦生产技术，将铁焦与矿石混合装入高炉，促进还原反应并认为铁焦的使用量相当于普通高炉内碳素溶解吸热反应所需焦炭的1/3。

焦炭用途

焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。

节省能源、无需焦炭的非高炉炼铁技术，吸引了众多中国政商要人

中国钢研科技集团公司先进钢铁流程及材料国家重点实验室郭培民教授介绍，经过数百年发展，现代高炉炼铁工艺已经相当成熟，但流程复杂、能耗高、环境污染严重和投资巨大这些高炉炼铁与生俱来的问题仍未解决 更关键的是，高炉炼铁对冶金焦炭依赖性太强，从目前已探明世界煤炭储量中，焦煤仅占5%，且分布很不均匀，正是这个资源限制，催生了无高炉炼铁技术 北京科技大学冶金与生态工程学院副院长张建良教授介绍说，目前的无高炉炼铁主要有两种方法，即直接还原法和熔融还原法，世界上已经基本成熟的三大非高炉炼铁技术，分别是奥钢联的COREX、韩国浦项的INEX、力拓矿业的HIsmelt，都采用熔融还原法。

炼焦用煤质量要求

焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石，提供热能和支撑炉料，保持炉料透气性能良好的作用因此，炼焦用煤的质量要求，是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的国家对冶金焦用煤有专门的质量标准，如下： 肥煤、气煤 灰份 1-13级（不大于5.5%为一级，每增加0.5%提高一级，到13） 硫份 1组不大于0.5% 2组 0.51-1% 3组1.01-1.5 水分 1号不大于0.9% 2号 9.0-10% 3号10.0-12.0 焦煤、瘦煤 灰份 级别为11.5% 硫份 1组不大于0.5% 2组 0.51-1% 3组1.01-1.5 水分 1号不大于0.9% 2号 9.0-10% 3号10.0-12.0 。

炼焦用煤质量要求

焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石，提供热能和支撑炉料，保持炉料透气性能良好的作用因此，炼焦用煤的质量要求，是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的国家对冶金焦用煤有专门的质量标准，如下： 肥煤、气煤 灰份 1-13级（不大于5.5%为一级，每增加0.5%提高一级，到13） 硫份 1组不大于0.5% 2组 0.51-1% 3组1.01-1.5 水分 1号不大于0.9% 2号 9.0-10% 3号10.0-12.0 焦煤、瘦煤 灰份 级别为11.5% 硫份 1组不大于0.5% 2组 0.51-1% 3组1.01-1.5 水分 1号不大于0.9% 2号 9.0-10% 3号10.0-12.0 。

质检总局：冶炼用煤产品实物质量合格率为93.8%

国家质检总局日前对冶炼用煤产品进行的质量监督抽查显示，产品实物质量合格率为９３．８％ 冶炼用煤包括冶金焦用煤和高炉喷吹用煤冶金焦用煤主要用来生产炼铁、炼钢的还原剂——焦炭高炉喷吹用煤是从更新生产工艺、降低成本和能耗出发，直接作为还原剂生产钢铁的部分烟煤和无烟煤。

攀钢研发的首套国产焦炭自动采样制样系统亮相

同时，在焦炭粒度样制取方面，还具有修订相关国家标准的潜在价值开发的多粒级筛分称量机具有不卡筛、无残留、筛透性好、筛分效率高的优点，取得了国家专利 冶金焦炭作为炼铁厂高炉炉料的发热剂、还原剂和料柱骨架，在高炉冶炼过程中起着至关重要的作用，其质量的变化是调剂高炉操作的重要依据而在目前以及将来很长的时期内，因炼焦煤资源的紧缺和质量波动而带来的焦炭质量变化是不可避免的，如一旦出现重大的焦炭质量事故，其经济损失难以估量。

唐山国家钢铁材料产业化基地又取得两项国际先进科研项目

投入使用后可使唐山钢铁生产水平得到进一步的提升 “冶金焦高温强度及其在高炉喷煤中的应用”项目，以焦炭高温抗压强度与高炉喷煤的相互影响为主导，实测焦炭反应后的高温抗压强度，系统研究了焦炭在高炉内的真实强度与煤比的关系从而提出进一步提高高炉炼铁煤比的措施成果在唐山推广后预计可提高煤比20 kg，为企业每年带来约3亿元的经济效益 “唐山地区引进熔融还原技术可行性研究”项目，针对国外熔融还原生产能耗过高的问题，结合唐山市具体环境对熔融还原的技术和经济条件进行系统的研究和优化，阐明了我国在煤炭资源方面的优势及其在降低熔融还原能耗方面的作用，提出了唐山引进熔融还原技术的策略，证明了熔融还原生产在环境保护、钢铁工业能源结构改善和经济效益提升等方面的作用。