ITmk3非高炉炼铁新技术.docx

浅析ITMK3非高炉炼铁新技术作者：王辉 单位：吉林省机电研究设计院路立娜 单位：吉林建筑工程学院建筑装饰学院 摘要ITMK3 非高炉炼铁新技术是以粉矿、粉煤为原料直接生产出将渣分离的“粒铁”的工艺 关键词ITMK3、非高炉炼铁一、 ITMK3法由来 目前国际上熔炼方法和工艺十分繁多，但大体分为高炉炼铁和非高炉炼铁两大类•高炉炼铁法该工艺历史悠久且现仍为我国炼铁主流工艺方法，但其流程复杂、能耗高、环境污染严重、投资大 有统计资料数据表明高炉熔炼就其炼焦和烧结两部分附属工艺产生的粉 尘：1.2g/t;S0 :1.4g/t;N0 :l.lg/t废水排放污染物成 分中耗氧：29.98 g/t;酚：602g/t;氰：120g/t;2X氨：15g/t一台50万吨产量的高炉其总能耗达20.81GJ, CO排放量达2208kg2•非高炉炼铁法指高炉炼铁法之外的炼铁方法包括直接还原炼铁,熔融还原炼铁,粒铁法,电炉炼铁等非高炉 炼铁法都具有以下优点：不用焦炭,可取消焦炉、烧结等传统高炉炼铁工序,能大大减少环境污染；节 能效果好；还原铁中含硫、磷少,可直接入电炉精炼• ITMK3 非高炉炼铁新技术上世纪九十年代中后期，日本神户制钢公司与美国米德兰(Midrex)公司［2］联合开发转底炉直接还原工 艺(Fastmet)并取得突破性进展，使金属化球团(直接还原铁，DRI，海绵铁)在转底炉中还原时熔化，生 成铁块(Nuggets)，同时脉石也熔化，形成渣铁分离。

此法解脱了DRI对原料品位的苛求，能用铁矿为电炉 提供优质铁料此法因意义重大，被命名为“第三代炼铁法”(Iron Technology Mark III,简称ITMK3) 高炉炼铁法被称为第一代炼铁法，产品属高碳液态铁水；直接还原法被称为第二代炼铁法，产品属低碳 固态铁；第三代炼铁法的产品介于二者之间，属中碳准熔化(或半熔)状态二、 技术核心• ITMK3 炼铁法工艺原理CO2+C=2CO ( 2)Fe (s ) =Fe (l)(熔融) (4)在1350T450C下，将含炭复合球团矿加热后在10分钟内完成以下反应，并使渣铁完全分离：• ITMK3炼铁法生产流程图矿石癌療f还原剂： 拂耗煤炭1—*粉碎—H混合T造粒—►干燥—►冶炼转底炉T“磁诜7粒铁111f精铁粉除尘粘结剂提纯燃气渣料FexOy + yCO = xFe + yCO2 (1)C (s ) =C (渗炭) 2 (3)• ITMK3 炼铁法工艺流程图精熔加工三、比较优势目前较成功并已投入或即将投入工业化生产的有COREX法、Hismelt法和ITMK3法等COREX法属熔 融还原法；Hismelt法属气基直接还原冶炼法；ITMK3法属煤基直接还原冶炼法。

COREX法采用竖炉两步还原方法生产过程中由于煤气中N含量低，故燃烧烟气中NO排放浓度比高 2X炉低20〜30%；因无烧结和炼焦工序且无高炉热风炉，其吨铁CO排放量较高炉工艺少30〜50%, SO等气22态污染物总量也比高炉工艺低得多，输出煤气的H S 一般＜0.01%,全部硫分的90%左右以CaS和MgS等2形式进入炉渣和煤气洗涤水中；煤气中的高分子碳氢化合物全部裂解成CO和H，粗煤气中CH含量1〜24 2%；能耗比高炉工艺低 12%左右Hismelt法使用粉矿和煤粉，向铁浴炉熔池中喷入煤粉，在其顶部吹入1200°C富氧热风，使炉内煤 气二次燃烧满足熔池反应需要，终还原炉产生的还原性气体作为还原剂进入预还原系统，循环使用能源ITMK3 法为转底炉流程，使用铁碳复合技术其特点是在高温状态下在转底炉中实现铁矿固态还原， 最终获得粒铁产品产品成本价格85〜90美元/to 50万吨ITMK3与50万吨高炉熔炼相比，前者能耗 17.89GJ, CO2排放量1465kg，后者能耗20.81GJ，CO?排放量2208kg可以看出ITMK3比高炉节能14% 左右、排废（CO?）少33%左右ITMK3 法与前两种非高炉炼铁法相比较其共同特点是不需炼焦炉和烧结工艺过程，可实现节能减排， 粒铁产品具有与高炉生铁同等的品质。

但COREX法和Hismelt法在生产过程中需要大量天然气，对入炉 矿石粒径有较严格要求，所以受地区资源限制而 ITMK3 法可以利用种类广泛的矿粉原料与煤炭，受选 址限制少需要原料矿石条件TFe＞65%，煤炭：固定碳＞65%，挥发分＜30%，灰分＜15%即可ITMK3法 熔炼还原时间短，在12min内可以完成，因而设备的起动、停止、产量调整等易实现四、发展前景ITMK3法不用焦炭和块矿，可用普通煤和低品位矿等高炉不便应用的劣质原料，且工艺设备简单，因 此灵活性大而投资低，符合合理利用资源和环境友好的战略方针，预计今后将很快应用，发展前景广阔 结论及建议• ITMK3即第三代炼铁法，是一项较新的煤基炼铁工艺，已取得实质性成果，引起世界钢铁界关注， 有望获得推广•转底炉的单位投资低于其它炼铁工艺• ITMK3 法的单位能耗比高炉法节约 30〜35％• ITMK3法的吨铁C0排放量、粉尘、SOx及Nox均比高炉炼铁法低得多•此工艺符合我国资2源能源实际，有可能使我国走出几十年来直接还原的困境，且此法完全不用焦 炭，实现以煤代焦，也不需烧结和焙烧球团，对节约焦煤资源和改善环境都有利，建议大力发展。

参考文献表[1] “无高炉炼铁”：远非一项新技术那么简单新华每日电讯 2007 10[2] Takuya Negami， ITMK3 - Premium Ironmaking Process for the New Millennium MIDREX 1ST QUARTER 2001 7。