三、转底炉的能耗与节能 表4日钢转底炉工艺能耗分析
项目 海砂矿 高炉灰 粘结剂 单位产品消耗 1.35t 0.241t 0.104t 折标系 数 折合标煤 kgce/t 合计 kgce/t
日钢20万吨/年转底炉处理钢厂固体 废弃物的生产实践与分析
2011.9.8
一、转底炉的工艺特点和功能 1.1转底炉的工艺特点 （1） 以煤粉作为还原剂, 使用一部分煤气, 对煤的质量要求没 有回转窑法那么严格, 故有利于广泛应用。 （2）与回转窑相比,环形转底炉工艺产能大，设备较简单、投 资省、能耗成本较低。 （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,炉料与炉底之间无相对运动,可用含碳球团。 （4）炉料在转底炉内停留时间短(约20min) ,操作容易。 （5）转底炉法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。金属化率可达7090%。
废烟气
预热器预热 助燃空气 热风
除 尘 器
含锌 粉尘
商品 出售
生球干燥
高温烟气
转底炉 加热、还原
天然气
冷
却
DR I
1.日钢转底炉工艺流程
表1
名称 转炉泥 瓦斯泥 氧化铁红 氧化铁皮 TFe 54.51 30.29 69.8 68.0 FeO 38.43 8.52 0.19 0.13 Fe2O3 35.17 33.8 99.5 97.0 SiO2 3.7 6.67
混合料化学成分，%
SiO2 4.69 Al2O3 1.70 MgO 0.60 S P Zn C 21.52 0.68 0.075 0.83
混合料中的碳含量足以满足转底炉还原的要求（C/O>1.2），造球时无需再配 碳，只需加少量添加剂，
表3
TFe 45.07 FeO 9.08 Fe2O3 53.47 CaO 6.57 SiO2 5.22
日钢转底炉设计生产处理能力为20万t/a，一期
建设两座，项目于2009年11月在日照钢铁集团开
工建设，2010年4月开始进行点火热试，目前已
经取得了阶段性成果，各项生产参数已接近或达
到设计目标。该转底炉从工艺到设备完全由钢铁
研究总院设计完成，具备完全知识产权。
钢厂固废 废烟气
还原剂
干
燥
粘结剂
混料、压球
原料化学成分，%
CaO 12.9 3.31 Al2O3 0.8 2.5 MgO 5.3 0.85 S 0.058 1.04 P <0.1 <0.1 Zn 0.12 1.27 C 1.55 33.27
按瓦斯泥：转炉泥：氧化铁红：氧化铁皮＝60：10：25：5的比例混合
表2
名称 混合料 TFe 47.78 FeO 9.63 Fe2O3 56.68 CaO 3.52
化学成分： 布袋除尘灰 粒度：
含量
成分
TFe 3.32
MFe
＜ 0.10
FeO 0.92
SiO2
＜ 0.10
CaO 0.89
MgO 0.12
Al2 O3 0.21
K2 O 3.92
Na2 O 0.12
ZnO 70.04
PbO 1.94
化学成分：
含量
除尘灰粒度及化学成分
转底炉布袋除尘灰微观形貌
SEM
炉床
炉床前进方向 床轮
冷却器
辅料、添加剂
成型
重力除尘灰
转底炉
布 袋 灰
锌再生 转底炉工艺资源化利用钢厂内部的含锌尘泥，可以成为实现钢铁工业 与锌再生之间形成工业化循环经济生态链的切入点。对于提高资源的利用 效率，减轻环境负荷，实现可持续发展具有重要的实际意义。
于2010年5月1日正式点火，已连续生产一年有余。目前日 产量达到1千吨左右，已达到设计产量的90%，金属化率70%~85% ，是目前国内同类技术中，设备运行作业率最高的生产装置。 日钢转底炉工程总结： （1）烟气系统设计是工艺成功的关键。 （2）原料系统稳定顺行是工艺成功的基础，冷压球和圆盘造 球是两种不同的成型方法，生球强度要高。 （3）转底炉、进出料机、冷却机，设备运行可靠是关键。 （4）注意锌、铅、钾、钠的回收利用。余热回收降低成本。 粉尘粘性大，非常容易粘结在换热器等设备的表面，采取机 械清灰方式优于振打、激波等清灰方式。
（6）目前国外工业化的设备大多用天然气或重油作燃料， 使控制简化。在我国缺乏燃气、液体燃料的地区，可以采
用煤制气或钢厂内部的放散煤气。
（7）由于全部还原剂均加入到球团内, 因而还原剂中残留 的灰分和有害元素硫等将直接影响DRI的使用方向，应该选 择低灰低硫的还原剂。 （8） 由于炉膛内为弱氧化性气氛, 还原的铁可能被部分再 氧化, 需要抑制再氧化才能获得较高的金属化率。 （9）由于采用敞焰加热, 应有效回收利用烟气带走热量。
生球团成分，%
Al2O3 1.60 MgO 0.57 S 0.64 P 0.071 Zn 0.78 C 20.30 其它 1.70
日照钢铁转底炉压球机
日照钢铁转底炉
日照钢铁转底炉
日照钢铁转底炉内观察
日照钢铁转底炉还原产品-----全部用作炼钢冷却剂使用
换热器除尘灰 粒度：
成分 TFe 12.34 FeO 0.46 SiO2 1.45 CaO 0.81 MgO 1.95 Al2 O3 1.84 K2 O 25.14 Na2 O 6.84 ZnO 9.28 PbO 0.46
Fe
Zn
Pb
K
O
布袋除尘SEM形貌和元素面分布
转底炉工艺资源化利用钢厂内含锌尘泥循环示意图：
废气竖管
高炉
含 锌 尘900-1100℃ 20 1000℃
还原区 气体流向
1200-1400℃烧嘴 1100-1300℃
排放区 炉墙 排放装置
金 属 化 球 团
装料机
Zn CO
1.2转底炉的工艺功能 直接还原铁-电炉
熔融炼铁（转底炉-埋弧炉）
转底炉处理钢铁厂粉尘 转底炉处理海砂等钒钛矿
转底炉处理红土镍矿
转底炉处理赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及鲕状赤铁矿、 含铁铜渣镍渣等难选含铁原料
二、日照钢铁转底炉开发建设情况 山东日照钢铁集团转底炉处理对象为钢铁厂内 固废废弃物与海沙矿，项目自2008年3月起由钢铁 研究总院进行试验室研究，先后进行了原料物理化 学性质分析、粘结剂的选择与开发、含碳球团冷固 结成型、直接还原热模拟、防止二次氧化与熔分等 实验研究。并于2009年10月完成设计，先后完成转 底炉及加料、密封、喷吹、输送、鼓风、除尘、换 热等配套附属装置的选择与研制，确定了转底炉生 产的最终工艺方案。