目录1.概述 (1)2.国际熔融还原技术发展 (3)2.1.工业化的COREX工艺 (5)2.2.进入示范性工厂试验的Hismelt技术 (7)2.3.FINEX技术 (8)2.4.第三代炼铁法--ITmk3 (9)3.国内熔融还原（非高炉炼铁）技术发展现状 (11)3.1.概述 (11)3.2.2T/h的半工业联动热态试验装置-COSRI (11)3.3.宝钢Corex 3000 (14)3.4.20万吨纯氧非高炉炼铁工业试验装置 (14)3.5.8m3一步法熔融还原试验装置 (18)3.6.基于氢冶金的熔融还原炼铁新工艺 (20)3.6.1.万吨级两级循环流化床示范装置-营口中板厂 (21)3.6.2.宝钢万吨级两级冷态循环流化床装置建设 (24)3.7.直接还原在国内的发展 (24)3.8.几种非高炉炼铁的综合分析 (26)4.炼铁技术的发展方向 (28)4.1.欧盟——ULCOS超低CO2排放钢铁技术研究 (28)4.2.日本——COURSE50技术研究 (30)4.3.中国——新一代可循环钢铁流程工艺技术技 (30)5.具有自主知识产权的熔融还原炼铁技术发展建议 (31)5.1.建立长期开发组织机构与募集资金 (31)5.2.加强合作、充分利用现有成果深入研究 (31)5.3.新一代具有自主知识产权的熔融还原流程建议 (32)熔融还原炼铁技术综述全强1.概述改革开放30年来，中国钢铁冶炼技术取得了巨大的进步。

在炼铁领域，技术进步的主要表现是装备的大型化、操作的自动化信息化、生产的高效与清洁化，高风温技术、富氧技术、喷煤技术、煤气干式除尘技术、煤气余压发电、煤气燃气技术、高炉长寿技术、与高炉废弃物的综合利用等方面的应用取得明显的进步。

据2010年的统计，国内炼铁产量已超过5.9亿吨，约占世界产量的40%。

其中大于1000m3以上高炉的产量约为60%，也就是说，按照国家产业政策的要求，有40%的产能需要进行技术改造。

近几年，以沙钢5800m3高炉、曹妃甸5500m3为代表的特大高炉的建设提高了我国炼铁的技术装备水平，但是我国的炼铁业发展还很不平衡，整体产业技术仍然很落后，中国的炼铁只是产量大国，但决不是技术大国，与发达国家还存在较大差距。

中国的钢铁工业发展的道路是一条引进、模仿、消化、吸收的发展道路，我国目前高炉技术装备的平均水平与国外先进高炉相比还有一定差距，节能减排压力巨大；对炼铁前沿技术的投入和核心装备的自主创新能力不足，技术发展尚处于追随阶段，直到我们成为世界第一产钢大国，仍然没有自己的技术优势。

目前我国虽然掌握了各种级别高炉设计、制造及操作技术，但对大型高炉关键设备还需要引进。

在炼铁领域，我国的创新多是局部的二次创新或是应用创新，原始创新很少。

特别是在非高炉炼铁方面，我们还没有属于自己的成熟技术。

宝钢集团引进了两套Corex C3000 技术，并成功投产。

可是这次引进到目前还没有起到促进国内熔融还原发展的作用，且引来了很多人的疑问，认为熔融还原不适合中国，原因是对该技术的掌握和物流体系等造成成本高于高炉成本。

我国优质焦煤资源短缺、环境污染等问题将会成为我国高炉炼铁工艺发展的主要瓶颈。

环境效益、经济效益和社会效益是韩国钢铁工业持续发展必须满足的三大效益。

可持续发展意味着企业在经济上的收益、环境上的健全以及社会上的责任，这三项都是重要的。

国内钢铁企业污染严重，若钢铁企业如不改变这种现状．就不可能可持续发展。

作为一个钢铁大国，我国应该在熔融还原工艺方面有长远的发展规划和相应的投入，但实际情况并不是这样，目前国内只有宝钢有实际性的动作。

我国的钢铁总量、资源特点和环境压力使熔融还原工艺有着非常广阔的应用前景。

由于国家产业政策明确鼓励熔融还原项目，十一五期间国内很多企业规划中的炼铁项目都搭上了熔融还原，但是由于熔融技术在国内发展还不成熟，所以，国内很多企业还处在观望阶段，甚至很多企业冒着违法、违规的风险，将批准的熔融项目改成了高炉项目。

国内由于产业政策缺乏与之配套措施与法律法规，因此，企业追求的是利润第一，而对环保、对资源短缺以及节能减排的目标仍然没有提到日程上来。

目前我国大中钢铁企业中，只有少数几家有技术研发能力。

据统计，我国用于研发的投入不足销售收入的0.5%，而韩国为1.75%，日本为1.25-2%。

在这样少的投入情况下，我国的研发大多是单打独斗，缺乏合作，在有限的资金情况下，很难取得突破进展。

国内对于熔融还原技术的开发现状，与我国资源短缺、环境保护和整个炼铁工艺的变革的观念相差深远。

由于传统的高炉炼铁方式投资大、能耗高、流程长、污染严重，所以高炉的炼铁发展受到了很大的限制。

为了克服高炉炼铁的种种缺点，人们研究开发了多种非高炉炼铁法，这些方法包括直接还原法和熔融还原法。

开发的熔融还原炼铁工艺共有3O余种，但到目前为止，只有奥钢联开发的COREX、韩国POSCO和奥钢联联合开发的FINEX炼铁工艺发展到了工业化规模。

熔融还原成为当代钢铁工业前沿技术的原因是：(1)熔融还原工艺不使用焦炭，不需建焦炉和化工设施，使用块矿和部分球团矿时可不建烧结设施，减少了较大污染源。

为实现钢铁厂清洁生产、减少环境污染创造了条件。

下图是COREX流程和Finex流程排放物比较：(2)焦煤资源少，且分布不均匀，炼铁不用焦煤有利于钢铁工业可持续性发展(3)熔融还原炼铁流程短，投资少，具有降低生产成本的潜力。

从全流程并考虑输出煤气的综合利用,熔融还原的投资要低于高炉流程。

宝钢引进COREX投资高主要是技术费用及引进设备费用高,如果这一技术国产化,投资费用将大大降低。

下图是高炉流程和FINEX流程的投资比较：许多国家都在积极开发、研究熔融还原炼铁新工艺。

如奥钢联的COREX、韩国POSCO 和奥钢联联合开发的FINEX、澳大利亚的AUslron和Hlsmelt、俄罗斯的ROMELT、日本的DIOS、美国的AISI、欧洲的CCF和CLEANMELT等。

我国也早在上世纪60年代就开始展开熔融研究。

目前,欧盟和日本低碳钢铁技术路线。

欧盟启动了ULCOS项目、新一代熔融工艺Isarna、ULCORED先进的直接还原工艺流程以及铁矿石电解的研究，日本则启动了COURE50项目研究。

新一代炼铁技术的研究是以环境友好、节能减排、煤气循环利用为核心。

目前中国钢铁企业正面临前所未有的节能减排压力，中国的40%产能的炼铁高炉是不符合产业政策的，正处在新一轮更新换代期。

中国钢铁工业发展历史证明，要得到技术的发展，必须在引进、消化、吸收的基础上，开发我们自己的技术。

如上世纪80年代，宝钢引进了大高炉技术，带动了我国高炉技术的发展；同样，随着宝钢COREX操作技术的进步，成本的降低，宝钢COREX也应该是我国发展熔融炼铁技术的引擎，中国应抓住这一机遇，发展具有自主知识产权的新一代炼铁技术、包括熔融还原炼铁技术。

2.国际熔融还原技术发展早在20世纪20年代世界上已经开始对熔融还原技术的研究，早期的研究大多采用一步法，由于难以克服在熔炼过程中高FeO熔渣对炉衬的严重侵蚀和能耗高的原因，所以都以失败告终。

20世纪80年代，发达国家（如德国、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21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。

熔融还原工艺分为一步法和二步法：一步法工艺：Romelt，Auslron，Hlsmelt和Hisarna工艺是采用一步法的典型工艺。

这些工艺几乎都没有预还原过程，不能实现理想的逆向流动，而且由于压力有限，要求气体量要大，设备的容积要大。

在这些工艺中，矿石、熔剂和燃料被装进同一反应器。

所有的反应及矿石和熔剂的熔融都在这一反应器中发生。

所需的能量大多数是通过含碳燃料气化获得。

在反应器中矿石被还原，渣和铁水靠重力分离。

由于采用的是单一反应器，熔化和还原反应及气化反应是发生在反应器的不同位置的。

由于矿石被连续加入反应器中，渣中会含有很高的FeO，这抑制了脱硫，造成铁损。

渣中FeO含量高，对耐火材料的侵蚀也很严重，由于采用水冷却板，导致了热量损失，这些都是这类工艺的缺点。

1)Romelt工艺。

Romelt工艺是将粉粒状的含铁料，熔剂和煤从反应器上部装入。

与煤气化反应发生的同时，氧气、铁水和渣靠重力分离并连续排出。

过剩的气体在第二级烧嘴处二次燃烧，显热被回收。

该工艺采用两种造渣制度。

主要的冶金反应和煤气化反应发生在反应器上部，产生泡沫渣。

在氧气烧嘴的下面，形成高密度的渣，渣中会发生脱硫和FeO的终还原。

印度国家矿山开发公司(NMDC)的Bailadila矿山曾建了一座30万t/a采用Romelt 工艺的装置，采用粉矿和尾矿生产。

该装置由于技术原因于2005年停产。

2)Auslron工艺。

Auslron工艺也是采用一步法，与Romelt工艺类似，将原料从反应器顶部装入渣池，所有反应一起发生。

为利用反应的化学能，应用了气体的二次燃烧，显热也被回收。

由于耐火材料经受不住渣的恶劣侵蚀，同Romelt工艺一样，反应器上部装备了水冷板。

还开发了特殊的烧嘴，该烧嘴有两个出口：较低的一个浸入到渣里，较高的一个用于二次燃烧。

4)Hisarna工艺。

Hisarna工艺，是将以前的Isarna与Hlsmelt反应器进行组合的新工艺。

这一新的工艺将在“超低二氧化碳排放(ULCOS)”项目下进行开发，将在德国的撒斯特建一个产能为6.5万t／a的中间试验工厂，计划于2010年初投产，预计将进行为期3年的小规模试验阶段。

该工艺起源于以前的Isarna工艺。

Isarna是基于熔池熔融的技术，在反应器中结合了煤预热和部分高温分解。

由于该工艺的用煤量相当少，所以二氧化碳的排放量也减少。

而且，工艺过程灵活，允许用生物燃料，天然气或氢替代一部分煤。

两步法工艺：这些工艺生产金属化率达100%的海绵铁，然后在一个独立的熔化炉里或一个整合的熔融段将海绵铁熔化。

这些工艺中以Fastmelt，ITmk3和以前的KR工艺较典型。

采用的是逆向流动操作。

2)ITmk3工艺。

日本神户制钢与美国米德兰(Midrex)公司联合开发转底炉(RHF)直接还原新工艺(Fastmet)，在20世纪90年代中后期取得了突破性进展，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(Nuggest)，同时脉石也熔化，形成渣铁分离，此法的成功，将解脱DRI对原料品位的苛求，能用较低的铁矿为电炉提供优质铁料。

因此意义重大，被命名为“第三代炼铁法”(ITmk3)。

他们把高炉炼铁称为第一代炼铁法，产品属高碳液态铁水；把直接还原称为第二代炼铁法，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，它与以往的炼铁法完全不同，使用的是碳铁复合技术。