国内外转底炉的发展趋势及
我国发展转底炉技术的建议
周渝生 齐渊洪 严定鎏 洪益成
钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室
钢研晟华工程技术有限公司
20141106
目 录
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
二、国内外转底炉技术的发展趋势
三、我国发展转底炉技术的背景
四、对我国发展转底炉技术的建议
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
煤基直接还原 转底炉
(RHF)工艺是由轧钢使用的环
形加热炉演变而来的，具有环
形炉膛和可转动的炉底，还原
炉料均匀地铺在可以沿圆周循
环转动炉底上，炉膛是一个固
定的相对密封的环状容器，炉
膛内外墙上布置有多组燃气烧
嘴，按不同的区域通过自动调
节阀装置和检测元件实现温度
控制和气氛调节。
转底炉炼铁工艺是非高炉炼铁工艺的一种，从1978年加拿大国际镍集团
（Inco,Ltd）建成第一座转底炉以来，已有近30年的历史，它从美国发源、先在日
本推广、后在中国得到发展。
转底炉法以其原料适应性强和操作工艺的灵活性等优点，引起冶金界的高度重视。
但由于原料加工方法条件和对产品质量要求的不同，转底炉直接还原炼铁分为
Inmetco法、DRYIRON法， FASTMET法和ITKM3等不同工艺路线。
1、转底炉直接还原工艺简介
冷固结含碳球团炉料从装料区装入转底炉炉内仅1-2层，炉料随着炉底一起转动，
不会受到挤压。先在预热区内被加热到1000℃以上，然后进入1200 ℃ -1400℃的还
原区加热10-20min。在还原区，炉料中的Fe和K、Na、Pb、Zn等氧化物陆续被含碳
球团中的碳自还原，K、Na、Pb、Zn等元素以气体的形式随烟气逸除。还原后的金
属化球团经过冷却区后被排出炉外冷却，部分再氧化金属化率降低一些。煤气燃烧
及反应生成的烟气沿着与炉料转动相反的方向流动，最后流入废气净化处理及余热
回收系统。
转底炉炉底转动方向
烧嘴
900~1100
℃
1200~1400℃ 1100~900℃
烟气流动方向
预热区 还原区 冷却区
装料
区 排料区
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
钢铁厂每年产生大量含锌、铅高的废弃含铁粉尘，高炉不宜使用，环保限制其排
放输出(美国的委托处理费是~250＄/t ,欧洲200欧元/t ，日本是2000日元/t ），
如何对其经济地回收利用是困扰冶金行业的一个难题。因此，转底炉煤基直接还原
技术应运而生。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
热烟气流动方向
转底炉炉体结构示意图
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
1、转底炉直接还原工艺简介
炉膛与转动的炉底之间有水封防止烟气和粉尘逸出
⑴ Inmetco 法
由加拿大的Inco公司开发， 于1978年在美国埃尔伍德市建成了年处理8万吨固体
废弃物的工厂，用于从合金钢冶炼废料中回收镍、铬和铁。 INMETCO的主体设备是
一个转体炉。转底炉呈密封的圆盘状，在运行中炉体以中垂线为轴作旋转运动。其工
艺流程特点是：将不锈钢生产厂的电炉集尘灰、瓦斯泥和还原剂混合后造球，还原剂
煤的量按照还原当量要求配入，再加入一定量的粘结剂，通过圆盘造球机制成直径7－
13ｍｍ的含碳球团。然后把它们装入转底炉，料层厚度约1-2层球，在转底炉中通过将
球团快速加热到1300℃还原，完成还原过程约12分钟，同时重金属氧化物还原和挥发，
通过布袋除尘收集到含Zn、Pb超过60%的富氧化锌灰，在排料点球团温度约为1250℃。
过程所需的能量来自于不同区段烟气预热或燃气的燃烧。设计有精确控温的燃烧系统，
保证炉内不同区间的燃烧按照还原过程热平衡进行控制。 Inmetco 炉成功运行了30多
年,由于其DRI产品含镍铬5-10%，可循环利用回收合金，该厂有较好的经济效益,成为
美国政府指定的处理不锈钢厂固体废弃物处理中心。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
• Inmetco流程的最突出特点是使用冷固结含碳球团。可使用矿
粉或冶金废料作为含铁原料，焦粉或煤作为内配还原剂。将
原燃料混匀磨细，制作成冷固结球团，然后将冷固结球团连
续加入转体炉，在炉盘上均匀布上一层厚度约为球团矿直径
3倍的炉料。
• 在炉盘周围设有烧嘴，以天然气为燃料。高温燃气吹入炉内，
以与炉盘转向相反的方向流动，将热量传给炉料。由于料层
薄，球团矿升温极为迅速，很快达到还原温度1250℃左右。
• 含碳球团内，矿粉与还原剂具有良好的接触条件。在高温下，
还原反应以高速进行。经过15～20min的还原，球团矿金属
化率即可达到88％～92％。还原好的球团经一个螺旋排料机
卸出转底炉，供电炉作炼钢原料。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
2、国内外转底炉直接还原工艺简介
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
⑵. 干铁法
GLOBA公司（原MR&E公司）在1960年是米德兰－罗斯的快速加热工艺的技
术开发部门，1985年成为独立公司。曾经为美国Ameristeel公司的电炉粉
尘处理系统以及美国Rouge Steel公司综合钢铁厂的粉尘和污泥处理系统提
供DRYIRON法的相关设备，具备丰富的应用实绩。GLOBA公司开发的干铁法
有两项专利技术：用废糖浆作为粘结剂，利用氧化铁粉与碳粉混合物成型
的干压块方式对辊压球机压成球团后直接装入转底炉，取消了球团的烘干
程序；采用特殊的震动传送装置的炉料装入方法。可以得到金属化率大于
90%的DRI。 是一种较理想的煤基直接还原工艺。 该工艺过程中在转底炉
内的高温作用与短暂的停留时间（约10min），其操作具有巨大的灵活性，
而且设备的操作控制非常容易。考虑到上述炼铁厂粉尘和污泥处理以及还
原铁生产的需要，新日铁钢铁事业部于1999年从美国MR&E公司引进转底炉
DRYIRON法，并且争取到代理推销资格。 这是日本FASTMET法发展的基础。
料仓
混料
布料器
螺旋排料
压球机
DRI料罐
烟气
空气
转底炉炉底
转底炉炉膛
布袋除尘器
换热器
DRYIRON工艺流程图
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
First Operating Rotary Hearth Furnace (1997)
Amorites, Jackson, Tennessee
Waste Iron Oxide Dust Recycling
RHF Rouge Steel Company
Capacity 200,000 tons/year
Waste Oxide Reclamation Plant
Waste Iron Oxide
Briquetting
Operation
50-60t/h大型
对辊压球机
Process Know-how
RHF Discharge Screw
GLOBA 原创设计的
转底炉耐高温
螺旋排料机
for High Temperature Duty
1500 ℃
DRyIron® Process
Briquette Feed Conveyor
GLOBA 设计的斗式胶带炉料输送提升机
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
美国动力钢
公司（IDI）
是首家完全以
铁精矿粉为原
料生产煤基
DRI供电炉配
合废钢使用的
大型转底炉
项目 单位 消耗量 单价 金额
单位 美元/单位 美元/t
原料
铁精矿粉 kg 1335
还原煤 kg 410
皂土 kg 5
有机粘结剂 kg 5
小计
能源
电 kwh 65
天然气 m3（STP） 60
氮气 m3（STP） 10
水 t
小计
其他
消耗品 美元
维修与备件 美元
美国以铁精矿粉为原料的DRI工艺的操作成本
Specialty Thermal Equipment
RHF Unfeeder Assembly
转底炉振动布料机
⑶ FASTMET工艺
MIDREX和神户制钢开发的FASTMET转底炉将高炉尘泥和轧
钢污泥按一定比例混合，调整碳含量，然后用造球盘造球、
烘干加入转底炉生产DRI产品。据报道，脱锌率可大于95%，
可以得到金属化率70-90%的DRI。世界首座采用FASTMET工艺
以含铁废料为原料的商业化直接还原铁厂，于2000年二季度
在日本新日铁广田厂投产，年处理尘泥能力19万t。
FASTMET法的工艺流程见下图。铁精矿(或含铁废粉尘)、
煤粉和粘结剂经混合搅拌器后进入造球盘造球。生球通过烘
干炉干燥后再装入转底炉。均匀地铺在转底炉炉底上料层为1
～3 层球的高度。随着炉底旋转,球团矿在1250～1350℃下加
热10～30min, 约90%～95% 的氧化铁被球团配碳还原成DRI。
从转底炉出来的尾气经过焚烧炉和热交换器将转底炉烧嘴的
助燃空气预热, 一部分高温废气用来干燥球团。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
FASTMET工艺流程图
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
FASTMET First Commercial
Plant
新日铁广田厂 Process Flow
First Commercial Plant
新日铁广火田厂转底炉
年处理含铁废料能力19万t
FASTMET工艺的主要特点
① 以煤粉作为还原剂, 仅用少量天然气或LNG, 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主要设备为环形转底炉, 与回转窑相比,该工艺设备较简单、
投资省、能耗较低。
③使用造球盘、有机粘结剂冷固结含碳球团，对球团的强度要
求不高。因为料层很薄炉料不受压且随炉底一起转动,炉料与炉
底之间无相对运动,可使用含碳生球团。
④炉料在转底炉内停留时间短(约20min) ,操作容易。
FASTMET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70-90%。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
BF Filter Cake
BOF Flue Dust
EAF Dust
Other Waste
Fe-DRI
10,000ton/y
Waste to be treated
（14,000ton/y）
BOF Feed
Waste Oil
10,000t/y
Crude ZnO
1,400ton/y
Zinc
Refinery
DRI Quality
Metallization :85%
Compression Strength : more than 20kg/B
Fine Generation : less than 5%
: 5,000ton/y
: 6,000ton/y
: 2,000ton/y
: 1,000ｔｏｎ/y
FASTMET plant
Kakogawa Commercial Plant Material Flow
加古川示范工厂的物料平衡
FASTMET和小高炉间的燃料消耗、总能耗比较
项 目 单位 FASTMET 700m3小高炉
耗煤量 GJ/thm
耗外供气体燃料量 GJ/thm
耗电量 GJ/thm
总能耗 GJ/thm
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
建设一座年处理20万t 粉尘的Fastmet转底炉需投资30亿日元（亿元
RMB）, Fastmet工艺转底炉的占地面积80X150m2。煤粉及含铁原料粒度
≤3mm ,造球含水率为7-8%，广田原为造球盘，2005年已改为对辊压球机。
转底炉内布料仅为层球， Fastmet生产的DRI产品的出料温度为1000℃
，金属化率为70-90%，含碳2-3%，可热装电炉，也可水冷或压成HBI水冷
后使用。Fastmet煤气热值必须大于2000kcal/m3。炉内辐射传热的火焰温
度1200-1400℃，设备作业率为92%左右，Fastmet生产每t DRI需消耗天
然气（约63m3）、80度电及320kg煤粉，转底炉的设计生产率为
100kg DRI /m2·h。用除尘灰生产一年可收回投资。加古川的Fastmet设已
运行了10年，广田运行了12年, 新日铁已建成第三台同样的设备。
与神户制钢、三井物产交流Fastmet工艺的数据
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
FASTMET法的目前的工艺流程图
FASTMITE法现在也不排斥对辊压球工艺
Fastmet工艺的转底炉金属化率与生产率的关系
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
① 世界上首次利用FASTMET工艺以含铁废料（转炉粉尘）
为原料的商业化直接还原铁厂，于2000年4月在日本新日铁
广火田厂投产，年处理粉尘能力19万t，产品DIR 14万t 直
接用于广火田厂的氧气转炉炼钢。由神户制钢承担设计，
安装和建设。
②神户制钢株式会社加古川厂是第二个用该工艺建设的直
接还原铁厂，于2001年4月投产，年处理粉尘（高炉粉尘和
电炉粉尘）万t，年产1万t DIR。并回收高锌粉尘。
③ 2002年5月，日本神户制钢株式会社和尼日利亚签订基
本协议，日方将帮助AJAOKUTA钢公司建设一座年产50万
t的FASTMET直接还原铁工厂。
目前运行的FASTMET转底炉概况
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
新日铁光厂
Dryer
烘干机
Nippon Steel - PMD
Hikari Works Project
（４） COMET 工艺
比利时钢铁能源中心DRM研究中心提出的COMET工艺是对
转底炉法的重大改进。此法不造球直接使用铁矿粉与煤粉，交
替逐层布料，煤粉中配入少量石灰石以脱硫，在转底炉内
1300℃以上加热20min以后，出炉的DRI结块成饼状可用过筛
的方法与过剩的煤和石灰粉料分开，用刮料器刮出，脉石低于
5%，筛分将煤灰与铁饼分离。可作优质海绵铁供电炉炼钢使用。
COMET工艺中，从转底炉底部开始，顺序装入熟石灰和石灰
石混合料—铁矿石粉矿—煤粉层—铁粉矿—煤粉层依次逐层布
料，从喷嘴喷入燃料开始燃烧，在转底炉转动过程中铁矿石开
始逐渐还原、熔化，该工艺生产的直接还原铁金属化率为92%
，硫含量小于%。该工艺仅进行了小型热模拟试验，没有
进行工业化生产。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
Itmk3工艺的特征
①还原时间短。—步法Itmk3工艺以生产粒铁时间短而闻名。还原、渣铁
半熔化铁凝聚、除渣在60min内完成。相比之下，高炉炼铁需要20h，气基
直接还原工艺要8h，还原时间短也使装置启动、停产和调节产量很容易。
②一步获得高纯度铁产品。小粒铁的组成为96％~98％的金属铁，2％~4％
的碳。铁的含量与高炉生铁相近。生产的小粒铁可为矿山公司带来了高附
加值产品。
③工艺流程短，省投资。在同等规模下，Itmk3工艺设备投资约为传统高
炉炼铁工艺流程的一半 (含相关没备，如焦炉、制氧机等)。
⑷采用高品位铁精矿粉和天然气为主要原燃料。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
⑸ ITMK3 工艺
ITMK3是由神户制钢和ＭＩＤＲＥＸ共同开发的所谓“第３代”炼铁技术。
⑸ ITMK3 工艺
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
ITMK3炼铁技术的目标是在转底炉还原后期，将温度提高，实现渣铁半熔
融状态下的分离直接生产粒铁。如果获得成功，它将提供一种极短流程、非
常经济而环保的炼铁新技术。
粒铁法工艺涉及到相变过程，粒铁转底炉生产中的影响因素极其复杂,例
如铁矿石的还原性，含碳球团配料的成分对炉渣熔点及铁元素传质的影响、
转底炉的温度控制、渣铁分离条件、产品中有害元素控制、炉料与炉底粘结
或侵蚀、粒铁形成而不结大块、熔融炉料流出会影响炉底和排料机正常运行
等等,只要有其中几个因素同时发生不同水平的变化,粒铁生产就可能不顺甚
至被迫停产。粒铁法工艺商业化要成功，需要在技术上有突破，也需要一些
运气。
号称新千年第3代先进炼铁工艺的日本神户制钢的ITMK3粒
铁转底炉，2004年起在美国明尼苏达州建设ITMK3粒铁转底炉
示范装置，原计划第1号商业生产设备于2006年开始生产，由
于遇到1450℃下进行的含碳球团还原和渣铁分离过程温度很高，
转底炉耐材及铺底料的问题未解决好、粒铁产品硫含量高、在
转底炉内生成粒状固态生铁需要的冷凝段过长，使生产效率太
低远远达不到设计能力等工程化难题。8年过去了，ITMK3至
今未能实现商业化生产。计划在Northshore Mining Co.公司
建设的直径～60米、年产50万吨粒铁的ITMK3转底炉示范工厂
至今未见生产情况的报道。 其共同开发的合作伙伴、北美最
大的矿业公司克利夫兰.克里夫斯(Cliffs)2012年2月已经宣布终
止与神户制钢的合作关系，正式退出了与日本神户制钢合作开
发ITmk3的合资公司。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
⑸ ITMK3 工艺
国外转底炉现状
名 称
外 径
m
处理量
万吨/年
金属化率
％
采用工艺 开炉时间 备注
Inco 8 85 INMETCO 用于电炉
Dynamics 60 / 50 85 DRYIRON 1997 用于电炉
Ameri-Steel(美) 20 75 DRYIRON 1997 用于电炉
ROUGE STEEL 30/内20 20 70 DRYIRON 1997 用于电炉
神户加古川 70 FASTMET 回收ZnO
新日铁广田 28/ 19/14 70 FASTMET 用于高炉
新日铁君津 24 18/13 70 DRYIRON 用于高炉
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
序号
工艺
名称
开发者 处理对象 成球方式 粘结剂
球团
粒度
料层
厚度
还原剂
及燃料
还原温度
还原
时间
主产品 副产品 工业化状况
1 INMETCO 加拿大Inco公司
E不锈钢电炉尘泥、
钢渣粉
造球盘、需烘
干
添加 7-13mm 1-2层球 煤粉
天然气
球团加热到
1300℃，
还原
15分钟 含镍铬的
海绵铁
含Zn、
Pb超过
60%的锌
灰
1978年美国埃
尔伍德市建成
投产，已运行
30年，运行良
好
2 DRYIRON GLOBA公司 钢铁厂尘泥 压球 废糖浆
20-
35mm
1-2层球 煤粉
天然气
球团加热到
1300℃，
还原
25分钟 金属化率
大于70%
的DRI
已经生产运行
多套装置
3 FASTMET MIDREX和神户制钢
BF灰和轧钢厂污
泥
造球盘、需烘
干
有机 8-15mm
1-2层球 煤粉
天然气
1250℃ 12分钟
金属化率
大于70%
的DRI
回收含氧
化锌60%
的副产品
2000年新日铁
广田厂投产，
年处理能力19
万吨
4 ITMK3 MIDREX和神户制钢 铁矿粉 造球盘、需烘
干
有机
8-
15mm 1-2层球 煤粉
天然气
还原后期，
1400℃，
渣铁半熔融
状态分离
60分钟
粒铁 工业试验中
5 COMET 比利时钢铁能源中心 铁矿粉
不造球，煤粉、
石灰石和矿粉
分层布料
无
8-
15mm 1-2层球 煤粉
天然气
球团加热到
1300℃，
还原
15分钟
铁片 半工业试验
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
国外主要转底炉工艺技术比较
国外转底炉的发展
日本君津厂转底炉 日本新日铁住金不锈钢转底炉
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
韩国浦项转底炉 韩国光阳转底炉
国外转底炉的发展
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
国内转底炉发展
四川龙蟒集团公司钛磁铁矿煤基直接还原转底炉
项目地址：四川
攀枝花市盐边县
安宁工业园区
物料：
钒钛磁铁矿
产品：
富钛渣和
含钒铸铁
处理量：
7万吨/年
建成日期：
2007年11月13日
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
山钢莱钢尘泥脱锌转底炉
钢铁厂含锌尘泥成
套工艺高技术
产业化示范工程
投资：亿元，
国家补贴1500万元
物料来源：
莱钢自产尘泥
处理量：
万吨尘泥/年
产品：
年产金属化 球团
20万吨，副产品锌
灰万吨
建成日期：
2010年11月22日
点火烘炉
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
马钢尘泥脱锌转底炉
总投资：亿元
物料：含锌尘泥
产品：
金属化球团和
氧化锌粉
处理量：
20万吨/年
建成日期：
2009年5月
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
国内转底炉发展 攀钢钒钛磁铁矿转底炉
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
用途：
钒钛铁矿直
接还原
生产能力：
10万吨/年
外径：
m
国内转底炉发展
江苏沙钢集团年处理量30万吨/年
冶金尘泥的蓄热式转底炉
自2011年12月投产以来，
作业率达到了%，
金属化球团平均金属化率达到
%，
转底炉脱锌率94%～97%，
锌元素回收率平均达到95%，
回收ZnO粉平均锌品位62% ，
实现了连续、稳定的工业化运
行。，金属化球团已作为废钢
替代品在电炉、转炉生产中使
用，很好地解决了含锌尘泥处
理和资源综合回收利用问题。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
沙钢 年处理量30万吨/年转底炉
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
世界最大的天津荣程钢铁公司
80万吨铁精矿/年煤基直接还原转底炉
世界最大的天津荣程钢铁公司
80万吨铁精矿/年煤基直接还原转底炉
物料来源：
含锌尘泥和海砂矿
产品：
锌粉和金属化球团
处理量：
2×20万吨/年
建成日期：
2010年5月
本项目由钢研晟华的
前身钢铁研究总院先
进钢铁流程及材料国
家重点实验室提供整
套工艺技术整体解决
方案。
日照2×20万吨固废回收工程
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
日照2×20万吨固废回收工程
2×20万吨固
废回收工程
双线年回收
锌、铁、碳
资源达到30
万吨，设备
利用率达到
90%以上，
余热发电
>140kwh/t，
经济效益显
著，已经成
为日钢发展
循环经济的
重要亮点。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
成本项目 计量单位 单价，元 单耗 单位成本，元
一、直接原料 元
1、污泥粗颗粒 t 200
2、高炉灰 t 200
3、氧化铁皮 t 300
4、矿槽除尘灰 t 200
5、重力除尘灰 t 200
6、高炉返矿 t 400
二、辅助材料
1、糖蜜 t 1750
2、固体粘结剂 t 2200
3、消石灰 t 690
三、能源与动力
1、煤 t 900
2、电 kwh
3、水 m3
4、氮气 m3
四、工资及福利费 元
五、制造费用 元
合计
2013年日照转底炉成本分析
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
转底炉工艺技术的特点 ：
（1）原、燃料适应范围广，可以使用天然气、焦炉煤气，也可以完全用原
煤发生煤气；
（2）粉矿无需高温造块和焦炭，省去焦化、烧结工序，工艺流程短；
（3）对炉料的强度要求不高；
（4）含碳球团在高温下可实现自还原，还原速度快，能耗低；
（5）工艺流程和冶炼周期短，生产效率高；
（6）转底炉建设投资低。转底炉工艺系统紧凑，设备构造较简单，技术和
设备都较成熟，使建设的难度降低，基建投资较低。
（7）设备运行稳定。 转底炉源自轧钢环形加热炉，其原料、成品处理系统
以及转底炉工艺系统都是成熟的技术，工序设备应用普遍，自动化程度及
可靠性高，易于操作和维护。
（6）环境压力小。转底炉的封闭性好，负压操作，CO在炉内自行完全消
耗而不逸散，烟气在烟管道内二次燃烧回收余热，烟气除尘的粉尘可返回
原料系统利用，有害废气粉尘排放可控。是一种低能耗、低排放、低成本
的绿色冶金新技术。
（7）产品为金属化率60%-80%的中间产品，仅适合用作高炉、炼钢原料。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
国外转底炉存在的问题
①加热燃料的选择与供应问题。目前国外工业化的转底炉设备大多用天然
气或重油作燃料，使控制简化。中国人在缺乏气体、液体燃料或者天然气
昂贵的地区，可以采用原煤发生煤气，但块煤的储存、干燥及烟气除尘设
备的投资维护费用大，而且污染环境。发生煤气热值低于1600kcal时，必
须使用高温热风助燃，必须解决好煤气的稳定供应问题。
②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、锌等的含量将直接影响DRI的使用方向。用铁精矿粉为原料时产品
DRI含S约%。用钢厂废料粉尘作原料时，产品DRI含S约%，
必须化成铁水再脱硫后才适合用于冶炼优质钢。
③ 由于采用敞焰加热, 还原铁可能被再氧化, 产品的金属化率一般仅
50%-70%，可用作高炉、炼钢原料，但是产品金属化率与产量成反比、
与能耗成正相关。炉内辐射传热的火焰温度≤1350℃才不会发生粘结。
一、国内外转底炉技术的发展过程简介
二、国内外转底炉技术的发展趋势
大型化。目前最大的生产转底炉是美国的动力钢公司IDI的
50万吨铁精矿转底炉，天津荣程公司建成了处理能力80万吨
铁精矿的大型转底炉，但是迄今还没有能够正常生产；
节能减排。充分回收余热，降低加工成本及能耗；
提高产品价值。还原金属化产品物理法分离金属铁 ，或与
熔分设备相结合获得终端产品；
探索粒铁法。一步法获得终端产品的转底炉粒铁法工艺商业
化至今没有成功，但是必须努力研究探索。
探索渣铁分离的新方法，生产出达到市场标准的产品。
二、国内外转底炉技术的发展趋势
转底炉技术的应用领域正在不断拓宽。
三、我国发展转底炉技术的背景
1、提高铁矿资源利用水平，降低对国外资源的依存度
我国铁矿石品位偏低，具有分布广泛，资源分散，贫矿多
富矿少，矿床类型齐全，复杂伴（共）生组分多等特点。贫
矿约占98%，储藏深、采选难度大、生产成本高。2010年我国
黑色金属原矿产量亿吨，进口铁矿亿吨，多数企业依
赖外矿生产。
国内外优质铁矿资源量减少，品质劣化的趋势不可避免，
传统矿种品位不断降低，同时大量品质低、有害元素含量高
的铁矿石资源亟待开发利用，例如在我国长江流域高磷矿资
源广泛分布于鄂、湘、云、贵、川、甘等省，探明储量达47
亿吨。 矿石品位不高，平均含铁41%， 但选冶关键技术一直
未解决。因此， 目前大部分矿床未被开发利用。
三、我国发展转底炉技术的背景
“红矿”是赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、镜铁矿和混合铁矿的总
称，资源储量亿吨，占我国铁矿资源储量的30%。由于
红矿成分不稳定，铁品位低，TFe一般在40%左右，难以选矿富
集，很难采用传统方法进行冶炼，利用率极低。这些难选铁矿即
使焙烧-选矿，其铁精矿品位也仅有50%左右，或者铁精矿含
Al2O3，MgO，TiO2、SiO2高，如果造渣，必然会高能耗、大渣
量冶炼，达不到高炉使用的标准，这类低品质矿长期以来有价无
市，均适宜用转底炉先预还原到高金属化率， 然后冷却磁选，
铁粉压块后用于化铁、炼钢。
一方面我国大量进口铁矿石，另一方面我国自有铁矿石不能
充分利用，所以开发利用我国低品质“红矿”技术是缓解我国铁
矿石紧缺的有效途径。对于上述低品质铁矿，亟待开发处理技术，
富集铁元素，改善经济效益。
1、提高铁矿资源利用水平，降低对国外资源的依存度
我国铁矿石类型分布
需求分析
1、可用于冶金生产的铁矿严重短缺，2010年铁矿石对外依存
度达到66%；
2、“红矿”储量大，占我国铁矿资源储量的30%，“红矿”
SiO2含量高、结晶水含量高、杂质多，不适合高炉冶炼。没
有磁性、矿相结构复杂，部分矿含有高结晶水和表面水，烧损
大，用现有技术难以选矿富集；
3、可用于冶金生产的焦煤日益短缺，2010年进口炼焦煤4727
万吨，年进口增长1000多万吨。应该大力发展不用焦炭的非
高炉炼铁工艺技术。
三、我国发展转底炉技术的背景
三、我国发展转底炉技术的背景
2、提高我国含铁固废资源利用水平
国内大量有色冶炼、化工废渣赤泥等含铁固废长期堆放,由
于有害元素含量高，难以利用。 1949年以来，累积的火法炼
铜渣已亿多吨，每年还将新增铜渣1000多万吨，其中含铁
约40%，但由于含硅达35%以上极难还原，同时含有砷铅锌等
环境污染物。由于没有有效实用的利用和处理技术，只能长期
堆放，占地多，环境污染严重，使生态系统退化加剧；我国的
化工企业每年产出含铁40%左右的硫酸渣近千万t；我国有的地
区拥有10亿吨以上的高铁铝土矿一直无法有效利用。
转底炉技术非常适宜处理和利用这些低品质难选及多金属复
合矿。
3、我国亟待发展能耗低、排放少的转底炉炼铁工艺
三、我国发展转底炉技术的背景
我国直接还原铁生产的产量不到全球直接还原铁(DRI)产量的1%。大家应该了解，
现有大多数非高炉炼铁工艺单位产品的能耗及CO2排放都比高炉流程低，见下表
炼铁工艺
名称
还原剂
反应
器
类型
能耗
GJ/t
铁
最低焦比
kg/t产品
全流程
CO2
排放量
比较
生产
率
比较
单炉最大产
能万t/a
总产能
万t/a
产品形态
HYL-Ⅲ竖炉
直接还原
天然气/煤
制合成气
竖炉 11 0 250 1400 TFe≥91% DRI
MIDREX竖炉
直接还原
天然气/煤
制合成气 竖炉 11 0 200 4000
TFe≥91% DRI
转底炉煤基
直接还原
煤\天然气
\发生煤气
转底
炉
15 0 14-50 300 TFe≥60% DRI
COREX 熔融
还原
煤\焦 CORE
X
24 140 150 300 TFe≥93%热铁水
4000m3级高
炉（含炼焦
烧结）
焦\煤 BF 27 300 300-400 70000 TFe≥93%热铁水
我国亟待发展能耗低、排放少的气基直接还原、转底炉直接还原等非高炉炼铁工艺。
四、对我国发展转底炉技术的建议
⑴坚持以经济效益为中心、以高效、优质、低耗、环保、安全
为目标发展转底炉技术。
⑵在国家支持下，产学研官结合，对煤基转底炉直接还原工艺
的的共性、关键技术难题联合开展技术攻关、取得突破。
⑶处理钢铁厂含锌铅的尘泥、获得达到企业标准的产品。
⑷处理一些达不到高炉使用要求的低品质难选含铁有色冶金含
铁废渣（火法炼铜渣、氧化铝赤泥磁选物、硫酸渣等），不仅
要回收铁达标的资源，而且要确保工艺流程中国家危险废弃物
有害元素的排放达到国家标准。
⑸积极研发低成本渣铁分离及快速熔分新技术和煤气余热余能
高效回收、梯级利用新技术，进一步降低转底炉的能耗和成本。
四、对我国发展转底炉技术的建议
（6）对于转底炉处理钒钛磁铁矿、高铁铝土矿、氧化铝赤泥、
贫镍红土矿、火法炼铜渣等高难度特殊工艺技术需要企业与
研究院、大学合作开展试验研究、在取得可信的应用研究试
验结果、通过大型示范工程验证其经济性、工艺稳定性达标
后才能开始产业化流程的设计和建设。
(7)对在转底炉运行条件下生成粒铁的必要条件和充分条件开
展应用基础研究，利用现有条件开展工业规模顺行生产条件
的探索试验。
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