转底炉煤基直接还原是近30 年间发展起来的炼铁新工艺，主体设备源于轧钢用的环形加热炉，虽然初的目的只是用于处理含铁废料，但很快就有美国、德国、日本等国将其转而开发应用于铁矿石的直接还原。由于这一工艺无需燃料的制备和原料的深加工，对合理利用自然资源、保护人类环境有积极的作用，因而受到了冶金界的普遍关注。

转底炉含碳球团炼铁关键技术

1 含碳球团成球技术冷固结含碳球团是实现转底炉直接还原工艺的关键因素，具有与一般氧化球团和块矿不同的还原方式，是靠内部碳进行自身直接还原，无需外部提供还原剂。还原产生的CO 在球团周围形成自封闭作用，一定程度上隔绝了球团内部与环境气氛，因而使球团可在氧化性气氛下进行还原反应。

含碳球团制造所采用的研磨、配料、混合设备必须保证球团的化学成分准确及矿煤的均匀混合，煤粉的粒度应在0.25 mm 以下，矿粉粒度小于0.1mm。还原剂用煤一般为没有烟煤，要求固定碳>75%，挥发分<20%，低灰分，低硫。挥发分高，球团还原后强度差，不能满足熔分炉的要求。

冷固结含碳球团应满足恰当的物理和力学性能，在输送、加热、还原的过程中粉化率低。为达到这一要求，首先必须选用合适的特殊粘结剂配方，其次采用合理的造球技术。传统造球技术多采用圆盘滚球机，对原料粒度要求比较高，因此需要配备相应规格的磨料设备。目前所采用的对辊压球技术对原料粒度要求相对较低，生产率高，球团强度好。美国动力钢公司原来采用滚球技术，后来也改为压球技术。目前所生产的含碳球团的强度指标一般为：湿球0.5 m 落下次数4～7 次，湿球抗压6～7 kg/个；干球1 m 落下次数10～15 次，干球抗压75～95 kg /个。完全可以满足转底炉生产的要求。

转底炉喂料和出料设备

转底炉内含碳球团升温、反应所需热量主要来源于炉壁、炉气的辐射传热，因此要求炉内球团薄层均匀布料。根据这一特点，研制出振动布料机，实现在转底炉炉底横向、径向都均匀布料，避免机械强度有限的球团破碎，避免原料堆积和料层不均。振动给料机兼有筛除球团粉末的作用。该装置易于维护，且允许在各种生产率下操作。螺旋出料机的功能是将还原后的金属化球团卸出炉外，因处理的金属化球团温度为1000℃左右，所以必须耐热耐磨，螺旋采用水冷，叶片上堆焊硬质合金。该装置可使成品金属化球团从炉膛顺利排出且不产生大量粉末，螺旋本身也易于拆卸和维修。

转底炉熔融还原炼铁存在的主要问题仍在于转底炉薄层炉料操作导致整个工艺的生产率低。目前为止大的转底炉单炉产量是动力钢公司的年产60 万t 金属化球团，这样的产量不足以进入钢铁生产主流程。目前转底炉熔融还原炼铁主要应用于：(a)为电炉短流程提供热装铁水；(b)钢铁厂粉尘回收利用；(c)特殊矿综合利用。如何解决厚料层的还原是实现提高生产规模的关键，我们正在致力于这方面的实验研究。