术的效果也不是很好的。
1.5 各厂隧道窑生产直接还原铁的质量 各厂生产直接还原铁的质量见表6。
表6 各厂直接还原铁化学成分/%
Table 6 Chemical compositions of direct reduced iron produced
at various plants/% 厂 TFe 名 山东莱芜粉末 冶金厂 阜新海绵铁厂 MFe η FeO SiO2 Al2O3 S P 产品形状 97 95 97.90 ＜3.0 ＜0.05 ＜0.05 环状 97 95 97.90 ＜0.05 ＜0.05 环状 邢台益新海绵89～92 铁 制造公司 新牟钢铁公司 临 ＞90 0.004 0.0 022 环状 91.08 83.00 91.11 3.99 0.034 0.025 环状、棒状 城海绵铁厂 邯郸马头90.90～88～92 80～85 海92 绵铁厂 哈市东方海93～绵90～91 84～87 95.60 铁 有限公司 抚钢建安公89.42～88.09～90.50～司 92.6 91.3 98.6 海绵铁厂
一般均可生产出合格产品，但是，大多数厂因隧道窑断面上下部温差大(约100 ℃)，造成同一台车上下部产品质量不一致，成分不均匀。 1.6 隧道窑主要经济技术指标
由于多数厂尚未发表有关数据，故无法全面统计比较。现仅将莱芜、阜新、邯郸马头、哈市东方4厂隧道窑主要经济技术指标列于表7［1～2］。
表7 国内外隧道窑直接还原工艺主要经济技术指标比较
3～5 环状、0.010～0.015～ 棒状、0.03 0.03 球团 4.60 0.89 ＜0.02 ＜0.02 球团 4.96～ 5.64 0.0045～0.014～环 状 0.005 0.02 Table 7 Comparison of main economic and technic index of tunnel
kiln direct reduced iron at home and abroad
含铁原料 还原剂 能 耗 生产能力/万t.a-1 厂 燃料 名 种TFe 种固定种类 标煤 设计实际碳 GJ/t 类 类 /kg.t-1 能力 能力 /% /% 瑞典赫格 纳斯公司 高纯焦铁 71.50 粉 精 粉 备 注 重油 16.74 571.20 3.50 3.50 日本川崎铁焦74.14 81.00 重油 25.03 854.00 1.10 1.10 制铁 鳞 粉 公司 武钢105m、154m 2粉末铁74～焦75～混合1 座1993年 33.51 1.00 1.00 冶金鳞 75 粉 78 煤气 143.30 4月能耗平公司 均值 山东54 m×2、66 莱芜烟m 3座能耗 铁焦1 粉末≥72 78 (块)34.83 1.20 1.20 平均值，能鳞 粉 188.00 冶 煤 力为3窑总金厂 和 阜新铁焦海绵72 鳞 粉 铁厂 邯郸马头海 绵铁厂 哈市东方海绵铁 有限公司
烟 (块)27.61 922.00 1.00 0.790 煤 高品无烟位 ≥68 烟74.42 (块)26.31 890.00 1.20 1.20 铁煤 煤 精粉 高品褐位 67～褐51.22 (粉)30.16 1029.20 2.50 2.00 铁68 煤 煤 精粉 由表可知，莱芜采用在含铁料中加入3%添加剂，使直接还原铁的产量达到设计生产能力。阜新海绵铁厂采用二次鼓风及预热段设气幕风机提高了预热效率，使窑断面上下部温差由100 ℃降至40 ℃，使能耗处于国内较先进水平。邯郸马头海绵铁厂采用高品位铁精粉造球，鼓二次预热风用新型反应罐代替粘土反应罐技术，从而提高了产量，降低了能耗。哈市东方海绵铁有限公司采用烧粉煤、鼓二次预热风、高品位铁精粉加粘结剂造球等技术降低能耗提高产量。 2 国内外隧道窑直接还原工艺技术水平差距
(1) 国外烧油或气加热隧道窑直接还原的生产规模比较大，窑长从165～275 m分别为11 000 t和60 000 t。而国内烧块煤加热隧道窑直接还原生产规模较小，窑长从54～104 m，分别为3 000 t和12 000 t，迄今只有武钢粉末冶金公司拥有154 m和马钢铁合金厂拥有166 m喷混合煤气加热隧道窑各1座，产量均为5 000 t。由于我国烧块煤加热隧道窑生产规模小，故能耗比瑞典赫格纳斯公司高，有的高出2倍以上。 (2) 国外隧道窑装备机械化程度高，采用装料机、卸锭机、内芯还原剂吸出机、外还原剂吸出机和设有气幕风机、排烟风机、余热锅炉等。而国内烧块煤隧道窑装备比较简陋，武钢和马钢烧混合煤气隧道窑装备机械化程度也不高，余热回收设施不完善。
(3) 国外隧道窑自动化程度高，设有温度自动调节系统；炉顶温度多点记录；炉两侧温度切换指示；炉膛压力指示等可以控制反应罐内上下部温差＜50 ℃。而国内武钢和马钢烧混合煤气隧道窑也缺乏自动化控制。烧块煤隧道窑仍为手工操作，控制手段少，致使窑断面上下部温差在100 ℃左右，导致产品质量不稳定、成分不均匀，每批产品质量不一致。
(4) 国外采用导热性好的SiC反应罐，可持续使用100次以上，而国内武钢所用SiC反应罐质量差、寿命低仅用40多次，大多数隧道窑仍使用导热性差、寿命仅为3～4次的粘土反应罐。
(5) 国外隧道窑劳动生产率高至220～300 t/人.年，国内隧道窑劳动生产率仅达7～10 t/人.年［3］。
(6) 国外隧道窑环保设施完善劳动条件好，而国内隧道窑环保设施差，尤其是卸罐时，劳动条件更差。
3 技术方针及措施
3.1 技术指导方针
对烧块煤加热隧道窑的窑体及设备要进行技术改造和完善。采用成熟的新技术以提高生产率，提高产品质量档次，降低能耗及产品生产成本，增加市场竞争力。 3.2 措施
3.2.1 提高生产率
国内烧块煤加热隧道窑多数未达到设计生产能力，对使用粗粒度(-200目＜85%)高品位铁精粉生产环状或棒状产品的厂可采用铁精粉中加添加剂技术，我国莱芜粉末冶金厂经验可提高生产率约50%［4］。 对使用细粒度(-200目≥85%)的厂可采用在高品位铁精粉中加粘结剂造球，然后将球团与还原剂和脱硫剂混装入反应罐内，按邯郸马头海绵铁厂经验可提高生产率约50%。
采用导热性好的新型反应罐代替粘土反应罐也可提高生产率。 3.2.2 降低能耗
隧道窑采用二次鼓风(预热)技术可充分利用还原剂反应提供的化学能，CO经燃烧产生大量热量起供热作用以降低能耗。瑞典隧道窑充分利用CO燃烧可提供80%所需的热量消耗。阜新、邯郸马头海绵铁厂采用二次(预热)鼓风后，每吨DRI能耗分别降为922和898 kg标煤。
用烧粉煤或烧煤气(发生炉)代替烧块煤，因烧块煤一般炉篦子漏煤在15%以上，而烧粉煤可提高煤的利用率。哈市东方海绵铁有限公司采用烧粉煤使窑内温度易控制又改善劳动条件和作业环境，使每吨DRI煤耗降为1 029.20 kg标煤。
邯郸马头海绵铁厂计划采用烧(发生炉)煤气代替烧块煤预计能耗还可降低。
3.2.3 提高产品质量等级 原料的化学成分、冶金性能，还原性等对产品质量有决定性的影响，还原剂的反应性、灰分及熔点等也影响产品质量。因此，原料及还原剂的选择必须达到生产优质产品必备的标准。 控制隧道窑断面上下部温差＜50 ℃。目前大多数隧道窑未采用气幕风机，由于窑断面上下温差大(达100 ℃)，造成台车上下部反应罐内产品质量不稳定(TFe88%～92%)仅能按4级品出售。阜新海绵铁厂在隧道窑预热段设气幕风机，没有气幕风机时窑内断面上下温差达100 ℃，使用气幕风机后窑内断面上下温差＜40 ℃，最差也不超过70 ℃。建议采用气幕风机从而提高产品质量档次。
4 结语
煤基隧道窑直接还原工艺具有工艺成熟、操作简单的特点，对目前经济不发达地区因地制宜利用当地小型分散的铁矿及煤矿资源优势，发展直接还原铁生产，为电炉炼钢提供优质原料，对缓解国内优质废钢的不足是有益的。
目前，国内烧块煤加热隧道窑还存在工艺设备简陋、产量低、能耗高、产品质量不稳定、成品不均匀等问题，必须引起足够的重视。对隧道窑窑体要进行技术改造，工艺设备要逐步完善。要强化质量管理意识，重视入厂原料和还原剂的选择，重视采用新技术，严格控制窑断面上下部温差＜50 ℃，保证产品质量稳定及成分均匀化，提高产量、降低能耗、降低成本、提高市场竞争力，以提高企业经济效益。
作者简介：梁文阁，男，68岁，教授级高级工程师。1956年毕业于东北
工学院钢铁冶金系炼铁专业。从事炼铁和直接还原技术研究。曾获国家级发明奖。
作者单位：钢铁研究总院，北京 100081 参考文献 1 2 3 4
冶金部情报研究所.日本粉末冶金技术考察报告.1988 邬士英等.炼铁，1998，17(1)：46 俞燮廷.粉末冶金，1996，6(3)：8
王祥淼.全国直接还原技术交流会会议文集.1996