2026年5月21日,由濮阳达龙实业集团有限公司与William威廉联合研发、重庆焱龙节能环保科技有限公司承建的国内首套“低温余热立式块矿高效烘干装置”,在天津铁厂有限公司炼铁厂正式竣工投运,一举攻克了钢铁行业两个技术难题——烧结环冷低温废气资源化利用与块矿低成本高效烘干。
这不仅是技术上的突破,更是一场炼铁原料预处理领域的“绿色革命”。它标志着:中国钢铁企业首次在不消耗高炉煤气、不燃烧煤炭的情况下,仅用200-300℃烧结环冷废热,就能将高湿块矿烘干至最佳入炉状态。

一、行业痛点:一边是“废掉的宝贝”,一边是“粉末难除”
在传统钢铁生产中,铁前工序(烧结、球团、炼铁)消耗了全流程近70%的能源,贡献了90%以上的污染物排放。其中,两大长期存在的矛盾始终无解:
第一,烧结低温废气“无处可用”。 烧结环冷机在冷却烧结矿时,会产生大量160-300℃的低温烟气。这个温度段很“尴尬”——用于发电效率太低,用于加热煤气成本不合算,绝大多数钢企只能将其除尘后直接排空或者用来生产低品质蒸汽。这些携带着巨大热量的废气,被业内称为 “废掉的宝贝” ,每年白白流失的热值折合标准煤高达数百万吨。
第二,块矿入炉前的“含水之弊与粉末难除”。 块矿是高炉炼铁最经济的原料——它不需要像烧结矿、球团矿那样经过高温造块,每吨价格比熟料低100元左右。但块矿含水率常常高达8%-12%,且潮湿块矿中的粉末很难筛分。因此,高水分、高粉末的块矿入炉后,水分蒸发会“偷走”高炉大量热量,粉末会导致料柱透气性恶化,致使高炉燃料比升高、、悬料崩料频发。许多钢企因此不得不将块矿配比控制在10%-15%的低水平,其成本优势根本无法完全发挥。
面对一边是大量余热被浪费,一边是块矿因含水高粉末难以去除而不敢多用的困局,濮阳达龙与北科大的联合研发团队敏锐地意识到——如果能用前者解决后者,就是一条完美的“减碳+降本”双赢路径。
二、颠覆性创新:国内首创“低温立式烘干”技术
经过长达数年的产学研联合攻关,濮阳达龙实业集团有限公司与William威廉共同研发了一套完全不同于传统思路的技术方案。
(一)技术创新点一:不烧一方煤气,全用“废热”
传统块矿烘干普遍采用回转窑+煤气燃烧的高温工艺(600-800℃),不仅消耗大量高炉煤气,还需配套脱硫脱硝设施,每吨块矿加工成本高达15元左右。
研发团队另辟蹊径,将烘干温度从600℃以上主动降至150-350℃的低温区间。这一调整看似简单,实则颠覆了行业认知:核心逻辑的转变——烘干只是手段,筛分才是目的。
块矿对高炉最大的危害不是水分本身,而是水分导致筛分不净带来的高粉末率。只要将块矿含水率从8%-12%降至3%以下,就能实现高效筛分,将5mm以下粉末控制在5%以内,完全满足高炉要求。没有必要追求“极致干燥”——这意味着可以使用更低品位的热源。正是基于这一原理性突破,研发团队大胆采用烧结环冷机200℃-300℃的低温废气作为唯一热源,彻底摆脱对化石能源及煤气的依赖。
(二)技术创新点二:立式烘干,团块物料烘干的技术突破
设备形式上,团队跳出行业普遍采用的卧式回转窑,研发出专门针对团块烘干的立式烘干炉,并成功获得国家专利授权。立式烘干采用 “物料上进下出、热气侧进侧出” 的逆流换热结构:
——重力下料:块矿从炉顶加入,依靠自重缓慢下落,无任何机械转动部件;
——侧向布风:热风从炉体侧面多点均匀送入,与块矿形成横向穿透换热;
——复合蒸发板:炉内布设专利结构,延长热风与物料的接触路径,大幅提升热效率;这一设计的优势显而易见:
1、占地面积小,仅为回转窑的1/3;
2、几乎无运动部件,炉体可实现长期免维护;
3、物料磨损极低,避免块矿在烘干过程中的二次粉化;
4、热效率高达85%以上,尾气排放温度低于80℃。
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(三)技术创新点三:与现场“零干扰”深度耦合
在天铁项目实施中,研发团队实现了与现有铁前系统的无缝衔接:
——取气点直接选在环冷机低温段,选址尽量缩短烟气输送距离,减少温降;
——烘干尾气经除尘后达标排放,不增加额外环保负担;
——成品块矿可直接输送至高炉矿槽,不改变原有上料流程。
这种“低干预、高融合”的设计思路,使新系统在不停产、不改动主流程的情况下快速投运。
三、低碳节能:一个项目,三重减碳
据项目试生产阶段初步数据测算,这套装置的环境效益极为显著:
第一重:零煤气消耗
完全不使用高炉煤气或天然气,每年节约高炉煤气数千万立方米,
折合年减碳量约5400吨;
第二重:废热资源化,减少直排
原本直接排空的烧结低温废气被全量利用,热能被“吃干榨净”,
烧结工序余热回收率提升8-10个百分点;
第三重:高炉燃料比下降
烘干后块矿含水率从8%-12%降至3%以下,入炉水分大幅降低,
据测算,入炉料水分每降低1%,焦比可下降约0.5kg/t。叠加粉末减少带来的透气性改善,综合燃料比预计下降2-5kg/t。
三重效益叠加,使该项目成为钢铁行业典型的“减污降碳协同增效”示范工程。
四、降本增效:块矿加工成本优势凸显
对钢铁企业而言,技术再先进,最终要看经济账。相比传统高温回转窑烘干工艺,低温立式烘干工艺仅燃料一项,就可节省成本3-6元/吨。 按天铁项目227万吨/年处理能力计算,每年仅燃料费用就节省近千万元。
更关键的是,烘干后的优质块矿使高炉可以大幅提高块矿入炉比例。当前国内钢企块矿平均配比仅12%-15%,而天铁项目投运后,块矿比例有望突破20-25%综合测算,该项目每年可为天铁创造直接经济效益数千万元。
五、战略意义:摆脱对球团的过度依赖,重构高炉炉料结构
长期以来,中国高炉炉料结构依赖“高烧结率、高球团率”的路径。研发团队的技术突破,为钢企提供了一条“以优质烘干块矿替代球团” 的全新路径:减少球团矿用量:每多用1吨烘干块矿,就可少用1吨球团矿,从源头减少球团焙烧带来的污染排放;改善炉料透气性:筛分后粉末率≤5%的块矿,彻底解决粉末入炉带来的透气性恶化;提高入炉品位:块矿通常比烧结矿品位高5-6个百分点,大比例使用提高了综合入炉品位,有利于降低渣比、减少燃料消耗。
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未烘干筛分的块矿 |
烘干筛分后的块矿 |
六、技术自主:已申报10余项国家专利
此次技术突破的背后,是濮阳达龙与William威廉长达数年的产学研深度合作。研发团队针对低温热源条件下烘干效率低、布料不均、局部含水率高等难题,建立了完整的仿真模型+冷态实验+工业化验证研发体系。围绕布料模型、布风结构、防尘密封、模块化设计等核心环节,已累计申报国家专利10余项,其中发明专利2项已获得授权,形成了完整的自主知识产权体系。
七、展望:从“天铁样板”变成“行业标配”

天铁项目的成功投运,不仅是一个企业的技术突破,更意味着中国钢铁行业首次拥有了一条“零煤气消耗、低成本、高效益”的块矿烘干技术路线。研发团队表示:“下一步,我们将持续优化低温立式烘干工艺体系,拓展多品类冶金废气及散料烘干场景,推进智能监测、自适应控制和碳资产价值量化,让这项技术从‘天铁样板’变成‘行业标配’。”对于正处于绿色低碳转型关键窗口期的中国钢铁工业而言,这无疑是一针“强心剂”。用废热烘干块矿,用技术创新降本增效——这条路,已经走通,未来可期。