带式焙烧机球团工艺是把细矿粉制成一定粒级的生球后进行封闭干燥、预热、焙烧和冷却，整个工艺过程在一个设备上完成。台车上均匀布满9-16mm的生球，形成300-550mm的厚度，通过台车的循环运行，依次完成各工艺段的生产过程。生球干燥采用抽风和鼓风相结合的方式，在预热带和焙烧带设置多组烧嘴，精准控制焙烧温度，灵活调节气流速度、温度、气氛和分段比例等工艺参数，不仅适合处理磁铁精矿，也适应其他方法难以处理的赤铁矿和褐铁矿。带式焙烧机主机操作简单，生产率高，因而适用于大规模球团生产。它的球层相对静止，故对预热球落下强度的要求不必太高。它采取直接回热和风箱热气回流等方式，最大可能地利用了冷却及焙烧废气的物理热。台车上使用小粒成品球团矿铺边铺底，不但保护了台车，延长了台车寿命，而且保证了台车上生球的充分焙烧，使球团质量趋于均匀。2010年8月8日京唐球团厂热试成功。目前主要使用首钢自有秘鲁矿，为高硫磁铁矿，具有较高碱金属含量。目前生产稳定，达到了日产1.2万吨的设计能力。作业率达到96.4%以上，球团品位接近66%，成品球的抗压强度2934N/个，筛分指数达到0.3%。燃料为焦炉煤气，在100%磁铁矿条件下，工序能耗仅为17.11kg/t。

目标及任务： 针对矿热炉烟尘活性硅组分的资源化利用、工业废气CO2低成本捕集，大规模产品转化等问题，研究矿热炉粉尘热碱溶解制备CO2捕集剂（水玻璃）的过程强化技术，实现矿热炉烟尘废弃物的资源化利用；通过高温高粘性流体陶瓷微滤技术的开发，实现CO2捕集剂（水玻璃）制备的高效分离与净化；通过CO2高效吸收与白炭黑结晶耦合控制技术的开发，实现CO2的低成本捕集、大规模固化封存和产品转化；通过陶瓷微滤设备、导流管环流式（DTB）反应结晶设备的过程放大和系统集成，形成CO2低成本捕集与资源化利用冶金矿热炉烟尘联产白炭黑等化学品的集成技术， 建立1万t/aCO2捕集联产白炭黑的示范工程, 为CO2低成本捕集、固化封存与产品化提供技术支撑。 核心科技成果包括： (1) 矿热炉烟尘溶解过程与强化技术 （2） CO2捕集与纳米SiO2结晶耦合控制技术 （3） CO2捕集与结晶耦合反应器的优化 课题开发的“CO2捕集与纳米SiO2结晶耦合控制技术”已在内蒙古东源煤铝技术公司建立了一条3000t/a的中试装置。合成的白炭黑产品附合GB10517~ GB10530-89国家标准，现在装置仍在进行稳产调试与工艺优化，该装置是 “1万t/a高铝粉煤灰制备莫利石材料”工程的配套项目，项目的建立，预计可资源化利用高铝粉煤灰2.5万t/a，利用CO2约0.22万t/a，生产白炭黑3000t/a。 通过“矿热炉粉尘碳化沉淀法制备白炭黑联产碳酸钙工艺技术及装备示范”相关技术开发，不仅可以通过矿热炉粉尘（如铁合金炉产生的微硅粉）的转化、对CO2进行捕集与资源化利用，而且可以拓展至高铝粉煤灰的高值化利用领域。更为重要的是，通过“CO2进行捕集与结晶耦合控制技术”，可以实现CO2的捕集与产品转化。为CO2的大规模捕集与利用提供新的途径。

课题目标及任务： 课题通过对直接利用石灰石造渣炼钢工艺技术的研究，目标建成节能减排和资源化利用 CO2、增收转炉煤气的 200 万吨级转炉炼钢示范工程并稳定运行。能够减排、利用 CO2 约 15kg/t 钢；增收转炉煤气按 CO 计算约 1 万吨/年；减少冶金石灰生产约 8 万吨/年；减少炼钢铁水铸铁块约 25 万吨/年；减少炼钢渣和除尘灰产出合计约 3 万吨/年。 课题进展： 1.实验室基础研究 （1）通过计算CO2与铁水中的[C]、[Si]、[Mn]、Fe(l)等元素反应的ΔG以判断石灰石分解产生的CO2能否与铁水中组元反应。（2）用综合热分析仪，探寻渣中组分对CaCO3分解行为的影响，并研究其他廉价CaCO3资源应用的可能性。（3）用马弗炉在不同温度下煅烧石灰石，研究温度对石灰石速度的影响以及高温急速煅烧条件下石灰石的分解行为。（4）对铁水中硅挥发的研究采用热力学进行理论分析，并结合实际情况探讨SiO生成的条件是否满足，并找出影响其生成的条件。 2. 直接利用石灰石造渣炼钢工艺技术开发 （1）技术方案 首先计算工艺改变对转炉热平衡的影响，以设计工业试验入炉金属料的比例。试验过程尽可能多的收集试验数据，以对试验效果进行较为全面的总结分析。 （2）工业试验结果分析 通过相关技术研究与应用，达到了以下指标：（1）转炉炼钢石灰石代替石灰的比例已达70%以上，在设备/铁水条件都合适的时候已达100%；（2）根据试验炉次数据回归计算，石灰石分解放出的CO2有37%能够参与铁水反应，相对原来用石灰造渣炼钢时，利用CO2已接近15kg/t钢；（3）已经在石灰石全部替代石灰炼钢的条件下，实现了转炉金属料中铁块比例为零；（4）转炉煤气增收按CO计算约有3000吨/年；（5）在石灰石全部替代石灰炼钢的炉次能够减少炼钢渣约15 kg/t钢。 直接用石灰石炼钢的方法已经应用于石钢的正常生产，200万吨级的转炉直接利用石灰石炼钢生产的示范基地正在完善中。2011年8月到2012年12月，在运营成本上，渣料结构变化降低成本746万，减少渣料降低成本38万，减少铸铁费用164万，提高转炉煤气热效效热效132万，总体经济效益为1080万元；CO2减排共计量为21962吨，节能减碳效果显著。

课题的主要任务是建设300万吨CO2-O2混合喷吹炼钢示范工程。课题具体任务有以下四点：（1）研究CO2回收及控制系统与CO2-O2混合喷吹炼钢的链接技术；（2）CO2-O2混合喷吹炼钢工艺优化研究；（3）CO2-O2混合喷吹和底吹设备研制；（4）300万吨CO2-O2混合喷吹炼钢示范工程装备技术研究。 经过一年多的研究，课题承担单位完成了研究CO2气体在电炉炼钢、炉外精炼、气体保护方面的应用，同时完成了示范工程建设的前期准备和方案设计工作。具体得出以下结论： （1）CO2气体应用于电炉炼钢的底吹过程，可代替氩气强化熔池搅拌，同时由于CO2可参与熔池的氧化反应，具有吸热作用，有利于底吹喷嘴蘑菇头的形成，保护底吹喷嘴，实现电炉炼钢过程底吹喷嘴和炉龄同步。 （2）CO2气体应用于LF精炼过程，可代替氩气强化熔池搅拌，产生的CO气泡弥散于整个熔池，有利于熔池去气、去夹杂，降低了钢液中氧含量，同时由于熔池搅拌作用增强，脱硫效率提高了10%以上。 （3）CO2气体代替氩气应用浇铸过程的长水口和浸入式水口保护，防止钢液的二次氧化，由于CO2气体的密度大于氩气，远大于空气，因此，覆盖保护作用良好，钢液的二次吸氧和吸氮现象基本消失。 （4）研究了两种CO2回收方法，掌握了化学吸收法和变压吸附法的技术原理、工程设计等方案，根据现场石灰套筒窑的尾气成分、温度、含尘量，综合示范工程企业的介质、能源等实际情况，选取了化学吸收法作为制取CO2的方法。 （5）完成了CO2回收方案、输送、应用于转炉炼钢的初步设计。完成了CO2回收系统和工艺的匹配设计。

主要目标： 建设一套安全可靠的转炉配套烟气全余热回收及布袋除尘系统并进行工程示范， 达到将蒸汽回收量增加50Kg/t钢，实现排放浓度不超过10mg/m3；研发出大通量、高精度、耐高温腐蚀性气体的过滤多孔膜材料滤芯及铁合金冶炼高温烟气净化装置和系统；研发新一代适用于高温工况条件的金属纤维毡滤袋，建立铁铬铝纤维滤袋除尘模拟实验平台。 主要内容： 转炉烟气全余热回收系统研发及示范应用 完成转炉烟气中粉尘成份的测定，并分析其自燃性，模拟在在转炉烟气中的氛围，摸索粉尘堆积可达到的最高温度；开展系统工艺设计、非标设备设计； 开展工业实验，检测系统运行是否稳定；实测吨钢多回收的蒸汽量；实测运行费用；实测烟尘的排放浓度。 铁合金高温炉气净化装置研发 根据工况条件的变化及气体的性质，设计选择自主研发的铁铝金属间化合物材料，制造出非对称膜滤芯，确保高温气体过滤系统耐腐蚀、耐高温、抗热震性及稳定过滤； 采用进气高温，解决系统正常工况下的结露和焦油糊膜问题的同时减少系统制造及运行成本；采用防结露系统、高温反吹来防止开停机及工况条件下的结露问题； 采用多段方式解决高温安全排灰。 金属纤维毡滤袋研究及应用 ①建立铁铬铝纤维滤袋的除尘模拟试验平台，建成金属滤料的应用性能数据库； ②开展铁铬铝纤维滤袋的孔隙结构设计和孔隙度、孔径等结构参数的优化，制备滤袋样品； ③开展铁铬铝纤维滤袋新型清洁系统结构设计，建立除尘装置在线数据采集系统； ④试制除尘器筒体，开展小系统侧线考核试验，为材料结构设计提供指导。

主要目标： 研发出焦化脱硫废液低温热源余热利用的热催化氧化、漆酶/介体的难降解有机物预处理、自由基高级氧化、剩余污泥碳化、低 C/N 比焦化区域废水的MBR、再生水季铵盐固定床杀菌等六项关键技术；建成400m3/h的焦化废水再生示范工程；实现焦化废水再生技术的集成和设备的成套化，形成具有自主知识产权的焦化废水再生技术及设备，为我国钢铁行业焦化废水治理提供可靠技术支撑。 主要内容： 脱硫废液热催化氧化技术及设备研发 O/A/O工艺优化运行与控制参数研究 生化外排水的自由基氧化技术研究 自由基氧化出水的BAF深度处理技术研发 碳源循环利用的污泥减量化技术研究 焦化区域废水的MBR工艺优化及膜污染控制 季铵盐固定床消毒 建设中试线和示范工程 建成400m3/h焦化废水再生示范工程，出水水质达到《再生水水质标准—再生水利用于工业冷却用水》（SL368-2006）的水质。

主要目标： 研发一整套包括浓盐水处理在内的经济高效综合废水深度处理及循环回用技术，建成 25m3/h浓盐废水深度处理中试示范装置，建设500m3/h废水的深度处理示范工程。综合废水全部回用于循环水系统，实现废水“零”排放。 研究内容： 综合废水回用于循环水系统时深度除盐研究 ①回用水中油类物质对除盐效果的影响及其去除方法研究。通过无机絮凝沉降和超滤膜处理联用技术，进一步降低回用水中的含油量； ②深度除盐工艺中反渗透膜污染机理研究。通过研究操作条件及水质等因素对膜污染的影响，阐明膜污染机理，控制膜污染程度； ③除盐系统的优化。选用反渗透膜处理技术和电吸附脱盐技术二种除盐方法，研究水质指标和操作参数与除盐效率间的关系，优化除盐系统的参数运行。 新型高效阻垢缓蚀剂研究 ①阻垢缓蚀剂的研制与优化。分析再生综合废水中离子 的组成，对现有的阻垢缓蚀剂进行评价，筛选出性能优良的药剂。在此基础上通过添加相应组分，改善药剂的性能，研制出低膦低氮或无膦无氮的阻垢缓蚀剂； ②药剂阻垢缓蚀性能的评价。通过静态试验和动态试验评价药剂性能，使循环水的极限碳酸盐硬度达到12mmol/L。 水质与加药量平衡自适应控制技术研究 研究浊度、化学性质（含盐量、pH、金属离子含量）和操作条件（浓缩倍数、旁路水量、总水量、加药量）对循环水系统的结垢速率和腐蚀速率的影响，建立水质与加药量自适应模型。根据上述数学模型，设计水质与加药量自平衡控制系统。 浓含盐废水浓缩、干燥结晶处理工艺技术开发 ①浓含盐废水浓缩处理处理技术：通过活性炭过滤设施研究分析浓含盐废水中COD去除技术；通过膜反渗透试验，选择耐结垢、耐污堵、耐高压、大通量的膜材料以及能量回收设备。 ②焙烧技术：开发适合高含盐无机物焙烧干燥结晶炉型，再通过不同热媒介质燃烧特性试验，开发出专用焙烧炉、选择经济适用的燃烧介质。 针对钢铁行业综合废水的水质，研发出经济高效的膜材料。 建成一套25m3/h浓盐废水深度处理中试示范装置及500m3/h废水的深度处理示范工程并稳定运行。

主要目标： 揭示Cr在钢渣中的迁移轨迹、变价条件和固化机理，明确析晶过程中晶核形成和长大的热力学和动力学条件，实现含Cr微晶玻璃的高效固化，开发出具有自主知识产权的含Cr钢渣制备微晶玻璃的绿色再利用技术和装备，建立含Cr钢渣高值化、功能化的绿色回收再利用于微晶玻璃示范线，为冶金行业危险固废绿色高值化再利用提供示范。 主要内容： 研究含Cr钢渣重金属Cr价态变化条件及机理 ①研发含Cr钢渣中重金属Cr的存在价态及其变化条件； ②研究含Cr钢渣中铬的浸出条件； ③研究铬的溶出量与渣的碱度及渣组分的关系； ④研究含Cr钢渣经磁选后，铬的存在状态； ⑤研究含Cr6+固化的基本条件。 含Cr钢渣成分调配技术 ①研究废料配比对晶核形成及其长大、微晶玻璃性能等影响规律； ②优化并确定各种废料的配比，实现含Cr 钢渣的用量最大化。 研发含Cr钢渣微晶玻璃双棍压延成形工艺和设备，优化工艺参数，确保微晶玻璃光洁度和平整度。 研发含Cr钢渣微晶玻璃的析晶控制工艺 ①研究析晶和晶粒生长动力学和热力学； ②研究工艺参数对晶粒尺寸、微晶含量和微晶玻璃性能的影响； ③优化工艺参数，形成最佳的析晶工艺条件和装备。 Cr在微晶玻璃中的稳定性研究 ①Cr在微晶玻璃中的存在状态及机理； ②微晶玻璃中Cr的温度稳定性及机理； ③微晶玻璃中Cr的酸碱稳定性及机理。 含Cr钢渣微晶玻璃产业化装备及示范线建设。

总体目标：研究开发基于X射线衍射技术和激光超声技术的金属板带组织结构、力学性能和内部缺陷的在线检测技术和装备，应用于国家板带中心实验基地，形成产业化集成示范平台。 研究计划： 2012年 1）完成X射线衍射在线检测备设选型和设计加工。 2）完成激光超声在线检测设备选型和设计加工。 3）完成在线测控数据平台的设计和元件采购。 2013年 1）完成X射线衍射在线检测实验和数据分析。 2）完成激光超声在线检测实验和数据分析。 3）完成在线测控数据平台的模型开发和调试。 2014年 1）完成在线检测装置的运行和功能优化。 2）完成在线测控数据平台的运行和功能优化。 3）完成课题考核验收。

转炉炉气（烟气）分析动态控制系统是一种低成本过程动态控制自动化炼钢技术。采用炉前在线烟气分析设备和模型，可连续获得转炉吹炼过程炉内反应信息，提高转炉加料和氧枪操作水平，可减少转炉喷溅程度。对于无副枪的中小型转炉，较准确确定吹炼终点的碳含量以及进行温度预报。对于低碳钢可实现不倒炉出钢，对于中碳钢可减少倒炉次数，实现标准化科学化炼钢。对于有副枪的中大型转炉，可减少定碳定氧探头的使用量，大大降低操作成本。