項目負責人邱冠周教授、博士生導師，中南大學(xué)副校長(cháng)。中國顆粒協(xié)會(huì )常務(wù)理事、中國礦業(yè)學(xué)會(huì )理事、中國大洋協(xié)會(huì )常務(wù)理事及教育部科學(xué)技術(shù)委員會(huì )材料學(xué)部副主任。在礦物加工科技領(lǐng)域承擔過(guò)21項重要科研項目，15項成果通過(guò)省部級鑒定，獲國家科技進(jìn)步一等獎1項，國家科技進(jìn)步二等獎1項，國家發(fā)明二等獎1項；省部級一等獎6項、二等獎4項；2項科技成果分別被評為1998年和2002年中國高校十大科技進(jìn)展。獲得國家發(fā)明專(zhuān)利8項；被評為國家有突出貢獻的博士、入選教育部跨世紀人才42名首批專(zhuān)家和國家有突出貢獻的中青年專(zhuān)家，是礦物加工國家創(chuàng )新群體的學(xué)術(shù)帶頭人和“973”項目科學(xué)家。針對我國鐵礦資源特點(diǎn)，他所領(lǐng)導的課題組經(jīng)過(guò)十多年的攻關(guān)，成功開(kāi)發(fā)出“鐵精礦復合粘結劑球團煤基直接還原新工藝”，該成果獲2005年度國家發(fā)明二等獎。
直接還原鐵含鐵量高、成份穩定而純凈，不僅是替代廢鋼的理想電爐原料，而且是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼和特殊鋼時(shí)不可缺少的稀釋劑，發(fā)達國家電爐爐料比中DRI已高達40%%-50%%。目前世界鋼鐵生產(chǎn)正加速向“直接還原鐵/廢鋼—電爐煉鋼”的短流程方向發(fā)展，直接還原鐵生產(chǎn)已成為發(fā)展熱點(diǎn)之一。
目前我國鋼鐵產(chǎn)量很大，但優(yōu)、特鋼比例偏低，品種結構不合理，仍需大量進(jìn)口。電爐是公認的冶煉優(yōu)、特鋼有效手段，我國電爐鋼的生產(chǎn)能力目前已達4000萬(wàn)噸/年以上，尚有一批大型電爐在建或即將投產(chǎn)。但廢鋼特別是直接還原鐵資源的短缺，已嚴重制約了其生產(chǎn)能力的發(fā)揮和產(chǎn)品檔次的提高。一部分企業(yè)采用加鐵水的辦法來(lái)補充廢鋼和直接還原鐵資源的不足，但只能生產(chǎn)普通鋼材。我國電爐鋼比僅18%%左右（發(fā)達國家已在50%%以上），直接還原鐵在電爐爐料比中平均不到5%%(世界平均水平為15%%)，其中大部分直接還原鐵是從國外進(jìn)口的。因此，加速發(fā)展直接還原鐵的生產(chǎn)是實(shí)現我國鋼鐵工業(yè)結構調整、質(zhì)量?jì)?yōu)化的戰略需要。
直接還原鐵的生產(chǎn)方法有多種，但由于我國天然氣和優(yōu)質(zhì)鐵塊礦資源缺乏，而非焦煤資源十分豐富、分布較廣。因此，我國適合發(fā)展以鐵精礦球團為原料的“回轉窯煤基直接還原法”。此類(lèi)方法中，目前技術(shù)成熟、應用較廣的為“二步法”直接還原工藝。它以膨潤土為粘結劑，將鐵精礦造球，先經(jīng)高溫（1200-1300℃）氧化焙燒固結后，再入窯進(jìn)行高溫（1050-1100℃）直接還原，故需經(jīng)兩步高溫過(guò)程方能獲得直接還原鐵。所以其工藝流程長(cháng)、高溫設備多、建設投資大、能源消耗高、加工成本高、產(chǎn)品鐵品位低。此外，氧化球團礦孔隙率小、還原速度慢、還原過(guò)程中存在著(zhù)較嚴重的粉化現象。這都嚴重制約了其推廣應用和我國直接還原鐵生產(chǎn)的發(fā)展。
本發(fā)明是根據我國經(jīng)濟建設之急需，針對鐵精礦球團二步法回轉窯直接還原工藝中需二步高溫過(guò)程、流程長(cháng)、窯容利用系數低及粉化率高等技術(shù)難題，在原國家計委和國家科委的立項支持下，由研究、設計和生產(chǎn)單位通力合作、八十多位科研人員歷經(jīng)十余年努力所取得的研究成果。
該成果發(fā)明了具粘結、放熱、催化等多項功能的復合粘結劑及與之配套的混合料活化預處理工藝、強制分級造成球技術(shù)、“全窯高溫、快速還原”的直接還原熱工體系，以復合粘結劑球團取代高溫氧化焙燒球團入窯，由此省掉了一步高溫（1200℃以上）氧化焙燒過(guò)程及相關(guān)設備，變兩步高溫為一步高溫過(guò)程生產(chǎn)直接還原鐵。從根本上解決了上述技術(shù)難題。經(jīng)原冶金部組織的20個(gè)單位的34位專(zhuān)家鑒定，認為本發(fā)明“國內外尚無(wú)先例。是煤基回轉窯直接還原的一項重大的工藝技術(shù)突破”，“具有創(chuàng )新性、開(kāi)拓性”。為我國直接還原鐵生產(chǎn)的發(fā)展開(kāi)拓了一條新途徑。
本發(fā)明于1992年在原冶金部西昌410廠(chǎng)成功地完成了工業(yè)性試驗，分別于1998年和1999年在山東魯中冶金礦山公司、北京密云冶金礦山公司建廠(chǎng)投產(chǎn)。其中密云冶金礦山公司直接還原球團廠(chǎng)的主要技術(shù)經(jīng)濟指標為：窯容利用系數0.8t/m3?d、金屬化率94%%、磁性粉率<2%%、煤耗650Kg/t.DRI左右、產(chǎn)品含鐵90%%以上、作業(yè)率92%%以上。已達到回轉窯直接還原的國際較前水平。設計能力為年產(chǎn)6.2萬(wàn)噸的回轉窯，實(shí)際年產(chǎn)量已達9萬(wàn)噸以上，近三年累計經(jīng)濟效益13972萬(wàn)元。
經(jīng)生產(chǎn)數據的對比、計算，“二步法”工藝相比，本發(fā)明工藝流程縮短40%%左右、基建與設備投資減少30%%以上、節煤15%%左右、節電約20%%、降低成本21%%、產(chǎn)品含鐵量提高1.0%%，經(jīng)濟、社會(huì )效益都十分顯著(zhù)。因而勢必易為廠(chǎng)家所接受，能較快的推廣應用，具有很強的市場(chǎng)競爭力。
