非高炉炼铁技术及其在我国的发展讲义
非高炉炼铁 第一章 绪论
各种炼铁工艺特点
工艺 原料 反应温度 产品特点
高炉炼铁
直接还原
熔融还原
烧结矿、 球团、富 矿 富矿
铁矿石
高于熔化 温度 低于熔化 温度
高于熔化 温度
液态、C高、 脉石低 固态、C低、 脉石高
液态、C高、 脉石低
1.2 非高炉炼铁的分类
1.2.1 分类标准
产品：直接还原、熔融还原 还原剂状态：煤基、气基（直接还原） 主体能源：煤基、气基、电热 工艺模式：一段式、二段式、三段式等 设备类型：竖炉、反应罐、回转窑、流 化床等 炉料结构：净料、混料
2）直接还原铁的其它应用 氧气转炉：冷却剂 高炉：配料 炼铁炉：效果较好 铸造生铁：要求高的金属化率
1.7 非高炉炼铁的前景
1.7.1 我国资源情况 煤炭资源丰富 电力资源前景乐观 铁矿资源丰富，但品味低，难选，多金 属共生矿多 废钢资源短缺
1.7.2 我国非高炉炼铁的发展方向
20世纪20年代开始研究； 20世纪70年代试验研究： 铁浴炉，德国，英国，日本，瑞典等； COREX，奥地利，德国； 20世纪80年代工业化： 1987年，南非，COREXC1000等
1.4 非高炉炼铁法技术经济指标
生产指标：利用系数、单位容积出铁率、 作业强度 产品质量指标：产品还原度、产品金属化 率 能量利用指标：煤气利用率、能耗
教材及参考书
本课程教材： 方觉等著，非高炉炼铁工艺与理论（第一 版），冶金工业出版社，2002年1月 主要参考书： [1] 杨天钧等著 ，熔融还原（第一版）， 冶金工业出版社，1998年 [2] 秦民生主编，非高炉炼铁，冶金工业 出版社 ，1988年
非高炉炼铁技术及其在我国的发展前景
源结构的问题。我国是世界煤炭储量最 大的国家之一 ， 是世界煤炭生产第一大
国，但主焦煤的供应不能满足钢铁生产发展的需要 ， 我 国一些企业不得不进 口 主焦煤满足生产的需要。
２ 、 以传统 Ｂ Ｆ． ～一Ｂ Ｏ Ｆ钢铁 生产流程 为主 的钢铁工业生产对环境 的污 染及不 良影 响在 国民经 济各行业中仅次于动力工业，是我 国控制环境污染，
Ｒ Ｅ ｘ熔融还原工艺的主 要 出发点也是环境 问题。
该法 的设备 由预还原竖炉 、 熔融气化炉和煤气除尘调温系统组成 。 预还原竖炉 与米德 莱克斯法直接 还原竖炉类似 ： 熔融气化炉 与高炉 的炉缸 和炉腹类似 。熔 融气化炉所用 的煤和 熔剂 由封 闭料 斗送入加压料仓 再用 螺旋给料机 加入熔融
竖炉直接还 原方法虽多 ，但工艺过程和原理基本相 同。 熔融还 原炼铁工艺 熔融还原方法很多， 但投 入工业生产 的仅 有 Ｃ Ｏ Ｒ Ｅ Ｘ法。
害气体的重要污染源之一，是向大气排放粉尘及悬 浮微尘的主要工业部门之一。
因此，冶金工业被列为重污染行业之一，随着环境保护的要求日益提 高，钢铁工 业发展的环境压力越来越大 ， 钢铁工业的发展需要新的工艺方法。 首钢被迫花费巨 资迁 出北京教训为钢铁工业的发展提 出了警示。宝钢在上钢三厂搬迁 中采用 Ｃ Ｏ
４ 、为改善钢铁产品结构，提高钢铁产品的质量和品质迫切需要在下 降过程 中被熔化还原为铁水。 矿石中脉石和熔
剂形成 炉渣 炉内生成 的渣铁存放在炉缸 内定期从炉缸渣 、铁 口放 出。 三、我国发展非 高炉炼铁技术 的设想
５ 、电炉炼钢是 目 前能耗最低，对环境负面影响最小的工艺方法，电炉炼钢迫 切需要稀释废钢中的不可控元素或有害元素的高品质、高纯净的铁源材料。
非高炉炼铁
非高炉炼铁一、非高炉炼铁的发展高炉炼铁是炼铁生产的主题，经过长期的发展，它的技术已经非常成熟。
但它也存在固有的不足，即对冶金焦的强烈依赖。
但随着焦煤资源的日渐贫乏，冶金焦价格越来越高。
因此，使炼铁生产摆脱对冶金焦的依赖是开发非高炉炼铁的原动力。
经过数百年的发展，至今已形成了以直接还原和熔融还原为主的现代化非高炉炼铁工业体系。
现代化钢铁工艺流程主体由四部分构成，焦炉、造块设备（例如烧结机）、高炉和转炉。
高炉使用冶金焦为主题能源，他是由焦煤经炼焦得到。
高炉的产品是液态生铁，它经转炉冶炼成转炉钢。
熔融还原的产品相当于高炉铁水。
高炉使用冶金焦，熔融反应则使用非焦煤。
这样就使炼铁摆脱了对冶金焦的依赖。
直接还原的产品是在熔点以下还原得到固态金属铁，称为直接还原铁（DRI），又称海绵铁。
直接还原的流程可分为煤基直接还原、气基直接还原和电热直接还原三大类。
煤基直接还原以煤为主要能源，主要是使用回转炉为主体设备的流程。
气基直接还原以天然气为主题能源。
包括竖炉、反应罐和流化床流程。
电热直接还原以电力为主要能源，是使用电热竖炉直接还原流程。
熔融还原的主体能源主要分为三种：非焦煤，焦炭和电力。
熔炼设备是熔融还原流程的精华。
还原设备决定了适用原料的性质。
例如流化床可直接处理粉料，竖炉则适用于处理块状炉料。
二、重点设备分析直接还原的核心装置是一个还原单元。
占有重要地位的还原设备有竖炉，反应罐，回转炉和流化床。
熔融还原的核心装置时一个还。
原单元和一个熔炼造气单元。
最受重视的还原设备是竖炉和流化床，最重要的熔炼造气设备是煤炭流化床和铁浴炉。
竖炉是一种成熟的还原设备。
除了产量在海绵铁工业中高居榜首外，熔融还原也将它作为还原单元最实际的选择。
目前唯一的工业化二步法熔融还原流程COREX即使用竖炉还原单元。
作为还原设备，流化床的地位非常微妙。
海绵铁工业中流化床的生产能力并不大。
但他具有一个竖炉无法比拟的优点：可直接使用粉矿。
这个特点使流化床成为熔融还原中最受青睐的还原设备。
非高炉炼铁技术的发展方向和策略-周渝生老师
周渝生 钱晖 张友平 冯华堂
宝钢集团公司
20081012
一、能源市场最近的发展动态 二、竖炉直接还原气源的发展 三、煤气利用方向对经济效益的影响 四、竖炉直接还原技术的新发展 五、印度鲁奇－ HYLSA法煤气化生
产直接还原工程进展 六、一种竖炉直接还原的组合方案 七、熔融还原炼铁工艺的发展 八、结论
印度已连续5年保持是世界第一的直接还原铁生产国，产量 为1906万吨，占世界总产量的四分之一，委内瑞拉第二，产量 为771万吨，产量连续两年下降；伊朗第三，产量为744万吨。
按直接还原铁生产工艺分，MIDREX工艺的产量为3972万吨， 占世界总产量的59.1％；在印度、南非和中国等煤基回转窑工 艺产量占世界产量的22.2％，但煤基直接还原工艺大部分规模 较小，能耗也较高。；其次为HYLSA工艺，产量为1130万吨，占 世界产量的16.8％。
80
40
0 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
年份
一、能源市场最近的发展动态
2007年比2006年上涨了19%(2.0-2.50元/m3)。 2007年11月10日上海市的工业用天然气价格已由2.60元/m3上 涨到3元/m3，比2006年又上涨了16.38%，比2005年上涨了50% 。2008年6月上海市的机动车用天然气价格已由2.60元/m3上 涨到4.6元/m3
一、能源市场最近的发展动态
上半年国内焦煤焦炭价格累计暴 涨了一倍。当前是不用焦炭的直接 还原炼铁技术发展的大好机遇
一、能源市场最近的发展动态
2008上半年我国产焦炭1.723亿吨，同比增长 11.42％。 6月末，山西、山东、河北一级冶金焦出 厂含税价超出3000元/吨，刷新历史纪录。 6月份， 我国常规冶金焦出口离岸价为600－680美元/吨（含 关税25％），环比上涨30－90美元/吨。
非高炉炼铁技术概述
非高炉炼铁技术概述摘要：随着焦煤资源日益减少，高炉炼铁技术发展受到限制，非高炉炼铁成为了日益关注的冶炼技术。
文章阐述了非高炉炼铁技术的发展现状、分类，工艺流程及特点，同时展望了其未来的发展前景。
关键词：非高炉炼铁直接还原熔融还原非焦煤一、引言目前，生铁主要来源于高炉冶炼产品，高炉炼铁技术成熟，具有工艺简单，产量高，生产效率大等优点。
但其必须依赖焦煤，而且其流程长，污染大，设备复杂。
因此，世界各国学者逐渐着手研究和改进非高炉炼铁技术。
二、非高炉炼铁工艺非高炉炼铁是指以铁矿石为原料并使用高炉以外的冶炼技术生产铁产品的方法。
在当今焦煤资源缺乏，非焦煤资源丰富的情况下，非高炉炼铁以非焦煤为能源，不但环保，而且省去了烧结、球团等工序，缩短了流程。
因此非高炉炼铁一直被认为是一种环保节能、投资小、生产成本低的生产工艺。
非高炉炼铁可分为直接还原炼铁工艺和熔融还原炼铁工艺两种。
1.直接还原炼铁工艺直接还原炼铁工艺是一种以天然气、煤气、非焦煤粉为能源和还原剂，在铁矿石软化温度下，将铁矿石中铁氧化物还原成铁的生产工艺。
据统计直接还原冶炼工艺多达40余种，大部分已经实现了大规模工业化生产[1]。
目前，直接还原炼铁工艺主要有气基直接还原、煤基直接还原两大类。
1.1气基直接还原气基直接还原是指用CO或H2等还原气体作还原剂还原铁矿石的炼铁方法。
具有生产效率高、容积利用率高、热效率高、能耗低、操作容易等优点，是DRI（directly reduced iron）生产最主要的方法，约占DRI总产量的90%以上[2]。
气基直接还原代表工艺有HYL反应罐法、Midrex-竖炉法、流化床法等[3]。
HYL反应罐法是由墨西哥希尔萨（HojalataYLamina，HYLSA）公司于20世纪50年代初开发的，其工业化标志着现代化直接还原的开始。
HYL反应罐法具有作业稳定，设备可靠等优点，但其作业不连续，还原气利用差，能耗高及产品质量不均匀。
11非高炉炼铁技术及在我国发展的展望-东北大学
熔融还原实现了工业化生产，其环境优越性得以公 认，但低能耗、低成本、低投资等优点还有待实践证 实，仍然是钢铁生产技术发展的最热门话题。
4
1.1 直接还原技术及发展现状
5
❖ 产量持续增加，气基竖炉占主导地位
世界直接还原铁产量（万吨）
年份 1980 1990 2000 2001 2002 2003 2004 产量 714 1768 4378 4032 4508 4945 5460
2005 5699
2006 2007 5979 6569
各工艺直接还原铁的产量（wt%）
工艺 Midrex法 HYL-III
HYL-I Finmet 其它气基
还原气源： 天然气 重整气 煤气化 焦炉煤气 其它
铁矿石
还原反应 渗碳反应
气体燃料
天然气或焦炉煤气
可选择的直接还原产品
电弧炉
8
❖ 转底炉法是煤基直接还原技术的开发热点
能源来源广泛，对原料的适应性强，在钢铁厂粉尘综合利用，以 及复合矿利用有明显的优势。
产品的定位不明确，含铁品位低、含S高，以及转底炉设备运 转部件庞大，运行维护难度大是该工艺的不足。
煤基
1999 67.3 20.6 2.3 3.0 2.3 4.6
2000 68.2 18.6 3.2 2.8 2.6 4.7
2001 66.3 17.1 2.7 4.5 1.0 8.4
2002 66.6 18.4 1.3 3.6 0.2 9.8
2003 64.6 18.4 1.3 5.2 0.4 10.2
COREX是唯一实现了工业化生产的熔融还原方法。FINEX实现了连续性工 业化试生产， Hismelt仍在进行工业化试生产，还存在有待解决的问题。
中国新形势下非高炉炼铁的技术发展
C over Report封面报道中国新形势下非高炉炼铁的技术发展张文来（唐钢国际工程技术股份有限公司，河北 唐山 063000）摘 要：在中国当前的冶金新形势下，近些年非高炉炼铁技术在中国得到了较快发展。
非高炉炼铁技术是中国当前较为重要的一项科学技术。
非高炉炼铁技术是除开高炉技术外，不使用焦炭等各种工艺炼铁技术的统称，根据相应产品的形态，非高炉炼铁技术可以分为直接还原炼铁技术和熔融还原炼铁技术。
非高炉炼铁技术具有一定的优势所在，具体来讲其能够有效节约能源，同时投资低、生产成本低，因此能够满足当前炼铁技术发展的基本需求。
关键词：新形势；非高炉炼铁；技术发展中图分类号：P632 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）03-0001-3收稿日期：2019-03作者简介：张文来，男，生于1968年，汉族，河北唐山人，本科，高级工程师，研究方向：钢铁冶金。
众所周知，我国钢铁工业在历史发展过程中，一直都使用的是高炉炼铁工艺技术，但是高炉炼铁工艺技术具有一个非常明显的特征，这个特征表现为它必须要使用储量有限的炼焦煤为主要燃料，且需要以一定粒径的块状铁矿石进行炼铁工作，所以也就造成了能源、环境、投资等多方面的困扰。
然而在新形势下，炼铁工艺应当更加符合时代发展下对节约能源提出的要求，如此才能进一步提升我国的炼铁技术水平，同时提升资源的利用率。
1 关于非高炉炼铁工艺技术的总体分析在非高炉炼铁工艺技术当中，其中具有两种最为重要的炼铁思路，其分别是直接还原和熔融还原，这两种非高炉炼铁工艺技术具有较多的优势所在，所以整体上的发展空间较大。
直接还原炼铁技术还分为气基和煤基直接还原技术，气基直接还原技术在炼铁过程中，采用的主要方法是气基竖炉法、气基流化床法，它还可以利用天然气经裂化产出的H 2和co 作为还原剂，并且在竖炉当中将已有的铁矿石在固态温度下直接还原成海绵铁，当前所应用的方法主要有Midrex 和HYL 法两种。
非高炉冶炼技术的发展现状与展望报告
非高炉冶炼技术的发展现状与展望报告随着环境保护要求的不断提高和高炉冶炼成本的逐渐攀升，非高炉冶炼技术逐渐成为了冶金行业的新焦点。
非高炉冶炼技术指的是通过直接还原和熔炼铁矿石，而不采用传统的高炉冶炼工艺。
该技术的发展为冶金行业带来了新的机遇和挑战。
本文旨在探讨非高炉冶炼技术的发展现状与未来展望。
一、发展现状1.1 目前采用的非高炉冶炼技术目前采用的非高炉冶炼技术主要包括直接还原炉（包括隧道炉、回转窑炉、HBI炉等）、电弧炉、冶炼炉和金属化合物熔炼等技术。
1.2 技术优势和缺陷非高炉冶炼技术的优势主要包括：一是能够利用低品位铁矿石，提高铁矿石的综合利用效率；二是能够震撼生产，缩短生产周期，提高生产效率；三是能够加快钢水的脱氧剂等元素的反应速率，有利于提高炼钢炉生产速度。
但与高炉冶炼相比，直接还原炉存在生产成本较高、设备投资过大、环境污染较大等缺陷，电弧炉和冶炼炉则存在脱氧效果差、生产效率低下等缺陷。
1.3 应用领域和规模目前非高炉冶炼技术已经广泛应用于钢铁、有色金属、冶金残渣等领域。
其中，直接还原炉技术已经在全球范围内得到了广泛的应用。
HBI是目前最广泛采用的直接还原炉技术之一，全世界已经有100多个生产线，年产能已经达到1500万吨。
二、未来展望2.1 技术发展趋势未来非高炉冶炼技术的发展趋势主要包括：一是采用多种非高炉冶炼技术的联合应用，构成系统化的非高炉冶炼工艺；二是全面推进非高炉炼钢技术，提高产能和品质；三是提高非高炉冶炼技术的自动化和智能化水平，实现对生产过程的实时监控、控制和优化。
2.2 应用领域拓展未来非高炉冶炼技术的应用领域将会不断拓展。
目前非高炉冶炼技术已经在钢铁、有色金属、冶金残渣等领域得到了广泛的应用，未来还有望在其他领域得到广泛应用，如无机材料制备、环保与资源循环利用等领域。
2.3 发展挑战非高炉冶炼技术在应用过程中也存在一些挑战。
一是如何解决非高炉冶炼过程中的环境污染问题；二是如何降低生产成本，提高铁矿石的综合利用效率；三是如何在不影响铁水品质的前提下提高生产效率，提高生产效率。
非高炉炼铁技术及其在我国的发展
我国回转窑直接还原生产指标世界领先，但发展受阻
天津钢管在引进DRC技术基础上，进行了大量改造并取得了重大 进步，最好年份产量超过设计产量20%，在使用TFe 68%球团时，产 品TFe>94.0%、金属化率>93.0%、S、P<0.015%、SiO2～1.0%。自 行开发的链箅机-回转窑法（一步法）实现了工业化，煤耗（褐煤） 仅900～950kg/t DRI，单机产能达15万吨/年 DRI。回转窑法因对原燃 料的要求苛刻，单位产能投资高，运行费用高，生产运行的稳定难度 大，生产规模难以扩大，难以成为我国DRI发展的主体工艺。
宝钢引进COREX熔融还原技术，并顺利投产、成功运行， 尽管仍未实现完全不用焦碳生产，产能、能耗、作业率、铁水成 本等预期目标，但实践积累了大量经验，揭示了存在的问题，探 索了解决方案，为我国非高炉炼铁的发展奠定了基础，为我国熔 融还原实现工业化生产开创了新的局面。 。
熔融还原将成为我国钢铁企业改善能源结构，调节 铁水产能的手段
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1.2.1 COREX实现了工业化生产
奥钢联开发的COREX工艺是第一个实现工业化生产的熔融还原工艺 （1989年11月投产）。目前，全世界有5台（南非一台C-2000，韩国一台 C-2000，印度两台C-2000，中国一台C-3000）COREX装置在运行中。
煤
块矿/球团/熔剂
炉顶煤气
洗涤塔
非高炉炼铁技术及其在我国的发展
赵庆杰 储满生 东北大学 材料与冶金学院
1
主要内容
世界非高炉炼铁技术现状 我国非高炉炼铁技术现状 我国发展非高炉炼铁的展望 结语
我国非高炉炼铁的现状及前景23页PPT
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
我国非高炉炼铁的现状及前景
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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非高炉炼铁技术在我国发展与展望1
非高炉炼铁技术在我国发展与展望摘要非高炉炼铁技术已经成为现在钢铁工业必不可少的技术，直接还原铁是钢铁工业不可缺少的组成部分，熔融还原实现了工业化生产，其环境的优越性得以证实，其低能耗、低成本等优点还有待实践证实。
发展直接还原铁生产弥补废钢的短缺，是我国钢铁工业、装备制造业的发展的急需。
以国内技术为基础，利用国内铁矿资源以煤制气一竖炉为主导工艺是我国发展直接还原铁生产的主要方向。
加强对国外熔融还原技术发展跟踪，强化国内的开发，尤其是对ＣＯＲＥＸ技术的消化、以及装备的国产化是我国熔融还原发展的重要方向。
关键词：非高炉炼铁直接还原熔融还原现状展望1我国非高炉炼铁技术及发展现状1.1我国非高炉炼铁技术发展的起因钢铁工业为了摆脱焦煤资源短缺对发展的羁绊；适应ＥＩ益提高的环境保护要求；降低钢铁生产能耗；改善钢铁产品结构，提高质量和品质；寻求解决废钢短缺及废钢质量不断恶化的途径；实现资源的综合利用开发了以非结焦煤为能源的非高炉炼铁技术，或称为非焦炼铁技术。
非高炉炼铁依产品的形态不同分为：直接还原与熔融还原两部分。
尽管到目前为止，传统的高炉一转炉流程在钢铁生产中仍占最重要地位，还没有任何一种方法能够取代高炉炼铁，但非高炉炼铁技术是钢铁工业持续发展、实现节能减排、环境友好发展的前沿技术之一。
1.2直接还原技术直接还原的产品直接还原铁（ＤｉｒｅｃｔＲｅｄｕｃｔｉｏｎＩｒｏｎ缩写为ＤＲＩ），是铁氧化物在不熔化、不造渣，在固态下还原生成的金属铁产品。
由于ＤＲＩ的结构呈海绵状，固也称为“海绵铁”。
1.3熔融还原技术熔融还原是钢铁技术的开发热点从上世纪八十年代初开始，短短的十多年时间，以煤为主要能源，以氧或富氧空气为反应介质进行还原和熔化的氧煤工艺（ＣＯＲＥＸ、ＤＩＯＳ、Ｈｌｓｍｅｌｔ、ＲＯＭＥＬＴ、川崎法等）；以煤为还原剂，以电为主要热源的电煤工艺（ＩＮＲＥＤ、ＥＬＲＥＤ、ＣＯＭＢＩＳＭＥＬＴ、ＰＬＡＳＭＡＳＭＥＬＴ）等数十种熔融还原工艺，通过了工业或半工业性实验。
非高炉炼铁技术重点是以煤代焦 DRI最佳装备是煤基竖炉
非高炉炼铁技术重点是以煤代焦 DRI最佳装备是煤基竖炉陈守明我国粗钢产量连续高速增长，2011年达6.995亿吨，占全球粗钢产量45%；但产业结构不合理，工艺以高炉炼铁-转炉炼钢长流程为主，铁钢比高、电炉钢比例小，能源资源消耗大、生产成本高，经济效益一路下滑，优化结构、节能增效势在必行。
直接还原铁(DRI)不仅是一种重要的冶金原料，由于不以焦炭为主要能源，称非高炉炼铁，是一种节能增效的冶金新工艺。
发展DRI产业不仅可以为电炉炼钢、转炉炼钢、高炉炼铁、铸造等产业提供大量优质冶金炉料，有助于这些企业节能增效，而且节省大量焦炭，对于缓减高炉炼铁焦炭供应紧张局面、降低成本有利。
同时，国内中小铁矿和非炼焦煤的综合利用、提高附加值，可促进中西部地区经济发展。
国家工信部2011年底颁发的《钢铁工业“十二五”发展规划》中，“重点领域和任务”的技术创新重点第一项即非高炉炼铁技术。
中国DRI多年来产量始终在几十万吨徘徊，主要因为工艺、装备未根据国情自主创新，未显示节能减排优势，工程投资大、生产成本高，经济效益不理想。
DRI工艺按还原剂分为气基法和煤基法，按主体设备分有竖炉法、隧道窑法、回转窑法、转底炉法等。
根据冶金原理和中国能源资源结构、经济技术条件，煤基法比较适宜；按机械和热工原理，这几类工业炉窑虽然都能生产DRI，但竖炉是其优选优化成果，性能更好。
炼铁理论和生产实践均可证明，煤基竖炉DRI能耗低、工程投资少，可取的更好效益。
1 煤基竖炉DRI工艺节能的理论根据1.1 DRI流程短炼铁是钢铁冶金上游工序。
考察钢铁生产流程，如图1所示，流程最短、能耗最低路线是从铁矿石直接炼钢的虚线ideal Route。
但这一路线很难实现，因为还原与升温同时进行，高温下金属铁融化后，还原剂中的碳即渗入铁中，铁水含碳量大于钢的标准。
为了得到含碳量较低的钢，不得不增加炼钢工序，将铁水中的碳再氧化脱去。
现代钢铁生产的高炉-转炉炼钢流程就是这样，称作二步法炼钢。
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1.1 直接还原现状
流化床法的发展受挫
流化床法采用粉状原料、铁矿粉单体颗粒在高温还
原气流中还原，粉矿不必造块、还原速度快，从机理 上是气基法中最合理的工艺，因而在直接还原发展中 倍受关注。生产实践中，因物料流化所需要气流量远 大于还原所需气量，还原气一次通过利用率低，循环
消耗能量高；产品还原程度不均匀；“失流”、粘结、
2003 2004 2005 2006 2007 2008 08/07增幅
/Mt /Mt /Mt /Mt /Mt /Mt
/%
印度
7.67 9.37 11.10 14.7 19.06 21.20
11.23
伊朗
5.62 6.41 6.85 6.9 7.44 7.44
0
委内瑞拉 6.90 7.83 8.95 8.6 7.71 6.87
Itmk3）因采用含铁原料与还原剂混合造球/压块，还原条件 好；能源来源广泛；对原料的适应性强，在钢铁厂粉尘综合 利用，以及复合矿利用有明显的优势，受到人们重视。该工 艺存在产品含铁品位低,含S高（TFe＜85％，硫0.10%～ 0.20％），难以直接用于炼钢生产，不是生产炼钢DRI的方 法，产品用于高炉炼铁的经济合理性还有待生产的验证；设 备运转部件多，运行维护难度大；生产的稳定性还有待生产 的证实等原因，不是DRI发展的主导方向。
不足50万吨。
隧道窑法热效率低，能耗高（实物煤耗＞800 kg/t·
DRI）；生产周期长（48～76小时）；污染严重；产品
质量不稳定；单机产能难以扩大，不可能成为直接还原铁
发展的方向。
9
1.1 世界直接还原技术发展现状
转底炉法是煤基直接还原技术开发热点 转底炉煤基直接还原技术（Fastmet、Inmetco、
600～700℃的DRI热送至冶炼车间，热装入电炉 炼钢可以节约电能60～80kwh/t钢，同时，简化了竖 炉的出料系统，及DRI出炉后的处理系统，减少DRI在 冷却、运输中的再氧化，为降低钢产品总能耗创造条 件。
7
1.1 直接还原现状
回转窑法在印度异常发展
回转窑法是煤基直接还原中最主要方法。回转窑法对 原燃料要求苛刻，能耗高，运行费用高，生产稳定难度大， 规模难以扩大（最大15万吨/年·座），投资大等原因，多 年来没有得到显著的发展，仅在印度、南非、我国等少数 国家应用。近年来，回转窑法在印度得到异常发展，到 2009年底印度约有350条回转窑在运行中，总产能约 1800万吨，产量约占世界总量的25%。但这些小型回转 窑煤耗大多超过1000kg/t·DRI，生产运行情况不理想。
一步法：铁矿物在一个反应器中完成还原及熔化全 过程；
二步法：铁矿物在一个反应器中预还原后，在另一 个反应器中进行终还原和熔化， 按其终还原反应器的形式可分为：
铁浴法；填充床法;残焦（CHAR）沸腾床法等。 至今，世界只有二步法的COREX、FINEX实现了工 业化生产，且仅有五套熔融还原装置在运行。
及生产稳定等问题至今未得到有效解决，造成世界已
建成的多个流化床直接还原装置法中只有Finmet法和
Circored法在生产，但产量仅占生产能力的50%左右，
2008年流化床法的产量仅占世界总产量的1.5%。
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1.2 熔融还原现状
按其能源可分为：氧煤工艺、电煤工艺； 按其还原反应完成的过程可分为：
非高炉炼铁技术及其在我国的发展
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主要内容
世界非高炉炼铁技术现状 我国非高炉炼铁技术现状 我国发展非高炉炼铁的展望 结语
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1. 世界非高炉炼铁技术现状
非高炉炼铁发展的动力是： 摆脱焦煤资源短缺对钢铁工业发展的羁绊,改变钢铁生 产能源结构； 物的改排善放传，统适钢应铁日生益产提流高程的，环实境现保节护能要、求减；少CO2、硫化 解决废钢短缺，应对废钢质量不断恶化，发展电炉钢 生产，实现钢铁“紧凑化”流程，改善钢铁产品结构，提 高钢材质量和品质； 实现资源的综合利用，促进、实现钢铁工业的可持续 发展。 非高炉炼铁（非焦炼铁）是世界钢铁工业技术发展的前 沿技术之一，是钢铁工业实现节能、减排、“低碳”生产 和可持续发展的重要方向和手段。
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1.1 直接还原现状
产量持续增加，气基竖炉法占主导地位 产量呈持续上升的趋势，2008 年产量达6845万吨，2009年产 量6200万吨，比上年度仅下降 9.4%。
以Midrex、HYL为代表的气
基竖炉直接还原法在世界还
原铁生产中占绝对优势 。
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1.1 直接还原现状Leabharlann 世界各国直接还原铁产量统计
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1.1 直接还原现状
隧道窑法在中国异常发展
隧道窑法采用铁矿粉、还原煤分层装罐，还原罐在窑
内加热进行还原。技术含量相对较低，适合于小规模生产，
投资小，符合民营企业投资需要，近期我国已建成或正在
建设的隧道有100多座，设计年产能约400万吨，但由于
原料、产品质量、成本等原因实际正常运行的不多，产量
-10.89
墨西哥
5.62 6.54 5.98 6.2 6.26 6.01
-0.04
沙特阿拉伯 3.29 3.41 3.63 3.6 4.34 4.97
14.52
俄罗斯
2.91 3.14 3.34 3.3 3.41 4.56
33.72
特立尼达和
多巴哥
2.28 2.36 2.05 2.1 3.47 2.78
-19.28
埃及
2.87 3.02 2.90 3.1 2.79 2.64
-5.38
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1.1 直接还原现状
煤制气-竖炉直接还原工艺为DRI生产发展开辟了新途径
由Midrex公司提出并在南非实现了工业化生产的COREX熔融还 原尾气作为Midrex竖炉还原气的工艺，以及直接使用焦炉煤气、合成 气、煤制气为还原气的HYL-ZR工艺，为天然气资源缺乏的地区以天 然气以外的能源发展气基直接还原工艺开辟了新途径。
还原气源： 天然气 重整气 煤气化 焦炉煤气 其它
铁矿石
还原反应 渗碳反应
气体燃料
天然气或焦炉煤气
可选择的直接还原产品
电弧炉 6
1.1 直接还原现状
气基竖炉实现了热出料、DRI热输送和热DRI直接入电 炉炼钢技术工业化
➢HYL开发的热气体输送（HYL-ITEMP）； ➢印度ASSAR钢铁公司密封保温罐输送； ➢Midrex采用的德国AUMUND的热输送。