气基竖炉直接还原炼铁简介
直接还原炼铁
一 直接还原炼铁简介
7、世界直接还原铁生产概况 2012年，全球直接还原铁产量达到7402万吨，其中
印度位居第一，2005万吨。伊朗第二，1158万吨。
全球主要直接还原铁生产大国/MT
国家
印度
伊朗
墨西 哥 委内 瑞拉 中国
2004 9.37 6.41 6.54
7.83 0.43
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 12.04 14.74 19.06 21.20 22.03 23.42 21.97 20.05 6.85 6.85 7.44 7.46 8.20 9.53 10.37 11.58 5.98 6.17 6.26 6.01 4.15 5.37 5.85 5.59
2.4 Fastmet转底炉法工艺
2.5 CODIR煤基回转窑法工艺
➢该工艺原料可为球团矿、块矿,也可为粉矿,还原剂采用挥 发分较小的高活性煤 ,脱硫剂用石灰石或白云石。炉料、还 原煤和脱硫剂从回转窑尾部进入窑内后在与炉气逆向运动 过程中将矿石还原为海绵铁。
➢CODIR 回转窑工艺流程中约占总量 70 %的还原煤由窑头 用压缩空气喷入 ,因此较好地抑制了再氧化和结圈现象。冷 却筒采用间接和直接水冷相结合的方式 ,提高了设备的作业 率 ,有利于回转窑的连续、 稳定生产 ,在多种回转窑工艺中 具有较突出的优势。
目前投入工业应用的直接还原工艺主要有Midrex工艺、HYLIII工艺、Finmet工艺、SL/RN工艺等。2012年全球DRI产量达 到7402万吨，Midrex工艺和HYL-III工艺生产的DRIDRI所占比 例达到76.3%。
2.1 Midrex（米德兰）法工艺
➢ Midrex 法具有工艺成熟、操作简单、生产率高、热耗低、 产品质量高等优点, 因此在直接还原工艺中占统治地位。
直接还原炼铁
炉内压力： 250KPa左右 天然气能耗：
10.2~11t/GJ 炉料在整个炉内停 留时间：10h左右
还原区温度： 850℃左右
金属化率：＞92%
H 2 C O 1
C4 H 1/22 O催 化 剂 CO 2H 2
C4 H C2 O 催 化 剂 2CO 2H A2
12
2.2 HYL-III（Energiron）法工艺
A
13
2.2 HYL-III（Energiron）法工艺
C4 H H 2 O 催 化 3剂 2H CO
炉内压力：600KPa 天然气能耗：
10~11.3t/GJ 炉料在整个炉内停留
时间：大于10h 还原区温度：
900~960℃ 金属化率：＞91%
H 2 C＞ O 2
A
14
2.3 HYL-ZR法工艺
直接还原炼铁
A
1
一 直接还原炼铁简介
1 、定义 直接还原炼铁(Direct Reduction Iron)是一种采用
天然气、煤气、非焦煤粉作燃料和还原剂, 使用球团矿、 块矿、粉矿在在软化温度以下直接还原生产固体直接还原 铁( DRI /HBI) 的炼铁工艺技术。
2 、优点 ① 使用非焦煤，取消了炼焦和烧结等高能耗高污染工序 ② DRI/HBI 中P、S和和有色杂质（Cu、Ni、Cr、Mo、Sn等）
➢ HYL-ZR是在原HYL工艺系列上发展起来的一种新型气基自 重整直接还原工艺,HYL-ZR技术可在其工艺和设备无任何改 动情况下使用焦炉煤气、Corex熔融还原炉产生的煤气或者 合成气 ,而其他技术大都需要对其基本配置进行重大改动 。目前开始在我国和印度等地区应用。
➢在竖炉内通过对还原气进行控制而产生合乎要求的还原气 体 ,其还原气体经过不完全燃烧 ,以及在还原反应器内经 过金属铁的催化作用在现场重整而生成 ,从而对铁矿石进 行还原;而传统HYL-Ⅲ 工艺是在添加蒸汽条件下使天然气 在催化重整装置中裂解。
直接还原炼铁分析
一 直接还原炼铁简介
7、世界直接还原铁生产概况 2012年，全球直接还原铁产量达到7402万吨，其中 印度位居第一，2005万吨。伊朗第二，1158万吨。
全球主要直接还原铁生产大国/MT
国家 印度
伊朗 墨西 哥 委内 瑞拉 中国
2004 9.37
6.41 6.54 7.83 0.43
2005 12.04
HYL-ZR是在原HYL工艺系列上发展起来的一种新型气基自 重整直接还原工艺,HYL-ZR技术可在其工艺和设备无任何改 动情况下使用焦炉煤气、Corex熔融还原炉产生的煤气或者 合成气 ,而其他技术大都需要对其基本配置进行重大改动。 目前开始在我国和印度等地区应用。 在竖炉内通过对还原气进行控制而产生合乎要求的还原气 体 ,其还原气体经过不完全燃烧 ,以及在还原反应器内经 过金属铁的催化作用在现场重整而生成 ,从而对铁矿石进 行还原;而传统HYL-Ⅲ 工艺是在添加蒸汽条件下使天然气 在催化重整装置中裂解。
2.2 HYL-III（Energiron）法工艺
HYL-III是墨西哥某公司开发成分的连续式移动床罐式法， 这一工艺的前身是该公司早期 开发的间歇式固定床罐式法 （HYL-I、HYL-II）。以水蒸气为裂化气（这是与MIDERX的 最大区别），以天然气为原料通过催化反应制取。还原气 转化炉以天然气和部分炉顶煤气味燃料。 主要设备由两部分 ①制气部分（转化炉）：炉内有许多不锈钢管，管内涂有 催化剂 ②还原部分
2.1 Midrex（米德兰）法工艺
炉内压力： 250KPa左右 天然气能耗： 10.2~11t/GJ 炉料在整个炉内停 留时间：10h左右 还原区温度： 850℃左右 金属化率：＞92%
H 2 CO 1
CH 4 1/2O2 催化剂 CO 2H 2 CH 4 CO2 催化剂 2CO 2H 2
直接还原铁技术.
直接还原铁技术直接还原铁是铁矿在固态条件下直接还原为铁，可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料，也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。
这种工艺是不用焦碳炼铁，原料也是使用冷压球团不用烧结矿，所以是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺，也是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。
直接还原炼铁工艺有气基法和煤基法两种，按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。
目前，世界上90%以上的直接还原铁产量是用气基法生产出来的。
但是天然气资源有限、价高，使生产量增长不快。
用煤作还原剂在技术上也已过关，可以用块矿，球团矿或粉矿作铁原料（如竖炉、流化床、转底炉和回转窑等）。
但是，因为要求原燃料条件高（矿石品位要大于66%，含SiO2+Al2O3杂质要小于3%，煤中灰分要低等），规模小，设备寿命低，生产成本高和某些技术问题等原因，致使直接还原铁生产在全世界没有得到迅速发展。
因此，高炉炼铁生产工艺将在较长时间内仍将占有主导地位。
1．直接还原铁的质量要求直接还原铁是电炉冶炼优质钢种的好原料，所以要求的质量要高（包括化学成份和物理性能），且希望其产品质量要均匀、稳定。
1．1 化学成份直接还原铁的含铁量应大于90%，金属化率要＞90%。
含SiO2每升高1%，要多加2%的石灰，渣量增加30Kg/t，电炉多耗电18.5kwh。
所以，要求直接还原铁所用原料含铁品位要高：赤铁矿应＞66.5%，磁铁矿＞67.5%，脉石（SiO2+Al2O3）量＜3%～5%。
直接还原铁的金属化率每提高1%，可以节约能耗8～10度电/t。
直接还原铁含C＜0.3%，P＜0. 03%，S＜0.03%，Pb、Sn、As、Sb、Bi等有害元素是微量。
1．2 物理性能回转窑、竖炉、旋转床等工艺生产的直接还原铁是以球团矿为原料，要求粒度在5～30mm。
隧道窑工艺生产的还原铁大多数是瓦片状或棒状，长度为250～380mm，堆密度在1.7～2. 0t/m³。
气基竖炉直接还原炼铁简介
气基竖炉直接还原炼铁简介XX热能技术有限公司（公章）二零零七年八月八日一、总论1.1 项目背景及项目概况项目起源于焦煤冶金的固有缺陷、优质钢市场需求强劲、废钢严重短缺以及我国天然气资源不足的现实。
自从1735年英国人亚·德尔比发明了煤炭炼焦的方法，采用焦炭的冶炼方法（如高炉）已经取得巨大进步，达到了空前完善的程度，提供的金属材料品种齐全、质量优良、数量巨大，为人类物质文明和社会进步做出了巨大贡献。
然而，随着全球环境和资源压力的日益增大，传统工艺的弊端日益突出，体现在：严重依赖于焦煤；冶金反应重复进行；优质钢生产严重受限；对复杂的多金属矿处理显得无能为力；工厂生产规模大、工艺环节多、需要巨额投资；焦化、烧结、高炉等铁前系统产生的大量烟气、粉尘及水污染；焦化、烧结、高炉等铁前系统的流程长、工艺复杂，导致热效率低，能源浪费严重等。
近年来，随着我国钢铁产量逐年攀升，每年焦煤开采量至少为47425万吨。
按煤炭详查资源总量估计，2070年以后我国的焦煤资源将面临枯竭，传统的焦煤冶金工艺将无法进行正常生产。
与此相反，大量的非焦煤资源在冶炼工艺中却无法得到充分利用，因此开发和采用非焦煤炼铁工艺已迫在眉睫。
非焦煤炼铁工艺是指不使用焦炭进行炼铁生产的各种工艺方法。
按工艺特征、产品类型及用途，可分为直接还原法和熔融还原法两大类别。
直接还原法（Direct Reduction）是指“以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源和还原剂，在天然矿石（粉）或人造团快呈固态的软化温度以下进行还原获得金属的方法”。
熔融还原（Smelting Reduction）则“以非焦煤为能源和还原剂，在高温熔融状态下进行金属氧化物的还原，得到含碳的液态金属”。
与直接还原的不同之处是，熔融还原的发展目标只是探索和推广用煤炭代替焦炭的冶炼方法，其产品还是与传统冶炼工艺一样的液态产品，如铁水。
目前，全世界工业规模的直接还原法已有十几种，而大多数熔融还原工艺还处于研发阶段，已商业化的只有COREX。
气基竖炉直接还原
气基竖炉直接还原气基竖炉直接还原是一种新型的还原工艺，它通过气体直接与原料接触，在高温下进行还原反应，以提取金属或合金。
它广泛应用于冶金、化工等领域，具有高效、节能的特点，本文将从工艺流程、技术特点以及应用前景三个方面来介绍气基竖炉直接还原。
一、工艺流程气基竖炉直接还原的工艺流程主要包括原料准备、装料、气体输送和还原反应四个步骤。
首先，需要对原料进行准备。
原料一般为金属矿石或合金，在进行还原反应前需要经过粉碎、磨细等处理，使其颗粒大小均匀，以提高还原效率。
接下来，将处理后的原料装入竖炉中。
竖炉是一个密封的容器，具有一定的高度，装料时需要根据炉内的温度和压力来确定装料量，以保证还原反应的顺利进行。
然后，通过气体输送系统将还原气体引入竖炉中。
还原气体一般为氢气或可燃气体，通过管道输送到竖炉顶部，并通过喷嘴向下喷射到装料上方，使气体与原料充分接触，促使还原反应发生。
最后，进行还原反应。
在高温下，原料中的金属氧化物与还原气体发生化学反应，生成金属或合金，并释放出热量。
还原反应具体的温度和时间根据具体情况来确定，一般在控制范围内进行。
二、技术特点气基竖炉直接还原具有以下几个技术特点：1. 高效节能：相比传统工艺，气基竖炉直接还原不需要预先加热原料，直接在高温下进行还原，因此能够大大提高还原效率。
同时，通过优化设计和调节还原气体的流量，可以降低能耗，实现节能。
2. 环保可持续：气基竖炉直接还原过程中，只需要还原气体参与反应，不产生废水废气，减少了对环境的污染。
同时，还可以利用废热进行余热利用，提高能源利用效率。
3. 生产灵活性高：气基竖炉直接还原可适用于多种金属矿石或合金的还原，具有较强的适应性。
通过调节反应温度和压力，可以控制还原反应的速率和产物的组成，以满足不同产品的需求。
三、应用前景气基竖炉直接还原技术在冶金、化工等领域具有广阔的应用前景。
在冶金领域，气基竖炉直接还原可以应用于金属矿石的提取和冶炼过程。
直接还原铁简介及伊朗ARFA直接还原铁厂实例
直接还原铁简介及伊朗ARFA直接还原铁厂实例张风杰（中国22冶集团有限公司，唐山）【摘要】国际钢铁协会统计2009年全球粗钢产量12.197亿吨，中国粗钢产量为5.678亿吨，至此中国已连续14年位居世界第一。
显然我们早已步入了钢铁大国行列，但我们离钢铁强国还有很长距离，在某些冶金技术领域相当滞后，尤其直接还原铁方面还我们还处于起步阶段。
学习和了解国际先进的直接还原铁技术，发现和弥补我们的不足迎头赶上，中国直接还原铁前景广阔。
【关键字】直接还原铁优势气基竖炉法施工发展空间直接还原铁(DRI-Direct Reduced Iron)，精铁粉或氧化铁在炉内低于融化温度的条件下还原成为多孔状物质，还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察形似海绵而又名海绵铁。
其化学成分稳定，杂质含量少，可直接用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，它还是冶炼优质钢和特种钢的必备原材料。
作为一种非高炉炼铁工艺，它越来越得到世界各国的重视。
美国米德雷克斯公司(Midrex)的统计数据显示，2008年世界直接还原铁产量达到6845万吨。
自1990年全球还原铁产量从1768万吨增长到2008年的6845万吨，平均年增长幅度在6.0%，这已是直接还原铁产量连续30年增长，即使在2009年严峻的经济环境下，世界直接还原铁产量仍保持在6200万吨。
除中国外，在1994～2010年间，全世界新增的炼铁生产能力有一半是基于直接还原流程。
具体到各个国家，2008年印度已经连续6年保持世界最大的直接还原铁生产国地位，当年产量为2120万吨，占世界总产量的31%；伊朗位居第二，产量为744万吨；委内瑞拉位居第三，产量为687万吨；这些国家具有充足的铁矿石和燃料资源，具备发展直接还原铁充分条件。
另外，近年来俄罗斯直接还原铁产量增长较快，2008年较上年增长33.7%。
2004年，我国直接还原铁产量为43万吨，2005年为41万吨，2006年为40万吨，2007年为60万吨，2008年产量为60万吨。
直接还原法
5、世界煤基直接还原铁生产概况 ★据统计 ,1980 年全球直接还原铁(海绵铁)的产 量仅为728 万 t ,2006 年约为 5980 万 t。平均 年增长率在 8 % 以上。印度连续四年为最大 的直接还原铁生产国 ,2006 年产量接近1500 万t , t ,同比增长35 % , 35 ,占世界总产量的 25 % , ,委 内瑞拉以产量 860 万 t 位居第二 ,伊朗以产量 690 万 t 位居第三 ,墨西哥以产量620 万 t 位 居第四。 2008 年底还有一些新增产能将投
1、Fastmet法 ★Fastmet 法是采用环形回转炉生产直接还原铁的一种 方法。该方法用煤粉和铁矿粉作原料 ,制成的冷固结含 炭球团矿在炉中不依靠焦炭和天然气而实现高温还原。 ★特点： (1)用转底炉运载炉料 ,并在高温敞焰下加热实现快速还 原。 (2)还原过程时间很短 ,仅仅 6～12 min ,设备的起动与 停止、 产量的调整都可比较简单地进行。
2、直接还原法的优点 ①不用焦炭，取消了焦炉、烧结等工序 ②DRI中硫、磷、有色金属杂质含量低，利于炼优 质钢 3、直接还原法的缺点 ①对原料要求高，要优质的高品家地区严重缺乏焦煤, 不能发展高炉— —转炉工艺, 但他们有丰富的天然气和普通烟 煤, 有价廉质优的铁矿石。 ②科学技术进步，对钢材质量和品种提出了更 高的要求。 ③废钢-电炉-连铸连轧钢铁生产短流程的兴起。
1、Midrex和 Hy L - Ⅲ 气基竖炉技术 目前 ,全世界共有百余家直接还原铁生产厂。 Midrex和 Hy L - Ⅲ 气基竖炉法是最主要的直接还 原铁生产工艺 , 2006年这两种方法所生产的直接 还原铁产量占世界直接还原铁总产量的 78 . 1% ( Midrex 法 占 59 . 7 %, Hy L - Ⅲ法 占18 . 4 % )。 近年 ,这两种工艺技术得到不断发展。
电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术
电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术摘要：本文介绍了我国电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术的应用现状。
电炉炼钢主要依赖废钢和铁合金作为原料，通过石灰石和脱硫剂等辅助原料的配比和处理。
然而，废钢质量不稳定、供应有限，以及直接还原铁材料紧张等问题仍需解决。
气基竖炉技术和回转窑法技术等直接还原铁生产技术在电炉炼钢中得到广泛应用。
随着技术不断进步，这些技术将为钢铁工业的未来发展提供更多可能性。
关键词：电炉炼钢;直接还原铁技术;废钢铁材料;生产质量引言钢铁作为现代工业的基础材料之一，广泛应用于建筑、交通、机械制造等各个领域，对社会经济的发展起着至关重要的支撑作用。
而电炉炼钢和直接还原铁生产技术作为钢铁制造领域的两大关键工艺，自问世以来，不仅实现了对钢铁生产过程的深刻革新，更对传统高炉冶炼方式进行了有效的补充与完善。
1我国电炉炼钢的主要原料我国电炉炼钢的主要原料包括废钢和铁合金。
废钢是指回收的废旧钢材，例如废旧建筑结构、废旧汽车、废旧家电等，这些废旧钢材通过回收和处理后，成为电炉炼钢的重要原料。
废钢的使用不仅有助于资源的再利用和节约，还能有效降低炼钢过程中的能源消耗和环境污染。
铁合金是指含有一定铁元素并且与铁相容的合金，常见的有硅铁合金、锰铁合金、铬铁合金等。
这些铁合金可以调整炼钢过程中的钢水成分，提高钢的性能和品质[1]。
除了废钢和铁合金，电炉炼钢过程中还需要添加一定量的石灰石、脱硫剂等辅助原料，以确保钢水的质量和合金成分的准确控制。
通过合理配比和处理这些原料，我国的电炉炼钢技术不断优化和创新，为钢铁行业的可持续发展做出了重要贡献。
2电炉炼钢原料应用现状电炉炼钢技术是一种利用电力作为能源、直接还原铁生产钢水的先进冶炼工艺。
相较于传统高炉冶炼方式，电炉炼钢具有能耗低、环境友好、低碳排放等优势，因此在近年来得到了广泛应用和不断发展。
2.1废钢铁料量较少、质量较差尽管废钢在电炉炼钢中是重要的原料，但目前我国面临废钢铁料量较少和质量参差不齐的问题。
《气基直接还原竖炉炉型研究》
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言气基直接还原（DRI）工艺在钢铁生产领域具有重要意义。
通过这种技术，人们能够将含铁矿石高效地还原成金属铁。
在这一过程中，竖炉作为关键设备，其炉型设计直接关系到生产效率、能源消耗以及产品质量。
因此，对气基直接还原竖炉炉型的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨气基直接还原竖炉的炉型研究，为优化工艺和设备设计提供参考。
二、气基直接还原竖炉概述气基直接还原竖炉是一种用于将含铁矿石还原成金属铁的设备。
其工作原理主要是通过使用气态还原剂（如天然气、煤气等）与含铁矿石在高温下进行反应，实现矿石的还原过程。
由于这一过程中产生的产品（金属化球团矿）具有优良的冶金性能，使得其在钢铁生产中有着广泛的应用。
三、气基直接还原竖炉炉型研究（一）炉型结构气基直接还原竖炉的炉型结构主要包括进料系统、反应区、排料系统等部分。
其中，进料系统负责将含铁矿石均匀地送入反应区；反应区是矿石还原的主要场所，其设计应考虑到温度控制、气体分布和矿石的还原反应；排料系统则负责将反应后的产品从炉内排出。
（二）炉型研究重点1. 温度控制：在气基直接还原过程中，温度是影响反应速率和产品质量的关键因素。
因此，研究如何合理控制炉内温度，使其在最佳范围内波动，是炉型研究的重要一环。
2. 气体分布：气基直接还原过程中，气体的分布对反应的均匀性和效率有着重要影响。
因此，研究如何优化气体分布系统，使气体在炉内均匀分布，是提高生产效率和产品质量的关键。
3. 炉体结构：炉体结构的设计应考虑到设备的耐用性、热效率以及维护成本等因素。
合理的炉体结构能够提高设备的运行效率，降低生产成本。
（三）新型炉型研究针对传统气基直接还原竖炉的不足，研究者们提出了一些新型炉型。
这些新型炉型在进料系统、反应区设计、排料系统等方面进行了优化，旨在提高生产效率、降低能耗和改善产品质量。
四、研究成果与应用通过对气基直接还原竖炉的炉型研究，我们可以得出以下结论：合理的温度控制和气体分布系统能够提高生产效率和产品质量；新型炉型在实际应用中表现出较好的性能，具有较高的推广价值。
直接还原铁隧道窑生产工艺介绍
直接还原铁隧道窑生产工艺介绍还原铁工艺根据使用还原剂的不同，可分为两大类：使用气体还原剂的气基直接还原法和使用固体还原剂的煤基直接还原法。
气基直接还原法，主要分布在中东、南美等天然气资源丰富的地区，这些地区以电炉短流程为主的钢铁工业也得到迅猛发展。
代表工艺为Midrex竖炉法、HYL、反应罐法和流态化法。
煤基直接还原法，主要分布在南非、印度、新西兰等地，天然气资源有限，但有优质的铁矿资源和丰富的煤炭资源。
代表工艺有SL-RN法和Krupp法。
我国从能源储量和合理利用考虑，还不能为冶金工业生产提供足够的天然气，即使有气可用，成本也太高，生产一吨海绵铁，若用天然气要400-500m3，天然气部分的成本就占600-750元；若用煤气，要1600m3，煤气成本1600元。
因此气基直接还原无法考虑。
目前在我国使用的工艺有隧道窑工艺、回转窑工艺和倒焰窑工艺三种，均为煤基还原法。
倒焰窑在我国发展较早，其特点有：投资少、上马快、成本低、规模灵活、操作简单、对原料要求低，但其产品质量差且不稳定，生产效率低、能耗高、劳动强度大、操作环境差、环境污染严重、装备水平落后、全人工操作，无机械化可言，但因其投资少还有一些小型企业在使用。
但国家不提倡使用。
回转窑工艺的特点：机械化程度较高、劳动强度较低，但也存在着产品成本高、投资大、易于发生结圈故障、产品质量不高、产品分化率高、对原料及还原剂要求苛刻、生产效率较低、热效率低、填充系数低等缺点，在国内有几家使用过，但均不太成功。
另在我国也有一些科研单位进行过其他工艺的试验与研究，但均未取得有效进展。
隧道窑工艺具有工艺成熟可靠、投资少、见效快、成本低、产品品位高且稳定、操作简单、设备运行稳定、能耗低、对原料的要求不苛刻、规模灵活、填充系数高（一般在30%以上）等优点。
但过去也存在着劳动强度大、机械化程度较低的缺点，在我国有十几家海绵铁厂在使用，属成熟可靠使用最多的工艺。
针对各种工艺的优缺点，结合实际情况，本项目拟采用全自动化隧道窑生产工艺（见工艺流程图）。
气基竖炉直接还原低碳炼铁方案(一)
气基竖炉直接还原低碳炼铁方案一、实施背景随着全球对环境保护的重视和钢铁行业碳排放量的关注，低碳炼铁技术的研发和推广成为了钢铁产业发展的重要趋势。
气基竖炉直接还原是一种以煤气为能源，通过竖炉直接还原铁矿石的炼铁方法，具有较高的能源利用效率和环保性能。
本方案旨在通过气基竖炉直接还原工艺的研发与应用，推动我国钢铁产业的低碳发展。
二、工作原理气基竖炉直接还原低碳炼铁工艺采用天然气或煤制气等富含氢气的煤气作为能源和还原剂，将铁矿石在竖炉内进行直接还原。
具体过程如下：1. 预热阶段：将铁矿石在炉内预热到约700℃，以促进煤气的燃烧和还原反应。
2. 煤气燃烧和还原阶段：煤气在竖炉上部燃烧室燃烧，产生高温煤气（约1100℃）通过炉顶喷嘴进入炉内，与铁矿石发生还原反应，生成金属化球团。
3. 冷却和排出阶段：金属化球团在炉内继续冷却并从炉底排出。
4. 成品处理阶段：对金属化球团进行破碎、筛分、磁选等处理，得到最终产品。
三、实施计划步骤1. 研发与设计：开展气基竖炉直接还原工艺的基础研究和应用研究，设计适合我国钢铁产业的气基竖炉直接还原工艺流程和设备。
2. 设备制造与安装：根据设计要求，制造设备并在现场安装调试。
3. 工业试验：在制造和安装完成后，进行工业试验，验证工艺流程和设备的可行性和稳定性。
4. 生产调试：根据工业试验结果，对工艺流程和设备进行优化调整，逐步达到设计产能。
5. 技术服务与培训：提供相关技术服务和培训，确保企业能够自主运行和维护气基竖炉直接还原生产线。
四、适用范围本方案适用于大型钢铁企业和中小型民营钢铁企业。
特别是对于具有丰富铁矿资源和煤气资源的钢铁企业，气基竖炉直接还原低碳炼铁工艺具有较高的适用性和优势。
此外，对于地处环保要求较高地区或面临转型升级压力的钢铁企业，该工艺也具有较大的应用潜力。
五、创新要点1. 竖炉结构优化设计：通过对竖炉内部结构的优化设计，提高煤气与铁矿石的接触面积和热交换效率，降低能源消耗。
氢气竖炉还原炼铁技术
氢气竖炉还原炼铁技术氢气竖炉还原炼铁技术简介氢气竖炉还原炼铁技术是一种相对新型的冶金技术，它是指将铁矿石进行还原，生产出铁和一系列副产品的方法。
采用氢气竖炉还原炼铁技术生产出的铁质量较高，同时排放的废气量较为稳定，使其成为近年来备受瞩目的水平炉冶金技术之一。
1. 基本原理氢气竖炉还原炼铁的基本原理可以归纳为四步。
第一步是将铁矿石进行装入氢气竖炉。
第二步是加热，使炉内温度达到还原区温度。
第三步是喷入氢气，使其与铁矿石发生还原反应。
在还原反应中，铁矿石中的氧化铁会被还原为氧化铁和铁。
第四步是收集产生的铁和废气。
2. 优点采用氢气竖炉还原炼铁技术生产出的铁质量较高，同时排放的废气量较为稳定。
与传统炼铁技术相比，氢气竖炉还原炼铁技术的优点在于：（1）生产效率高。
采用氢气竖炉还原炼铁技术可以生产出质量较高的铁，同时产量也比传统工艺高。
（2）能源利用效率高。
氢气竖炉使用的是天然气或液化气等清洁能源，而传统高炉则需要大量的煤炭作为能源。
（3）废气排放少。
氢气竖炉还原炼铁技术是一种比较绿色的技术，能够大大减少二氧化碳的排放以及其他污染物质的排放，相对于传统炼铁技术更为环保。
3. 局限虽然氢气竖炉还原炼铁技术应用前景十分广阔，但目前在实际应用中仍有一些问题亟需解决：（1）能源成本高。
氢气竖炉需要较高质量的天然气或液化气，产能大则使用的气量也会急剧上升，极大地增加了生产成本。
（2）高温而脆弱。
炉体的长期在高温和高压环境下会变得非常脆弱，并因此导致炉墙的开裂和扭曲等问题。
（3）还原温度控制难度大。
氢气竖炉在铁矿石的还原过程中，对温度的控制要求非常高，需要有较为专业的人员进行控制。
结论：综上所述，氢气竖炉还原炼铁技术虽然存在一些局限，但由于其优秀的性能和较高的生产效率，仍有广阔的发展前途。
在未来的发展中，应将重点放在优化炉体结构、精细化的温度控制以及降低能源成本等方面，并寻求更加环保的生产方案。
这一技术的发展将会促进整个冶金行业的集约化、产业升级，带来巨大的经济效益和环保效益。
《气基直接还原竖炉炉型研究》
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言随着钢铁工业的不断发展，对于高纯度铁粉的需求越来越大，而气基直接还原法作为一种高效、环保的铁粉生产方式，其重要性愈发凸显。
气基直接还原竖炉作为气基直接还原法中的核心设备，其炉型的研究与优化对于提高铁粉生产效率、降低能耗和环保指标具有十分重要的意义。
本文旨在深入探讨气基直接还原竖炉的炉型设计及其实践应用。
二、气基直接还原竖炉的原理及特点气基直接还原竖炉是一种以气体为还原剂，将铁矿石直接还原成海绵铁的竖式反应设备。
其原理是通过控制反应气氛、温度和时间等参数，使铁矿石在高温、高还原性气氛下与气体还原剂发生还原反应，生成海绵铁。
该技术具有工艺流程简单、资源利用率高、能耗低、环保性能好等优点。
三、气基直接还原竖炉的炉型研究（一）炉型设计气基直接还原竖炉的炉型设计主要涉及炉体结构、进料方式、气体分布系统、排料系统等方面。
在炉体结构上，应考虑炉体的耐高温性能、热稳定性以及密封性等因素；在进料方式上，应保证进料的均匀性和连续性；在气体分布系统上，应保证还原气体的均匀分布和充分反应；在排料系统上，应保证排料的顺畅性和连续性。
（二）常见炉型分析目前，常见的气基直接还原竖炉炉型包括圆筒形炉、椭圆形炉和矩形炉等。
圆筒形炉具有结构简单、热效率高等优点，但存在热应力大、易变形等问题；椭圆形炉具有较好的热稳定性和耐高温性能，但制造成本较高；矩形炉则具有结构紧凑、空间利用率高等优点，但需考虑炉内气流分布的均匀性。
（三）新型炉型研究针对现有炉型的不足，研究人员提出了一些新型的气基直接还原竖炉炉型。
例如，一种新型的复合式竖炉，该炉型结合了圆筒形炉和矩形炉的优点，既具有较高的热效率，又具有较好的热稳定性和空间利用率。
此外，还有一些研究者通过优化进料方式和气体分布系统等手段，对现有炉型进行改进，以提高其生产效率和降低能耗。
四、实践应用及效果分析通过对不同炉型的实际应用和效果分析，可以发现新型炉型在提高生产效率、降低能耗和环保性能等方面具有显著优势。
《气基直接还原竖炉炉型研究》范文
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言气基直接还原（DRI）作为钢铁行业中的关键工艺之一，一直受到行业内外专家学者的关注。
而作为实施气基直接还原的主要设备之一，竖炉的设计和优化对提高DRI生产效率、降低能耗、保证产品质量等具有重要意义。
本文将就气基直接还原竖炉的炉型进行研究，探讨其结构特点、操作性能以及优化方向。
二、气基直接还原竖炉概述气基直接还原技术是一种将铁矿石在高温下与还原性气体（如天然气、煤制气等）反应，将铁矿石还原成铁粉（DRI）的技术。
竖炉作为实施这一工艺的主要设备，其结构包括炉体、供气系统、排烟系统等。
通过竖炉内矿石与还原性气体的化学反应，达到将铁矿石转变为金属铁的目的。
三、竖炉结构及工作原理（一）炉体结构竖炉主要由进料系统、主体部分、排料系统等组成。
主体部分呈竖直筒形，其内壁需进行耐高温处理，以承受高温和化学反应的侵蚀。
（二）工作原理在竖炉内，铁矿石与高温还原性气体接触并发生化学反应。
在一定的温度和压力条件下，矿石中的氧化铁逐渐被还原成金属铁。
该过程需要在控制良好的气氛、温度和反应时间下进行，以保障产品的质量和生产效率。
四、气基直接还原竖炉炉型研究（一）不同炉型的特点根据进料方式、反应室设计、排料方式等因素，气基直接还原竖炉的炉型有多种类型。
不同类型竖炉在生产效率、能耗、产品质量等方面存在差异。
例如，对于进料方式，可采用连续进料或分批进料；反应室设计上，需要考虑气流分布、热能利用等因素。
（二）关键因素分析在炉型设计中，需考虑的主要因素包括矿石性质、还原性气体种类及来源、生产规模、环境因素等。
不同因素对竖炉的结构设计、操作性能和产品质量均有影响。
例如，矿石的粒度、化学成分将影响反应的速率和产品的质量；而还原性气体的种类和纯度则影响反应的效率和产品的性能。
（三）优化方向与案例分析针对当前存在的问题和需求，对竖炉进行优化和改进。
首先，提高竖炉的热能利用效率，通过优化气流分布、增加热回收装置等方式降低能耗；其次，改善矿石的还原效果，通过改进进料方式、调整反应温度等方式提高产品质量；最后，加强环保措施，减少排放，实现绿色生产。
《2024年气基直接还原竖炉炉型研究》范文
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言随着现代冶金技术的快速发展，气基直接还原工艺作为新型冶金工艺备受关注。
其中，竖炉作为该工艺的核心设备，其炉型的设计和优化对提高生产效率、降低成本、保证产品质量具有重要意义。
本文将就气基直接还原竖炉炉型展开深入研究，为优化竖炉设计和操作提供理论依据。
二、气基直接还原竖炉工艺概述气基直接还原工艺是指利用还原性气体（如CO、H2）在高温条件下直接将铁矿石还原成铁水的过程。
竖炉作为该工艺的主要设备，具有设备结构简单、投资成本低、操作灵活等优点。
然而，在实际生产过程中，竖炉的炉型设计仍存在诸多问题，如热效率低、能耗高、环境污染等。
因此，对竖炉炉型进行深入研究具有重要的现实意义。
三、气基直接还原竖炉炉型研究现状目前，国内外学者对气基直接还原竖炉炉型进行了大量研究。
从研究现状来看，主要关注以下几个方面：1. 炉体结构：包括炉体高度、直径、料层厚度等参数的优化设计。
2. 气体分布系统：研究气体分布的均匀性、气流速度等对还原过程的影响。
3. 排料系统：研究排料方式、排料速度等对竖炉生产效率的影响。
4. 热量传递与热效率：研究竖炉内的热量传递过程，提高热效率，降低能耗。
四、气基直接还原竖炉炉型设计原则在进行气基直接还原竖炉炉型设计时，应遵循以下原则：1. 考虑原料性质：根据原料的物理化学性质，选择合适的炉型结构。
2. 保证气体分布均匀：确保还原性气体在炉内分布均匀，提高还原效率。
3. 提高热效率：优化热量传递过程，降低能耗。
4. 考虑操作灵活性：设计应具有足够的操作灵活性，便于生产过程中的调整和维修。
五、新型气基直接还原竖炉炉型研究针对现有竖炉存在的问题，本文提出了一种新型的气基直接还原竖炉炉型。
该炉型在以下方面进行了优化：1. 改进了炉体结构：通过增加预热段、优化反应段和设置冷却段，使竖炉更加适应连续生产的需求。
2. 优化了气体分布系统：采用多级分布器，确保气体在炉内的均匀分布。
《气基直接还原竖炉炉型研究》
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言随着全球钢铁工业的持续发展，气基直接还原技术已成为钢铁生产领域的重要技术之一。
气基直接还原竖炉（Direct Reduction Shaft Furnace）是这种技术中的核心设备之一，其炉型设计直接关系到生产效率、能源消耗和产品质量。
因此，对气基直接还原竖炉炉型的研究显得尤为重要。
本文将重点研究气基直接还原竖炉的炉型设计及其在钢铁生产中的应用。
二、气基直接还原竖炉的概述气基直接还原技术是一种利用气体还原剂（如天然气、煤制气等）将铁矿石或铁基废弃物在较低温度下进行直接还原的方法。
相较于传统高炉，该技术具有生产效率高、能源消耗低、环境污染小等优点。
气基直接还原竖炉是这种技术的重要设备，其原理是利用气体的热量和化学性质对铁矿石进行加热和还原。
三、气基直接还原竖炉的炉型设计（一）炉型结构气基直接还原竖炉的炉型结构主要包括进料系统、反应区、排料系统等部分。
其中，反应区是整个竖炉的核心部分，其设计直接影响着还原反应的效率和效果。
（二）关键参数1. 炉体高度与直径：炉体的高度和直径决定了竖炉的容量和反应空间，影响生产效率和产品质量。
2. 反应区设计：反应区的温度、气氛和流场分布是决定竖炉性能的关键因素。
应保证在较低的能耗下实现较高的反应速率和较好的产品品质。
3. 燃烧器布局：燃烧器布局影响炉内的热量分布和气流运动，进而影响竖炉的反应效率和能源消耗。
四、不同炉型的比较分析（一）传统竖炉与现代高效竖炉的比较传统竖炉结构简单，投资成本低，但生产效率较低，能源消耗大。
而现代高效竖炉采用先进的控制系统和热工技术，具有较高的生产效率和较低的能耗。
（二）不同类型的气基直接还原竖炉的比较不同类型的气基直接还原竖炉在结构、性能、适用范围等方面存在差异。
应根据具体的生产需求和资源条件选择合适的竖炉类型。
五、实际应用及优化建议（一）实际应用在实际生产中，应根据原料性质、产品要求、能源成本等因素选择合适的炉型和操作参数。
《气基直接还原竖炉炉型研究》
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言随着钢铁工业的不断发展，钢铁制造技术也日新月异。
其中，气基直接还原技术以其高效率、低能耗和环保特性成为了全球范围内广泛关注的研究领域。
气基直接还原竖炉作为该技术的重要组成部分，其炉型设计对生产效率和产品质量具有重要影响。
本文旨在研究气基直接还原竖炉的炉型，通过对现有炉型的分析，为改进炉型设计和提高生产效率提供理论依据。
二、气基直接还原技术概述气基直接还原技术是一种将铁矿石通过还原剂（如天然气、煤制气等）在高温下进行还原反应，得到铁基产品的工艺。
该技术具有高效率、低能耗、低污染等优点，被广泛应用于现代钢铁制造中。
三、气基直接还原竖炉的炉型研究（一）现有炉型分析目前，气基直接还原竖炉的炉型多种多样，主要包括圆形、椭圆形、矩形等。
这些炉型各有优缺点，如圆形炉型热效率高，但热应力大；矩形炉型热应力小，但热效率相对较低。
针对不同地区和不同需求，需要选用合适的炉型。
（二）新炉型研究针对现有炉型的不足，本文提出一种新型的气基直接还原竖炉炉型。
该炉型结合了圆形和矩形炉型的优点，采用特殊的结构设计，以降低热应力和提高热效率。
同时，该炉型还考虑了原料的进料方式、反应区的分布、热能的利用等因素，以实现更高的生产效率和更好的产品质量。
（三）实验验证与结果分析为了验证新型炉型的可行性和效果，本文进行了一系列的实验研究。
实验结果表明，新型炉型在热效率、生产效率和产品质量等方面均表现出较好的性能。
与现有炉型相比，新型炉型具有更高的生产效率和更好的产品质量，且在能耗和环保方面也有明显优势。
四、结论与展望本文通过对气基直接还原竖炉的炉型进行研究，提出了一种新型的炉型设计。
实验结果表明，新型炉型在热效率、生产效率和产品质量等方面均表现出较好的性能。
因此，本文认为新型炉型具有较大的应用潜力，可为钢铁企业提供更好的生产效率和产品质量。
未来，随着钢铁工业的不断发展，气基直接还原技术将得到更广泛的应用。
《2024年气基直接还原竖炉炉型研究》范文
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言随着全球钢铁工业的持续发展，对高效、环保、低能耗的炼铁技术需求日益增长。
气基直接还原法作为一种新兴的炼铁技术，其核心设备——竖炉，对生产效率和产品质量起着至关重要的作用。
因此，对气基直接还原竖炉炉型的研究显得尤为重要。
本文旨在深入探讨气基直接还原竖炉的炉型设计及其优化策略，为实际生产提供理论支持。
二、气基直接还原竖炉的基本原理及工艺流程气基直接还原法是一种利用气体还原剂（如天然气、合成气等）将铁矿石直接还原成海绵铁的炼铁方法。
其基本原理是利用高温气体与铁矿石进行化学反应，实现铁的还原过程。
整个工艺流程主要包括矿石预处理、气基还原、渣铁分离和铁产品精炼等环节。
其中，竖炉作为关键设备，主要承担气基还原的作业。
三、气基直接还原竖炉炉型的现状与问题分析当前，国内外气基直接还原竖炉的炉型设计各异，主要存在以下问题：一是炉体结构复杂，导致操作难度大、能耗高；二是炉内温度分布不均，影响还原反应的进行；三是炉型设计缺乏针对性，难以满足不同原料和工艺的需求。
因此，对炉型进行优化研究具有重要的现实意义。
四、气基直接还原竖炉炉型优化策略针对上述问题，本文提出以下炉型优化策略：1. 简化炉体结构：通过优化炉体结构设计，降低设备的复杂性和操作难度，从而降低能耗。
同时，简化结构有助于提高设备的可靠性，降低故障率。
2. 优化温度分布：通过改进气流分布系统，实现炉内温度均匀分布。
这不仅可以提高还原反应的效率，还有助于减少能耗和环境污染。
3. 针对性设计：根据不同原料和工艺需求，设计不同规格和结构的竖炉。
例如，针对高品位矿石和低品位矿石，可以分别设计不同的进料口和反应区结构。
4. 引入先进技术：如智能控制技术、热工技术等，实现对竖炉的精确控制和高效运行。
智能控制系统可以实时监测炉内状况，自动调整参数，以适应不同工况；热工技术则可以提高热能的利用效率，进一步降低能耗。
五、研究方法与实验结果本文采用理论分析和实验研究相结合的方法，对气基直接还原竖炉的炉型进行深入研究。
气基竖炉直接还原
气基竖炉直接还原气基竖炉是一种常用的冶炼设备，它能够直接将矿石还原为金属。
这种炉子具有很高的效率和灵活性，被广泛应用于金属冶炼行业。
气基竖炉的原理是利用燃烧产生的高温气体对矿石进行加热，使其发生化学反应，从而将金属元素从矿石中提取出来。
炉子由炉体、加热系统和排烟系统等组成。
炉体是气基竖炉的主要部分，它通常由耐高温材料制成，能够承受高温和热震的冲击。
炉体内部设有多层矿石料柱，矿石通过上料系统被均匀地放置在料柱中。
料柱的设计使得气体可以在其中均匀地流动，从而实现对矿石的均匀加热。
加热系统是气基竖炉的关键部分，它通过燃烧燃料产生高温气体，将矿石加热到所需温度。
常用的燃料包括煤炭、天然气和液化石油气等。
燃料在炉体底部燃烧，并产生大量的热能。
热能通过炉体的壁面传递给矿石，使其温度逐渐升高。
同时，燃烧产生的废气被排烟系统排出炉外。
排烟系统是保证气基竖炉正常运行的重要组成部分。
由于燃烧产生的废气中含有大量的有害物质和灰尘，如果不及时排出，会对环境造成严重污染，并对炉体和设备造成损害。
因此，排烟系统必须能够有效地将废气排出，并对废气进行净化处理，以达到环保要求。
气基竖炉的优点主要体现在以下几个方面。
首先，它能够直接将矿石还原为金属，不需要经过其他复杂的冶炼过程。
其次，气基竖炉的加热效率高，能够快速将矿石加热到所需温度。
此外，由于燃烧产生的废气可以对矿石进行预热，从而进一步提高炉子的热效率。
最后，气基竖炉具有灵活性，可以根据不同的矿石和冶炼工艺进行调整和优化。
然而，气基竖炉也存在一些问题和挑战。
首先，燃料的选择和燃烧的控制对炉子的运行效果有着重要影响。
如果燃料质量不好或燃烧过程不稳定，会导致炉子温度不均匀，甚至无法正常运行。
其次，废气的处理和排放也是一个难题。
废气中含有大量的有害物质，需要经过复杂的净化处理才能排放到大气中。
另外，气基竖炉的建设和运营成本较高，需要投入大量的资金和人力物力。
气基竖炉是一种能够直接将矿石还原为金属的冶炼设备。
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气基竖炉直接还原炼铁简介XX热能技术有限公司（公章）二零零七年八月八日一、总论1.1 项目背景及项目概况项目起源于焦煤冶金的固有缺陷、优质钢市场需求强劲、废钢严重短缺以及我国天然气资源不足的现实。
自从1735年英国人亚·德尔比发明了煤炭炼焦的方法，采用焦炭的冶炼方法（如高炉）已经取得巨大进步，达到了空前完善的程度，提供的金属材料品种齐全、质量优良、数量巨大，为人类物质文明和社会进步做出了巨大贡献。
然而，随着全球环境和资源压力的日益增大，传统工艺的弊端日益突出，体现在：严重依赖于焦煤；冶金反应重复进行；优质钢生产严重受限；对复杂的多金属矿处理显得无能为力；工厂生产规模大、工艺环节多、需要巨额投资；焦化、烧结、高炉等铁前系统产生的大量烟气、粉尘及水污染；焦化、烧结、高炉等铁前系统的流程长、工艺复杂，导致热效率低，能源浪费严重等。
近年来，随着我国钢铁产量逐年攀升，每年焦煤开采量至少为47425万吨。
按煤炭详查资源总量估计，2070年以后我国的焦煤资源将面临枯竭，传统的焦煤冶金工艺将无法进行正常生产。
与此相反，大量的非焦煤资源在冶炼工艺中却无法得到充分利用，因此开发和采用非焦煤炼铁工艺已迫在眉睫。
非焦煤炼铁工艺是指不使用焦炭进行炼铁生产的各种工艺方法。
按工艺特征、产品类型及用途，可分为直接还原法和熔融还原法两大类别。
直接还原法（Direct Reduction）是指“以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源和还原剂，在天然矿石（粉）或人造团快呈固态的软化温度以下进行还原获得金属的方法”。
熔融还原（Smelting Reduction）则“以非焦煤为能源和还原剂，在高温熔融状态下进行金属氧化物的还原，得到含碳的液态金属”。
与直接还原的不同之处是，熔融还原的发展目标只是探索和推广用煤炭代替焦炭的冶炼方法，其产品还是与传统冶炼工艺一样的液态产品，如铁水。
目前，全世界工业规模的直接还原法已有十几种，而大多数熔融还原工艺还处于研发阶段，已商业化的只有COREX。
基于这一分析，本项目采用直接还原法。
直接还原法有气基（以CO＋H2为还原剂）和煤基（以非焦煤为还原剂）两种。
气基直接还原法因具有容积利用率高、热效率高、生产率高等优点而成为非焦煤冶金工艺的主流技术。
在所有直接还原铁（Direct Reduced Iron，简称DRI；因还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察形似海绵，固又称海绵铁）产量中，气基直接还原占到90％以上。
因此，本项目采用气基直接还原法。
在所有气基DRI工艺中，以天然气为能源的竖炉法生产的直接还原铁占世界总产量的80%以上。
但由于受到天然气资源的限制，我国至今没有一个竖炉法直接还原铁生产工厂，导致每年大量进口昂贵的直接还原铁。
以2005年为例，海绵铁进口的最高价格达到324美元/吨。
本项目通过充分利用钢铁厂自产焦炉煤气和转炉煤气制备还原气，取代天然气用于直接还原炼铁，既弥补了我国天然气资源的不足、又填补了我国气基竖炉直接还原冶金的空白。
1.2 项目建设的必要性钢铁工业是最重要的原材料工业之一，在冶金行业处于举足轻重的地位。
自新中国成立以来，我国粗钢产量年年增加。
1949年全国粗钢产量仅为45万吨，到1996年粗钢产量首次突破1亿吨大关，成为世界第一钢铁生产大国。
2006年中国钢铁产量超过了4亿吨。
预计今后50～100年内，只要还有焦炭供应，高炉仍将是主要的炼铁设备。
但是，高炉必须使用资源较少的焦煤（用于炼制焦炭）、能耗高，且经选矿得到的铁矿粉也需先进行造块才能使用。
因此，传统冶金面临能源、资源、环境、社会多重压力。
传统的高炉炼铁工艺流程如图1-1所示。
图1-1 传统高炉炼铁工艺流程我国能源资源分布格局具有富煤、缺油、少气的特点。
单以丰富的煤炭资源而论，尽管目前已经探明的煤炭储量已超过10000亿吨，但能用于炼制焦炭的焦煤资源还是相对较少。
近年来，随着我国钢铁产量逐年攀升，每年焦煤开采量至少为47425万吨。
按煤炭详查资源总量估计，2070年以后我国的焦煤资源将面临枯竭，传统的焦煤冶金工艺将无法进行正常生产。
与此相反，大量的非焦煤资源在炼铁工艺中却无法得到充分利用，因此开发和采用非焦煤炼铁工艺已迫在眉睫。
与非焦煤炼铁工艺相比，传统高炉炼铁工艺主要存在以下弊端：①传统工艺依赖于焦煤。
从已查明的世界煤炭储量来看，焦煤仅占煤总储量的5%～10%，而以现行技术可以经济开发的只占其中的30%～40%。
由于冶金长期巨大的消耗以及焦炭资源在地理上分布的不均匀，传统冶炼工艺的生存和发展将面临因焦煤资源匮乏而无法生产的尴尬局面。
②传统冶金工艺存在冶金反应重复进行的过程（图1-2）。
例如，在高炉炼铁的还原过程中，当把铁矿石中铁和氧分离的同时，还会使相当数量的Si、Mn、C等元素进入铁水，因此铁水必须进行氧化精炼，去除多余的元素和杂质元素。
精炼后的钢水还要进行脱氧，使得冶炼工艺复杂化，造成不必要的能源和原料消耗。
图1-2 不同工艺钢铁生产过程中含氧量、含碳量的变化示意图从图1-2可以看出，传统钢铁生产流程是先把铁矿石过度还原（渗碳）生成铁水，然后再把铁水中的碳通过氧化方法脱除精炼成钢，因此是二步法流程（高炉还原＋转炉氧化）。
从氧化-还原基本冶金原理来分析，直接还原法具有直接把铁矿石炼成钢的一步法特征，故称“直接还原”。
③自然界中有用矿物并不都是单独存在的，常有多种金属元素共生的情况。
传统冶炼工艺对复杂的多金属矿处理显得无能为力，从而造成极大的资源浪费。
此外，冶炼厂含有铁、钒、钛、镍等重要资源的粉尘和渣滓，低品位铁矿石，选矿场的残渣等，传统工艺都无法处理。
根据资源特点来选择冶炼方法已势在必行。
④社会发展和科学技术进步对钢材质量要求越来越高。
电炉炼钢技术的迅速发展为优质钢生产提供了有效手段，然而日益增加的合金钢生产和应用，使得多次重复回收的废钢中杂质元素得以富集，严重影响了废钢的质量。
例如，美国在25年内，碳素钢废钢的Cu含量增加了20％，Ni含量增加了1.2倍，Sn含量增加了2倍。
由此可见，用洁净的海绵铁代替被污染的废钢，稀释和改善冶金钢水的化学成分，生产优质钢材已是大势所趋。
⑤传统冶金工厂生产规模大，工艺环节多，需要巨额投资。
建设一座年产200万吨钢的钢铁厂，需要165～250亿人民币的投资，而且必须有足够的原料供应。
而非焦煤冶金厂可小型化，投资相对少，建设周期短，可因地制宜地利用当地的复杂原料和多种能源来确定机动的产品方向，工艺灵活性大、适应性强。
⑥传统工艺中焦化、烧结、高炉等铁前系统产生的大量烟气、粉尘及水污染。
以焦化炉为例，有害物质排放情况示于表1-1。
表1-1 焦化厂有害物质排放量（以1000万吨产量为基础）⑦焦化、烧结、高炉等铁前系统的流程长、工艺复杂，导致热效率低，能源浪费严重。
时至今日，随着全球焦炭资源匮乏，供求矛盾日益突出，造成焦炭价格翻番，这不得不让人们更加关注非焦煤冶金/炼铁的新工艺和新技术。
在本项目的可行性研究期间，我们组织多个领域专家对国内DRI或HBI（Hot Briquetted Iron，指海绵铁热压成形的块铁）的潜在市场进行了大量的调研，结果如下：●2005年我国DRI产量不足60万吨，无法满足优质钢铁生产需求●自2000年以来，每年进口DRI/HBI超过100万吨以上●2005年进口最高价格达到424美元/吨●据中国钢铁协会废钢协会预测我国DRI年需求量在500万吨以上因此，我国DRI产量严重严重不足（各年产量见表1-2），与国内需求极不相称。
如何改变现状已是关系到我国钢铁行业健康、持续发展的大事。
表1-2 1997～2005年国内DRI产量二、产品市场预测2.1 产品市场供需分析直接还原铁的市场供需情况取决于它的应用领域。
直接还原铁作为有害杂质少的钢铁原料主要用于氧气转炉炼钢、电炉炼钢和高炉炼铁。
1．电炉炼钢中的应用电炉炼钢技术的迅速发展为优质钢生产提供了有效手段，然而日益增加的合金钢生产和应用，使得多次重复回收的废钢中杂质元素得以富集，严重影响了废钢的质量。
例如，美国在25年内，碳素钢废钢的Cu含量增加了20％，Ni含量增加了1.2倍，Sn含量增加了2倍。
用洁净的直接还原铁代替被污染的废钢，可稀释钢中有害元素、改善冶金钢水的化学成分，生产优质钢和纯净钢。
因此，直接还原铁是改善钢材质量、增加钢材品种、发展钢铁冶金紧凑流程不可缺少的原料。
根据天津钢管公司150 t电炉6年的实践，使用直接还原铁的冶炼效果可总结如下：（1）对钢水收得率的影响根据150 t电炉物料平衡实测和计算，采用全废钢冶炼时钢水收得率为88%～90%。
使用0至50%的用秘鲁球团矿生产的DRI时，钢水收得率基本未受影响。
（2）对冶炼时间的影响当150 t电炉采用100%废钢冶炼时，一般需4次加料，总的加料时间约14 min。
配加DRI后可以减少加料次数、缩短加料时间。
连续加入DRI使熔池变得更加活跃，脱P效果好，缩短了冶炼时间。
统计表明，配加12%～30%的DRI，一般可使一炉钢的冶炼时间缩短3～5 min。
（3）对冶炼电耗的影响实践表明，当DRI金属化率高、脉石含量低时，电炉配加一定比例的DRI不会增加冶炼电耗。
表2-2是配加不同重量DRI的274炉钢冶炼电耗的统计结果。
使用的DRI中：TFe 94.78%，MFe 89.01%，金属化率93.91%，脉石含量3.34%，脉石碱度0.36。
表2-1 DRI加入量对电炉电耗的影响表2-1的结果表明，每炉DRI用量从20 t增加到50 t时，冶炼电耗不但没有增加，反而有所下降。
当DRI使用量超过30%时，冶炼电耗增加，增加的幅度与DRI金属化率和脉石含量有关。
（4）对电极消耗的影响DRI用量在0%～50%之间时，电极消耗基本相同；DRI使用比例增加，通电时间会延长，但是，DRI连续加入期间电能输入均衡稳定，减少了因塌料等原因造成的电极折断事故。
（5）对钢中残余有害元素的稀释作用DRI中几乎不含Ni、Cr、Mo、Cu、Sn等有害元素，P、S、N等元素的含量也比废钢低得多。
随着DRI加入量的增加，对这些有害元素有明显的稀释作用（图2-1）。
图2-1 DRI配加比例对钢中残余元素的影响（6）对铸坯及钢管质量的影响有些钢种连铸时易产生纵裂纹，经分析，其中原因之一是钢中有害元素含量较高。
在提高了DRI的使用比例后，这种裂纹明显减少。
钢管的某些性能指标（如AK）随着DRI用量的增加明显提高。
2．转炉炼钢中的应用氧气转炉虽以高炉铁水为主要金属料，但仍约需10％的废钢作为冷却剂。
美国钢铁公司通过大量试验发现，转炉炼钢适当使用直接还原铁带来如下好处：（1）由于DRI中的磷、硫、氮、铜含量较低，使得钢水中磷、硫、氮、铜含量较低。
在林茨第三炼钢厂130t转炉上用3000t Midrex DRI进行了148炉试验。