直接还原铁在中国
直接还原铁技术现状
冶金管理２００６年第８期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。
这种工艺不用焦炭炼铁，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（矿石含铁品位要大于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，高炉炼铁生产工艺在较长时间内仍将占有主导地位。
一、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，所以要求的质量高（包括化学成分和物理性能），且希望其产品质量均匀、稳定。
１．化学成分。
直接还原铁的含铁量应＞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。
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。
中国直接还原铁发展前景
立志当早，存高远
中国直接还原铁发展前景
将发生改变。
（三）热铁水是中国电弧炉炼钢重要的铁源材料
热兑铁水是中国电弧炉炼钢的一大特色。
使用热铁水可降低电耗，缩短冶炼周期，提高电炉的产能，中国许多电炉钢厂筹备或建成了为电炉配套的小高炉。
热兑铁水占金属料总量的比例取决于钢厂原料条件，最高超过50%。
但热兑铁水过多会造成脱碳任务过重，氧气消耗增加，操作难度大，电炉综合指标下降。
通常热兑铁水占金属料总量不宜超过40%。
电弧炉热兑铁水炼钢是中国电炉钢发展中应对废钢短缺，不得已的手段。
电弧炉大量热兑铁水炼钢从总能耗、CO2 排放量、氧气消耗等方面是不尽合理的，不应成为电炉钢发展的主要模式。
（四）直接还原铁短缺，进口和国内生产的直接还原铁远不能满足生产的需要
直接还原铁质地纯净，碳含量低，可采用连续方式加料有利于最大限度发挥电炉变压器的能力，在世界范围通常将直接还原铁视为电炉炼钢最佳残留元素稀释剂和铁源材料。
由于直接还原铁易于氧化，长期保存困难，直接还原厂通常以销定产，国际市场直接还原铁价高、货源有限，进口困难，进口数量难以满足生产的需要。
中国直接还原铁生产处于起步阶段，不仅直接还原铁产量少，更重要的是质量无法满足生产的需要，中国直接还原铁的生产有很大的增长空间。
国家将直接还原铁生产列为钢铁工业发展振兴计划中鼓励、支持的范围，可以预期在不久的将来中国的直接还原铁生产将会得到快速的发展。
2024年直接还原铁市场需求分析
2024年直接还原铁市场需求分析引言直接还原铁是一种重要的铁合金材料，广泛应用于钢铁冶炼和其他相关工业领域。
对直接还原铁市场需求进行分析，有助于了解市场趋势和预测未来发展方向。
本文将对直接还原铁市场需求进行详细分析。
1. 直接还原铁市场概述1.1 市场定义直接还原铁是一种通过化学反应将铁矿石还原为含有高铁含量的铁合金。
它可以直接作为原材料用于钢铁冶炼，具有高效、节能、环保等特点。
1.2 市场规模直接还原铁市场规模受到国内外钢铁产量和消费需求的影响。
近年来，随着全球钢铁行业的发展，直接还原铁市场呈现出稳步增长的趋势。
2. 直接还原铁市场需求因素分析2.1 钢铁产量增长推动市场需求钢铁产量是直接还原铁市场需求的主要驱动因素。
随着国内外工业化进程的加速推进，全球钢铁产量持续增长，导致对直接还原铁的需求也在不断上升。
2.2 环保政策推动市场需求直接还原铁具有高效、低排放等环保特性，符合国家和地区环保政策的要求。
环保政策的推动使得直接还原铁的需求增加，特别是在环保压力较大的地区。
2.3 价格因素影响市场需求直接还原铁的价格与供需关系密切相关。
需求增加或供应减少都可能导致价格上涨，从而影响市场需求。
同时，市场需求的变化也会对价格产生反馈作用。
2.4 新技术应用改变市场需求随着科技的进步和创新，新的直接还原铁生产技术不断涌现，改变了市场需求。
新技术的应用可以提高生产效率、降低成本，推动市场需求增加。
3. 直接还原铁市场需求预测3.1 国内市场需求预测随着中国钢铁产量的增长，国内直接还原铁市场需求有望继续增加。
同时，环保政策的加强也将推动直接还原铁市场需求的增长。
3.2 国际市场需求预测全球钢铁需求持续增长，加上环保政策的影响，国际直接还原铁市场需求有望呈现出增长态势。
中国等发展中国家的钢铁产量增加将成为国际市场需求增长的关键因素。
结论直接还原铁市场需求受到钢铁产量、环保政策、价格因素和新技术应用等因素的影响。
积极促进我国直接还原铁产业的发展
积极促进我国直接还原铁产业的发展韦俊贤原冶金部科技司摘要：电炉钢发展是钢铁工业发展的必然规律，我国钢的蓄积量正在快速增长，自产废钢和进口废钢量的增长必然使错杂元素量难以控制，我国需要优质直接还原铁，应积极促进直接还原铁产业的发展。
关键词：促进直接还原铁产业化Actively promote the developmentof the our country DRI industrializationWei jun xianOriginal Development Sic.＆T ech. MMI. P.R.CAbstract:electric furnace steel development is the necessity of the development of steel industry rules, China's steel volume of increasing rapidly sell scrap steel and steel scrap confusedly amount of growth necessarily make du is difficult to control elements, the country needs high quality DRI, should actively promote the development of DRI industry.Keyword:promote DRI industrialization一、2011年世界直接还原铁生产概况根据Midrex公司2011年的统计资料[1]，世界直接还原铁生产情况可总结为：1、2011年世界直接还原铁产量创历史新高，年产量达到7332万吨，其中，气基法占76.2%，煤基占23.6%。
直接还原铁的产量仍然是以气基法为主。
2、竖炉法产量5550万吨，其中，Midrex占80%，HYL占20%。
焦炉煤气制直接还原铁
焦 炉 煤 气 生 产DRI 发 展 受 阻 的 原 因
1.焦 炉 煤 气 资 源 问 题
国 内 外 焦 化 厂大 都 附 属 于 钢 铁 联 合 企 业 , 焦 炉 煤气 主 要 用 于 钢 厂 内 热 能 平 衡, 如: 加 热 钢 锭 、轧 钢 加 热 炉 、烘 烤 钢 包, 少 量 富 余 焦 炉 煤 气 供 城 市 煤气 等, 。 现 在 大 部 分 钢 厂 实 现 了 连 铸 连 轧, 由 于 采用 先 进 的 蓄 热 式 轧 钢 加 热 炉, 钢 铁 联 合企 业 焦 炉 煤 气 出 现 富 余, 用 焦 炉 煤 气 生 产 DRI 提 到 了日 程 上。
总结
尽管高 炉炼铁有许多有点，但也有不少缺点如冶炼过 程过程需要高质量的人造炉料，即烧结矿、球团矿、焦炭 ，高炉过程需要庞大的辅助设备：烧结厂、球团厂、炼焦 厂、除尘装置、热风炉等。尽管迄今为止还没有任何一种 非高炉炼铁工艺能够超越高炉的高功率、大容量的绝对优 势，但作为传统工艺的有益补充，非传统工艺仍然占据了 一席之地。针对前面我讲的焦炉煤气制直接还原铁的优点 ，我相信；利用焦炉煤气制直接还原铁一定会发展起来。
直接还原铁的介绍
直 接 还 原 铁 ( Direct Reduction Iron 以 下 简 称 DRI ) 又 叫 海 绵 铁, 是 一 种 不 用 高 炉 冶 炼 而 得 到 的 金 属。 用 途 : 电 炉 炼 钢 、转 炉 炼 钢 、高 炉 炼 铁 、 生 产 铁合 金 、水 处 理 除 氧 、粉 末 冶 金 用 铁 粉 等, 主 要 用途：充当废钢的作用。如用作电 炉 炼 钢 的 原 料 、电 炉 用 废 钢 杂 质 的 稀 释 剂 和 转 炉 炼钢、 连 铸 冷 却 剂 。
煤基直接还原铁工艺在中国的市场前景
煤基直接还原铁工艺在中国的市场前景摘要：当前世界范围内直接还原铁技术得到蓬勃发展，我国目前在直接还原铁技术的研究、成套技术、商业化生产等方面大大落后于世界水平，煤基直接还原铁技术是我国发展直接还原铁的首选工艺，所以本文就此展开探讨。
关键词：第三代煤基直接还原铁；转底炉技术；含碳球团还原熔分；1．我国直接还原铁发展趋势直接还原铁（Direct Reduced Iron）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。
直接还原法的主要优点有：（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；（2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；（3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序；（4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。
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。
2009年，世界上70%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。
而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）。
我国是个天然气匮乏，但煤炭储量丰富的国家，因此煤基直接还原铁技术是我国发展直接还原铁的首选工艺。
我国钢铁工业为了摆脱焦煤资源短缺对发展的羁绊，适应日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，寻求解决废钢短缺的途径，实现资源的综合利用，使得非高炉炼铁工艺越来越得到重视。
尽管迄今为止还没有任何一种非高炉炼铁工艺能够超越高炉的高功率、大容量的绝对优势，但作为传统工艺的有益补充，非传统工艺仍然占据了一席之地。
我国DRI的生产还处于起步阶段，产量依旧很低，一直不足百万吨，只占我国铁产量的约0.15%，而且主要是用非主流的回转窑法生产的，在直接还原炼铁领域里与世界的差距特别大。
直接还原的现状与发展
直接还原的现状与发展1概述通常钢铁企业的炼铁系统由焦化、烧结、高炉工序组成，投资大、流程长、能耗高是其通病。
特别是要用焦炭，全世界炼焦煤仅占煤总储量的10%左右，随累年高消耗已告匮缺。
据联合国环保组织调查，传统的钢铁工业是严重的污染源，所排放的有害气体(CO2、CO、NO x、SO2)造成了使全球转暖、海洋扩大的温室效应。
进入21世纪，国际上更严格的排放标准将出台，焦化的污染势必威胁高炉的生存!近年来人们致力于开发用烟煤或天然气作还原剂，不用焦炭和庞大的高炉，将铁矿石在固态还原成海绵铁(Sponge Iron)，这种炼铁方法称为直接还原，所得产品称为直接还原铁DRI(Direct Reduction Iron)。
2直接还原发展概况直接还原工业化试验起始于20世纪50年代，出现了不少工艺和方法，但成功的极少，处于徘徊状态，到60年代后天然气大量开采，1968年美国法成功，直接还原才得到迅速发展。
1970年全球的产量只有80万t，到1999年，全球产量达到了3860万t，30年增长近50倍(如图1所示)，这在冶金史上实属罕见。
直接还原生产海绵铁发展的客观原因有：(1)世界多数国家严重缺乏焦煤，其中不少国家有优质丰富的铁矿以及天然气和烟煤资源，它们因地制宜地借助本国资源发展直接还原工厂，如委内瑞拉、印度尼西亚、墨西哥等国有丰富天然气及优质铁矿，主要发展气基竖炉，以1995年统计为准产量达2829万tp/a，占直接还原铁总产量的92%。
而南非印度新西兰有丰富的烟煤及优质铁矿石，直接还原以煤基回转窑法为主，虽然产量仅为246万tp/a，但从近年发展趋势看，大规模的煤基回转窑法生产的直接还原厂正在纷纷建立，印度Goldstar公司建立了生产能力为22万tp/a的直接还原厂，采用Corex法：南非Iscor公司建立了生产能力为723万tp/a的直接还原厂，采用SLPRN 法；新西兰厂建立了生产能力为90万tp/a的直接还原厂，采用SLPRN法。
中国隧道窑生产直接还原铁现状及其发展
中国隧道窑生产直接还原铁现状及其发展周连海摘要：回顾世界及中国隧道窑直接还原铁的历史，分析了中国隧道窑生产直接还原铁技术优势以及以后的发展方向。
关键词：隧道窑直接还原铁现状发展方向1前言直接还原铁（英文DRI）俗称海绵铁，是将铁矿用CO或H2直接还原成固态产品。
有气孔，密度不高。
直接还原铁是废钢的替代品，炼钢中配加直接还原铁是控制有害元素的主要手段，同时也是提高钢材质量，增加钢材品种，是粉末冶金的重要原料。
鉴于直接还原铁的重要性，就世界直接还原铁（海绵铁）的生产来说，发展速度很快，。
1980年，世界直接还原铁（海绵铁）产量仅728万吨，1998年增加到3709万吨，还原铁平均年增长10.42%，2001年产量4051万吨，2002年产4300万吨，2003年达4950万吨，2004年达到5460万吨，2005年达到6000万吨，2006年达到6500万吨，2007年达到7000万吨。
2008年上半年万吨。
其中，印度为1500万吨，增长率为16.6%，委内瑞拉为869万吨，增长率为11%，伊朗为687万吨，增长率6.8%，按照生产工艺划分，米德兰法占主要地位，约占总量的62%，希尔工艺约占总量的20%，其他工艺约占18%。
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）。
所以发展迅猛。
我国生产直接还原铁的产量不断增长，从1997年的7万吨，到2002年产量为30万吨，2003年产量为35万吨，2004年产量为40万吨，2005年也仅为43万吨左右，2006年产量为50万吨，2007年产量为60万吨。
我国直接还原铁生产能力为80万吨/年，世界冶金行业把我国的直接还原铁（海绵铁）产量定为零。
直接还原技术现状及其在中国的发展展望
直接还原技术现状及其在中国的发展展望沈峰满，魏国，高强健，赵庆杰（东北大学钢铁冶金研究所，辽宁沈阳110819）摘要：近年来，全球直接还原铁（DRI/HBI）产量和需求逐年增加，表明直接还原技术是钢铁工业不可缺少的组成部分，有助于炼铁生产摆脱焦煤资源短缺的羁绊，降低钢铁生产能耗，提高钢铁产品质量和品质。
气基竖炉生产规模不断增大，成为主要的生产工艺；竖炉直接还原铁热装热送技术的发展进一步降低了工序能耗。
回转窑、隧道窑等工艺在特定地区有迅速发展，但很难成为直接还原铁生产的主流。
我国具备发展直接还原生产的资源条件和技术基础，煤制气—气基竖炉技术是可能的主要发展方向。
关键词：直接还原；煤制气—竖炉直接还原；节能减排；资源综合利用直接还原铁技术是现代钢铁工业重要工序之一，其产品—直接还原铁（DRI、HBI）是优质纯净钢生产不可短缺的原料。
1.直接还原铁技术发展的动力近十年来，全球直接还原铁（DRI/HBI）产量和需求逐年增加。
主要原因包括：（1）以非焦煤为能源。
传统的高炉炼铁以焦炭为主要能源，世界性焦煤资源短缺，焦炭价格上升成为影响钢铁工业可持续发展的重要因素。
摆脱焦煤资源短缺的羁绊，改善钢铁生产的能源结构，是非高炉炼铁技术发展的最重要动力。
（2）环境友好。
传统的高炉炼铁污染严重，向环境排放污水、CO2、硫化物、氮氧化物量大，难以满足不断增长的环境保护的需要。
直接还原铁生产没有炼焦工序，避免了焦化生产对环境的污染。
高炉铁水的碳接近饱和（含C~4.50%），钢材的含碳量平均0.35%，高炉铁水炼钢仅脱碳环节CO2排放量每吨钢约140~175公斤。
煤基直接还原铁含碳仅0.30%，气基直接还原铁含碳通常≯1.50%，用直接还原铁炼钢吨钢仅脱碳环节可减少向大气排放CO2约100~150 公斤。
直接还原铁生产环境友好，符合清洁化生产的需要。
（3）废钢——电炉短流程发展的需要。
短流程或紧凑流程（废钢——电炉炼钢流程）是钢铁工业实现清洁化生产的重要方向之一。
用铁鳞生产炼钢用直接还原铁的技术报告
用铁鳞生产炼钢用直接还原铁的技术报告铁鳞——炼钢中的创新技术一、介绍（引言）钢铁工业一直以来都是我国国民经济的重要支柱产业，而炼钢是其中的核心环节。
近年来，为了提高炼钢效率、降低生产成本以及减少环境污染，炼钢技术一直在不断创新。
在炼钢技术领域，铁鳞技术无疑是一项引人注目的创新。
本文将深入探讨铁鳞生产炼钢用直接还原铁的技术，并展示其在现代炼钢工业中的重要性和巨大潜力。
二、背景（概念解释）铁鳞技术是一种将生铁直接还原为铁鳞的技术，而后再利用这些铁鳞进行钢铁生产的方法。
相比传统的炼钢过程，铁鳞技术突破了传统高炉冶炼的限制，更具优势。
现在就让我们一起深入了解铁鳞技术的工作原理以及其所带来的革命性变革。
三、工作原理（深度解析）1. 铁鳞生产过程铁鳞技术的核心工序是通过还原炉将生铁直接转化为铁鳞。
这个过程首先需要将原料生铁投入还原炉中，并保证还原炉内部产生足够的高温和适宜的还原气氛。
在高温和还原气氛的共同作用下，生铁中的氧、硫等有害元素被还原，从而产生大量的铁鳞。
2. 铁鳞的应用价值铁鳞具有良好的应用价值。
铁鳞本身可以用于钢铁冶炼过程中所需的铁水补充，从而降低了冶金原料的损耗和成本。
另铁鳞可以通过多道工序进一步加工，得到多种高附加值的产品，如特种钢材和合金材料，进一步拓展了铁鳞的应用领域。
四、现况（市场展望）铁鳞技术自面世以来，已经在我国炼钢行业占据了重要地位，同时也受到了国际市场的关注。
以我国为例，铁鳞技术的应用还处于初级阶段，但已经取得了重要成果。
这种技术不仅降低了生产成本，提高了钢铁产品质量，也为环境保护作出了贡献。
随着铁鳞技术的不断完善和推广应用，相信其在国内外市场上的份额将进一步提升。
五、个人观点（个人观点和理解）铁鳞技术的应用为炼钢行业带来了革命性的变革，不仅提高了生产效率和产品质量，还为可持续发展做出了贡献。
我个人认为，铁鳞技术的优势还在于其可持续性和环境友好性。
与传统炼钢技术相比，铁鳞技术无需高温高压的条件，能够节约能源和减少环境污染，对于推动炼钢行业的绿色转型具有重要意义。
直接还原铁在中国
作为电弧炉炼钢原料 （可100%使用）
EAF
作为转炉炼钢的冷却剂
BOF
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI炼钢流程和热装铁水炼钢流程对比
DRI
EAF
LF
CCM
竖炉
废钢
BF
铁水
EAF
10
CCM LF
三、直接还原铁在炼钢中的应用
电炉炼钢
DRI为原料的电炉冶炼特点：
•采用连续加料方式加入，靠钢液熔池传热熔化； •钢中有害元素降低，力学性能提高，改善了加工性能； •实现平熔池冶炼，短弧埋弧冶炼为主，噪音小； •渣量大（DRI：140kg/t钢，废钢80~110kg/t钢）; •电耗高（100%废钢380kWh/t，100%DRI550kWh/t）。
是国内缺乏廉价的还原气和优质的矿石资源。
我国能源特点：富煤贫油少气，分布不平衡，优质炼焦煤递减。（利用煤制气） 我国矿石资源特点：贫多富少，分布不平衡，复合共生矿居多。
硼镁铁矿
高磷铁矿 钒钛磁铁矿
高磷铁矿
硼镁铁矿 钒钛磁铁矿
贫、杂、多元素共生矿：400多亿吨 钒钛磁铁矿储量120亿吨----高炉冶
炼效率低，V和Ti回收率低； 高磷铁矿100亿吨----脱磷技术未解
决，无法利用，高品位近40亿吨， 低品位60亿吨； 菱铁矿、褐铁矿、赤铁矿160亿吨---选矿技术没有解决； 硼镁铁矿10亿吨----有价元素未得到 充分利用。
选择性气基还原的开发对冶炼复合共生矿具有极其重要意义!
6
二、我国发展直接还原的市场方向
山东(25)
还
河南(17)
江苏(4)
原 铁
重庆(3) 湖北(7)
上海(4) 安徽(4)
还原铁行业现状及认知
还原铁（海绵铁）行业现状及认知一、还原铁是什么？1.1还原铁的涵义直接还原铁又称海绵铁，是指铁矿石(铁精粉)或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质，该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。
海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。
这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，适于代替废钢作为电炉炼钢的原料，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。
直接还原铁这种工艺不用焦碳炼铁，原料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。
1.2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。
1.2.1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。
1.2.2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。
生产过程中产生的3～5mm磁性粉料，必须进行压块，才能用于炼钢。
强度：取决于生产工艺方法、原料性能和还原温度。
改进原料性能和提高温度有利于提高产品强度。
产品强度一般＞500N/cm²。
二、我国直接还原铁产业发展的现状2.1还原铁国内市场走向为了给炼钢提供优质炼钢原料，世界上一些资源发达的国家，利用铁矿石、氧化铁皮、尘泥，采用气基或煤基工艺生产直接还原铁，替代优质废钢，并广泛用于粉末冶金，汽车、家电、通讯等行业。
发展我国直接还原铁的几点看法
目前，国内干煤粉纯氧气化技术已接近成熟， 化工部门引进了 19 个煤造气项目的工业设备都陆 续投产，发现了一些问题也积累了不少生产经验。 国内有的大学和研究院也开发了类似技术，并正在 用于大型 IGCC 和化工生产项目。用煤造气来制造 还原气是适合我国资源条件的一种选择。
【关键词】直接还原铁 环保 能耗
我国钢铁业的结构调整有很多因素需要考虑， 其中资源和环境是可持续发展的基本因素，也是结 构调整的重要推动力。对炼铁技术的调整方向，是 否要搞点非高炉炼铁国内专家有不同意见。高炉炼 铁经长期经验积累技术己经发展到比较完美，是我 国炼铁生产的绝对主流。国内外高炉的技术发展也 还有不少空间，例如继续设备大型化、干式除尘、 加烧结脱硫、国外有新建高炉的机会等等。但高炉 －转炉的钢铁生产方式也有不足之处。从可持续发 展角度看，高炉对炼焦煤的依赖，高炉、焦炉、烧 结对环境的污染，以及这种生产方法 CO2 温室气体 的排放多都是工艺本身带来的问题，必须着手改 进。通过非高炉炼铁来适当避免这些问题，从长远 看还要促进电炉短流程发展，这是我国钢铁业合理 结构调整一种值得注意的方向。
94.29％ 100 ％
天然气竖炉
实物量 折标煤
比例
1.36t/t 40.75 10.69％
1 t/t
340.46 381.21
89.31％
表 3 中高炉各单元能耗指标采用了 2009 年 12 月全国重点大中型钢铁企业统计平均值。计算煤气 化竖炉生产 DRI 的能耗仅为 444.69 kgec/tDRI（当 原料用 50％球团和 50％块矿时，能耗为 424.36 kgec/tDRI），天然气竖炉 381.21 kgec/tDRI， 都比高 炉生产铁水的能耗要低得多。主要原因是 DRI 为产 品能含量比铁水低，铁水为高温液体，含碳～4％； 而 DRI 为冷态或热态固体产品，含碳量 1％-3％。 另一方面，煤气化竖炉生产 DRI 流程采用高效设备， 并注意系统的能量加收。煤气化技术采用干煤粉高 压纯氧气化时，碳转化率高达 99％，冷煤气效率达 81％-82％。系统还利用废热锅炉回收煤气热量， TRT 回 收 煤 气 压 力 能 等有 较 完 善 的能 量 回 收 系 统。 3.4 不同铁料炼钢能耗的粗略分析
直接还原铁在钢铁制造流程中的应用价值
直接还原铁在钢铁制造流程中的应用价值（1）直接还原铁在钢铁制造流程的应用直接还原铁（Direct ReducedIron，DRI）是通过直接还原固态铁矿石或其它含铁原料生产的，使用还原剂（煤或煤气）去除铁矿石中的氧，在低于其熔化温度下进行还原生产球团或块状的高度金属化的含铁产品（取决于铁矿石原料，球团矿或块状矿石的类型）。
由此产生的DRI产品本质上是非常多孔的，因此也叫海绵铁，主要分为冷态DRI、热压块DRI、热态DRI（表1）。
目前，全球DRI的产量接近有8700万吨（表2），主要集中在印度、伊朗、墨西哥、俄罗斯等国家：热压块DRI的生产商主要是俄罗斯，委内瑞拉，美国，马来西亚，利比亚和伊朗。
冷态DRI的供应商非常少，基本上只有直接还原短流程电炉厂的富余产量，例如在伊朗，还有一些来自巴林。
另外，纽柯的特立尼达工厂生产的大量冷DRI运送到其美国的其他钢铁厂。
印度生产的海绵铁主要用于国内消费，仅有少量出口到周边市场。
表2 全球直接还原铁产量近两年，中国国内的钢铁市场运行较为稳健，各个企业生产成本低，利润空间大，钢材市场价格不断走高。
近期，部分企业采购的优质废钢的市场价格在2800元/吨，炼钢生铁均价达到3200元/吨，铸造生铁达到3700元/吨，而当前生产的优质炼钢直接还原铁的生产成本不到1700元/吨，无论是与废钢还是生铁的价格相比，直接还原铁都具有明显的成本优势，使得还原铁在钢铁生产流程中的高炉、转炉、电炉各工序的应用成为了可能并有很大的应用前景。
1 直接还原铁在高炉工序的应用价值直接还原铁的选用给高炉生产带来了较大的灵活性，尤其是在需要扩大高炉生产能力的时候。
直接还原铁相比废钢更适合用于高炉的原料系统，长期使用可以有效解决高炉产能不足的问题，提高铁水产量，短期使用可以调节高炉定修带来的铁水不足的问题，另外也解决了铁块或焦炭的短缺或价格偏高增加了生产成本的问题。
高炉使用直接还原铁的比例一般不超过入炉料的40%，这主要是由于高炉冶炼时炉身中上部需要一定的高温煤气量来预热入炉料，否则，高炉炉况就会失常。
中国氢直接还原铁
中国氢直接还原铁氢气是一种常见的化学元素，具有丰富的储量和广泛的应用前景。
氢气的利用不仅可以减少对化石能源的依赖，还可以降低环境污染。
在中国，氢气的利用已经成为了一个重要的研究领域，其中之一就是氢气直接还原铁的应用。
氢气直接还原铁是一种新型的还原方法，其原理是通过将氢气与铁矿石进行反应，使铁矿石中的氧气和杂质被氢气还原为纯铁。
相比传统的冶炼方法，氢气直接还原铁具有许多优势。
氢气直接还原铁可以实现资源的高效利用。
传统的冶炼方法需要高温熔炼铁矿石，这不仅能耗大，还会造成大量的二氧化碳排放。
而氢气直接还原铁只需要在较低的温度下进行反应，减少了能耗和排放。
氢气直接还原铁可以生产高纯度的铁产品。
由于氢气具有很高的还原能力，可以将铁矿石中的氧气和杂质完全还原，从而获得纯度较高的铁产品。
这对于一些对铁纯度要求较高的领域，如电子材料制备、汽车零部件等，具有很大的意义。
氢气直接还原铁还可以减少工艺流程和环境污染。
传统的冶炼方法通常需要多个工艺步骤，如矿石破碎、磁选、浮选等，不仅流程复杂，还会产生大量的废水和废渣。
而氢气直接还原铁只需要一个简单的反应步骤，减少了工艺流程和环境污染。
虽然氢气直接还原铁具有许多优势，但也存在一些挑战和难点。
首先，氢气的制备和储存需要消耗大量的能源，如何降低氢气的成本是一个关键问题。
其次，氢气直接还原铁的反应速度较慢，需要优化反应条件和催化剂的选择。
此外，氢气直接还原铁的工业化应用还需要解决大规模生产和设备的问题。
针对这些挑战和难点，中国的科研人员正在进行大量的研究和探索。
他们通过优化反应条件、改进催化剂以及探索新型的反应体系，不断提高氢气直接还原铁的效率和产量。
同时，他们还在开展氢气制备和储存技术的研究，以降低氢气的成本并提高氢气的利用率。
总的来说，中国氢直接还原铁的研究和应用具有重要的意义。
它不仅可以实现资源的高效利用，还可以生产高纯度的铁产品，同时减少工艺流程和环境污染。
尽管存在一些挑战和难点，但通过科研人员的不断努力和创新，相信氢气直接还原铁的工业化应用将会取得更大的突破，为中国的铁矿石冶炼行业带来更多的机遇和发展。
我国直接还原铁技术
直接还原铁非高炉法炼铁主要包括直接还原铁和熔融还原铁两种冶炼法。
所谓熔融还原法是指不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法，其产品是成分与高炉铁水相近的液态铁水。
开发熔融还原法的目的是取代或补充高炉法炼铁。
与高炉法炼铁流程相比，熔融法炼铁有以下特点：（1）燃料用煤而不用焦炭，可不建焦炉，减少污染。
（2）可用与高炉一样的块状含铁原料或直接用矿粉作原料。
如用矿粉作原料，可不建烧结厂或球团厂。
（3）全用氧气而不用空气，氧气消耗量大。
（4）可生产出与高炉铁水成分、温度基本相同的铁水，供转炉炼钢。
（5）除生产铁水外，还产生大量的高热值煤气。
从以上特点可以看出，熔融还原炼铁法作为一种用煤和矿生产热铁水的新工艺，其最大优点是不使用焦煤，能避免因焦煤资源日趋稀缺造成的高炉炼铁成本的大幅上升，可不建焦炉，直接使用非炼焦煤及含铁原料就可生产出基本合格的炼钢铁水；在环保方面也具有明显优势，由于没有焦化带来的污染，故对环境污染减少，属清洁生产工艺。
资料表明，熔融还原炼铁法排放的污染物量仅为焦炉一高炉工艺的1%一10%，并能进行能源的综合循环利用。
此外，熔融还原炼铁工艺流程短、占地少，操作容易且操作人员少，生产和投资成本也较低，相当于传统高炉法的80%；而且在生产能力及生产的开、停方面具有高度的灵活性。
在众多熔融还原工艺中，只有奥钢联所开发的Corex工艺真正实现了以煤代焦生产出铁水，并实现了商业化生产。
它是在奥地利和德国政府的财政支持下，于20世纪70年代开始研发，1989年实现商业生产。
第一代实现商业化生产的无高炉炼铁COREX-1000工厂年产能40万吨。
1995年至1999年间，世界上又先后建成四座年产能60万～80万吨的第二代COREX-2000生产厂，分别位于韩国的浦项、南非的撒丹那和印度的两个城市。
Corex工艺的生产流程由上下两部分组成。
上部是还原竖炉，下部是熔化气化炉。
上部装入的炉料（块矿、球团或烧结矿等块状物）还原成金属化率为90%~95%的海绵铁，然后分别由多台水冷螺旋输送机连续供给下方的熔化气化炉并在此进行熔化和终还原。
直接还原铁在我国钢铁工业中的作用及前景展望_赵庆杰
#非高炉炼铁会议专题#编者按由中国金属学会炼铁分会和四川省攀枝花市人民政府主办,炼铁分会非高炉学术委员会和攀枝花市科学技术与知识产权局承办的全国性专业技术会议/中国金属学会2010年非高炉炼铁学术年会暨钒钛磁铁矿综合利用技术研讨会0于2010年10月27~29日在攀枝花市召开。
围绕本次会议议题/研讨我国非高炉炼铁发展方向,促进我国非高炉炼铁健康发展,探索钒钛磁铁矿资源高效清洁化综合利用新途径0, 2010年非高炉炼铁学术年会会议筹备组汇编了论文集,我们从会议论文集中遴选部分文章加以登载,以进一步引起致力于该领域里专家、学者等有志之士的深入关注。
直接还原铁在我国钢铁工业中的作用及前景展望赵庆杰1李艳军2储满生1魏国1王治卿1董文献111东北大学材料与冶金学院21东北大学资源与土木工程学院摘要世界直接还原铁产量增长迅速,但受铁矿、天然气资源的制约,我国直接还原铁生产的发展缓慢,产量约占世界DR I产量018%。
钢铁工业发展面临焦煤资源短缺、废钢短缺、能耗高、减排压力等问题,制约我国钢铁工业健康可持续发展。
直接还原流程是高炉炼铁的补充和发展电炉钢生产的基础,是我国钢铁工业重要的不可缺少的组成部分,直接还原铁生产在我国有广阔的发展前景。
直接还原技术可用于处理含铁尘泥、复合矿、难选矿等,而以国内资源为基础的煤制气)竖炉是适合我国生产直接还原铁的方法。
关键词直接还原回转窑转底炉煤制气竖炉1直接还原工艺现状111世界直接还原的现状2009年世界直接还原铁的产量为6440万吨/年,约为世界高炉生铁产量(9152亿吨)的6177%。
直接还原铁生产各工艺的产量见表1。
表12009年直接还原铁生产各工艺的产量[1]工艺方法产量,万吨占世界产量比,% M I D REX386259193 HYL/Energ iron79912140其他竖炉00流化床500178煤基回转窑173326189转底炉00世界合计644410010011111世界DRI产量持续增加,气基竖炉占主导地位2009年气基竖炉产量占总产量的72133%,近年来,大型气基竖炉直接还原装1置建设未受金融危机的干扰仍在进行,印度、俄罗斯、中东等地区建设中的气基竖炉直接还原装置投入生产将使直接还原铁的产能、产量大幅度增加。
直接还原铁代替废钢在鞍钢的践行与业绩
直接还原铁代替废钢在鞍钢的践行与业绩废钢的资源和价格问题一直是制约着我国钢铁业转炉炼钢的生产操作。
由于废钢短缺，转炉只好多吃铁水，大大降低转炉炼钢的废钢比，为了解决转炉炼钢冷却剂，只能使用球团矿，给炼钢操作带来诸多的负面影响。
全面解决我国废钢的问题还需要一段时间，如何解决我国的废钢问题，鞍钢在多年前率先使用直接还原铁代替废钢进行转炉操作，经验值得借鉴。
1直接还原铁代替废钢的原因及实践在上个世纪90年代，鞍钢的废钢奇缺，废钢的价格居高不下，有人提出用直接还原铁代替废钢的建议。
为此，鞍钢由马来西亚沙巴煤气厂购进了5万吨直接还原热压铁块，在三炼钢的180t的转炉上进行生产试验，试验取得安全、技术和效益的完全成功，为我国用直接还原铁代替废钢的实践提供了有力的支持。
鞍钢为践行转炉使用直接还原铁代替废钢的技术方针，在世界各地采购大量的直接还原铁，用于炼钢转炉上代替废钢，表1列出2002-2010年鞍钢采购直接还原铁的明细表。
表1 2002-2010年采购明细表鞍钢在2002-2010年间采购直接还原铁以南美州和澳州为主，委内瑞拉为主要采购国，且委内瑞拉直接还原热压铁块的质量上乘。
从采购量不难看出，最高的年份为2003年，全年采购了36万吨，全部用于转炉代替废钢，创造还原铁代替废钢的最高纪录。
经过多年实践证明，在转炉上用直接还原铁代替废钢的技术是成熟的，经济效益合理。
从热压铁块的采购价格上看，热压铁块的价格（CFR）逐年大幅上涨，从2002年的104.83美元/吨，涨到2010年的324.67美元/吨，直到有价无市，只好停用。
因此，可以看出我国需要大量的直接还原铁。
2使用效果鞍钢多年在转炉炼钢中使用直接还原铁代替废钢的实践取得了多方面的效果，具体如下。
①用直接还原铁代替废钢，大大提高了转炉废钢比，缓解了重型废钢的供应不足的问题，保证了转炉操作的正常运行。
在2000年前，由于铁水资源的限制，钢产量低迷，为提高粗钢产量，必须提高转炉中废钢比，多用废钢。
直接还原铁在一重炼钢生产中的应用
!"#$%& 冷轧辊是现阶段国内冷轧机组使用最
多的零部件 " 而冷轧行业的发展趋势需要冷轧辊 具备三个方面的要求 & 一是抗失效能力 ( 即抗裂 纹 $ 抗剥落性能 / # 二是辊身工作层的耐磨性 ( 包 括耐粗糙性 / # 三是辊身工作层的淬硬层深度 % 由 于冷轧辊的抗失效能力对钢的组织和性能不均匀 性十分敏感 " 并且这种能力在生产 $ 使用中经济 性指标较高 " 因此有必要对与之相关的材料 $ 锻 造 $ 热处理等问题进行一定的探讨 " 以便改进工 艺措施 %
678
4,/$13+ ,-,4, 4,/$143 ,-,,+ 4,/$134 ,-,4, 4,/$142 ,-,+/ 4,/$131 ,-,41 4,/$1/3 ,-,,.
总计 平均值
"#!! 直接还原铁对产品化学成分的影响
抚顺特钢和哈尔滨东方海绵铁厂所生产的直 接还原铁化学成分列于表3 & +!
表 "! 熔清后磷含量 !
! 678
金 属 化 率
,-.. 抚顺 ,-,1+ 特钢 ,-42 ,-/0
哈尔滨 东方
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硼镁铁矿 高磷铁矿
钒钛磁铁矿
高磷铁矿 硼镁铁矿 钒钛磁铁矿
6
二、我国发展直接还原的市场方向
弥补我国废钢资源不足； 石油套管
汽车用钢
核电站用钢 军用钢 桥梁用钢
冶炼优质钢、特种钢的必须原料；
提高电炉生产能力效率； 降低生产成本； 改善和提高特种钢物理性能；
7
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI与废钢的区别
16
Shaft furnace
EAF
谢谢！
2014年11月 中国 • 苏州
目录
一
二
直接还原铁发展现状 我国发展直接还原的市场方向 直接还原铁在炼钢中的应用 中冶京诚在直接还原领域的优势
三 四
一、直接还原铁发展现状
直接还原工艺没有焦化和烧结工艺，既清洁环保，又能 保证产品质量，还可为炼钢提供优质的海绵铁，因而在国外得 到很好的应用和发展。
有害金属残留元素更低： 采用DRI则钢水更为纯净。相反 废钢原料的最大问题是金属残留 元素。尤其在电炉炼钢过程中无 法去除，并在废钢循环再利用过 程中不断积累。 P和S元素含量更低； 脉石和金属化率指标： 含有脉石SiO2，金属化率为92% 物理性能：
DRI孔隙率高、比表面积大
项目 尺寸 堆比重 DRI ~1.7 t/m3 废钢 ≤ 1.5×0.5×0.3 m 0.70 t/m3
主要用于DRI原料结构的熔炼； 可实现热DRI转运和计量后装入电炉； 500℃ 热装可实现吨钢节约电耗 ~110kWh/t； 利用大留钢量操作缩短冶炼周期； 基于DRI炼钢电炉产品已实现系列化。
中冶京诚先进的电
HDRI/DRI/HBI
炉技术为“直接还原 + 电 炉工艺”短流程发展提 供有力保障。
转底炉
气基竖炉
5
二、我国发展直接还原的市场方向
直接还原炼铁技术在我国一直未得到充分发展和应用，主要原因 是国内缺乏廉价的还原气和优质的矿石资源。
我国能源特点：富煤贫油少气，分布不平衡，优质炼焦煤递减。（利用煤制气） 我国矿石资源特点：贫多富少，分布不平衡，复合共生矿居多。
贫、杂、多元素共生矿：400多亿吨 钒钛磁铁矿储量120亿吨----高炉冶 炼效率低，V和Ti回收率低； 高磷铁矿100亿吨----脱磷技术未解 决，无法利用，高品位近40亿吨， 低品位60亿吨； 菱铁矿、褐铁矿、赤铁矿160亿吨---选矿技术没有解决； 硼镁铁矿10亿吨----有价元素未得到 充分利用。
北京(14) 内蒙(4) 新疆(5) 陕西(7) 甘肃(2) 四川(7) 山西(9) 河南(17) 重庆(3)
吉林(2) 辽宁(12)
河北(15) 天津(5) 山东(25)
湖北(7)
江苏(4) 上海(4)
湖南(3) 南(4)
安徽(4) 江西(2)
浙江(2)
广西(2)
广东(2)
15
四、中冶京诚在直接还原领域的优势
•渣量大（DRI：140kg/t钢，废钢80~110kg/t钢）;
•电耗高（100%废钢380kWh/t，100%DRI550kWh/t）。
11
三、直接还原铁在炼钢中的应用
显著降低钢中残余元素
残留元素及氮含量% Cu Ni Cr N
精选废钢
100%DRI
0.20
0.08
0.10
0.05
0.10
0.05
金属收得率
C S
~86%
2.0% ≤ 0.03%
~90%
0.20-0.30% 0.05%
P
灰分 Al2O3 SiO2 MgO +CaO Fetotal Femetallic FeO
≤ 0.04%
< 5.7% 0.5-1.5% 2.0-3.5% 0.50-2.70% > 89% > 82% >9%
13
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI应用实例 国内某企业采用100t EAF配加10%~30%DRI生产轴承钢 每增加1%DRI，[Pb+Sb+As+Sn+Ti]降低0.0003% [Cu]降低0.0016% [Ni]降低0.0005% [Cr]降低0.0003%
14
四、中冶京诚在直接还原领域的优势
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI应用于转炉炼钢
转炉冷却剂
冷却效应系数 备注
废钢
1 优质废钢短缺
铁矿石
4.5 带入杂质多
DRI
1.2-2.0 冷却效果好， 引入杂质少
直接还原铁代替废钢冷却的优越性：
（1）代替优质废钢； （2）可作稀释剂，生产特种钢，如低硫钢、低氮钢； （3）可实现自动装料； （4）低碳高金属化率DRI可直接用于钢包冷却。
DRI炼钢短流程 DRI
EAF
竖炉 热装铁水电炉炼 钢流程
废钢
LF
CCM
BF
铁水
EAF
LF
CCM
10
三、直接还原铁在炼钢中的应用
电炉炼钢
废钢冶炼
DRI冶炼
DRI为原料的电炉冶炼特点：
•采用连续加料方式加入，靠钢液熔池传热熔化；
•钢中有害元素降低，力学性能提高，改善了加工性能； •实现平熔池冶炼，短弧埋弧冶炼为主，噪音小；
0.10
0.05
改善力学性能和加工性能
屈服 强度 /Mpa 210 205 抗拉 强度 /Mpa 340 325
有效提高材料的深冲性能
DRI对铝镇静冷轧钢的力学性质的影响
电炉配料
废钢 DRI
延伸率 /% 38 42
加工硬化 率n 0.2 0.22
异向性
1.2 1.7
晶粒粒 径/微米 8.5 7.5
12
2015
世界直接还原铁
4
一、直接还原铁发展现状
直接还原工艺特点比较
工艺 回转窑 缺点 原燃料要求高、单位产能投资高、 运行费用高、生产稳定性差 投资较低 优点
隧道窑
技术含量低、单机产能小、能耗高、 投资低 污染严重、产品质量差。 产品品位低、质量差、投资高、生 产稳定性差。 投资较高、对还原气和原料要求高 适用于含锌粉尘处理和复合矿 综合利用 能耗低，环境友好，可大型化
世界直接还原铁工艺产量占全球产量的份额
59.7%
14.1% 0.5% 25.7%
70%
3
一、直接还原铁发展现状
万吨 8000
6722
7037 8000？ 7522
6000
4032
5460
4000 2000
30 43 60 60 约100 200？
2001
2004
2007 中国直接还原铁
2010
2013
0.05%
2.00% -
装料方式的区别:
DRI为连续加入，而废钢是批量加入。
金属化率
92.00%
-
8
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI应用于电炉和转炉炼钢 作为电弧炉炼钢原料
（可100%使用）
DRI EAF
作为转炉炼钢的冷却剂
竖炉
BOF
9
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI炼钢流程和热装铁水炼钢流程对比