DRI(直接还原铁)和HBI(热压铁块)的贸易和运输

DRI(直接还原铁)和HBI（热压铁块）的贸易和运输

直接还原铁”是一种高品质冶金产品（97%的纯铁含量）通过矿DRI ( Direct Reduced Iron) “

粉，球团或矿块同天然气或煤加热化学的还原反应中得到，反应温度比铁的溶点低。相对高品位的铁矿作为填料。矿粉可以直接应用，不需要烧结过程。生产1吨的DRI，大概需要吨的铁矿。

（一）直接还原法生产

直接还原法是指在低于熔化温度之下将还原成的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即），也称海绵铁。

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，只适于代替作为炉炼的原料。

直接还原法分气基法和基法两大类。前者是用经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂，在

竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。

主要有FASMET法等。

直接还原法的优点有：

（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；

（2）不用，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、等有害杂质与含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。直接还原法的缺点有：（1）对原料要求较高：气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤；

（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。

直接还原法已有上百年的发展历史，但直到20世纪60年代才获得较大突破。进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。其主要原因是：

（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的。

（2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。

（3）选矿技术提高，可提供大量高品位精矿，矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需

加以脱除的程度，从而简化了直接还原技术。

当前世界上直接还原铁量的90％以上是采用气基法生产的。

我国天然气主要供应和民用，不可能大量用于工业。由于我国储量相对丰富，20世纪90年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地形成了一定的生产规模。

直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的铁。按生产方法可分为煤基直接还原铁和

气基直接还原铁；按用途可分为炼钢用直接还原铁和其它用直接还原铁；按产品形式可分为

海绵铁（DRI）和热压块铁（HBI）。

目前国内直接还原铁没有国家统一标准生产规格，只有行业内的不成文的标准，最终元素含量仍是根据客户需求。

规格如下：

一类成分为：TFe≥95%，SO2≤％，S≤％，P≤％。

二类化学成分为：TFe≥92%，SO2≤％，S≤％，P≤％。

三类化学成分为：TFe≥90%，SO2≤％，S≤％，P≤％。

四类化学成分为：TFe≥88%，SO2≤％，S≤％，P≤％。

另外，含铁量超过97％以上也属于海绵铁，但应用于粉末冶金领域，其形状分块状和粉状

（一次还原），如深加工还可做二次还原铁粉，其含铁量将达到99％以上，价格也相应较高。

DRI是用还原气生产的，有多孔渗水的结构，这个增加了反映面积，大大增加了产生化学反

应的可能性。当DRI遇水的时候，就会发生氧化反应，从水中释放出氢气。如果遇到含有

盐分的水如海水，这个反应将会加剧。作为反应的一部分还会大量释放出热量，从而更加剧了氧化反应，形成了一个连锁反应。如果氧气充足的情况下，温度能够达到1500度，如果是在一个密闭的空间，如船舱，释放出来的氢气，将会形成有爆炸危险的混合气体。如果要

通风换气，减少氢气，将会带来更多氧气，货物将会过热。

刚生产出来的DRI对水和氧气非常敏感，易反应。有一些办法可以减缓DRI的氧化反应速率，这样使其能相对安全地储藏和运输。首选的，也是最简单的方法就是较长时间堆放，暴

露在空气中，使其表面生成一层薄薄的氧化膜，阻止进一步的氧化反应。一般货物在仓库中堆放2-3 星期，然后运到比较近的地方用作生产。

第二种办法是把直接还原铁包裹上一层隔离物，硅酸钠，这种物质能有效隔离淡水，但是对于海水还不是那么有效。

第三种办法就是在生产DRI的过程中，在温度约650度的时候把还原铁压缩成100毫米长，90毫米宽的，30-40毫米厚的铁块，减少空隙率，减少反映面积，降低反应速度。这种产品

就叫做HBI，热压铁块。

HBI ( Hot Briquetted Iron)“

热压铁块”是浓缩钝化的直接还原铁，以便于更简便、安全的储存

和运输。

（二）DRI/HBI的应用/贸易

DRI/HBI 主要用在电弧炉生产钢材用料，作为生铁(PIG IRON) 替代品和废钢的稀释料- 有效地作为高品位废钢的替代品–使低品位的废钢可以作为炉子填充料剩余填料。这种原料

主要用于生产厂材和板材。

电弧炉生产全球三之一的钢产量。而且以每年5%的速度递增，除中国以外，新增的钢产能

都是电弧炉。电弧炉用废钢作为填料，以一比一的比例，再添入PIG IRON和DRI/HBI （总的比率不超过15-20%）。

DRI/HBI的市场需求主要取决于市场上高品位废钢的供给是否充足，以及电弧炉是否应用广泛。现今最大的DRI/HBI的进口国是北美地区，欧洲和东亚，不包括日本。

最大的市场增长，还是主要来自美国，欧洲更加依赖于本地区的废钢。中国对直接还原铁市场还没有什么影响，因为中国主要应用的技术是碱性氧气转炉。随着将来废钢越来越多，也许能推广电弧炉。届时直接还原铁将出现广泛的市场。