非高爐煉鐵
作者：1 發(fā)布時間：2023-11-24 文字大?。?span id="da">【大】【中】【小】
直接還原鐵和熔融還原鐵的冶煉統(tǒng)稱為非高爐法煉鐵。
該產(chǎn)品未經(jīng)熔化，仍保持礦石外形，由于還原失氧形成大量氣孔，在顯微鏡下觀察團(tuán)形似海綿而得名。海綿鐵的特點是含碳低（＜1％），并保存了礦石中的脈石。這些特性使其不宜大規(guī)模用于轉(zhuǎn)爐煉鋼，只適于代替廢鋼作為電爐煉鋼的原料。
直接還原法分氣基法和煤基法兩大類。前者是用天然氣經(jīng)裂化產(chǎn)出H2和CO氣體，作為還原劑，在豎爐、罐式爐或流化床內(nèi)將鐵礦石中的氧化鐵還原成海綿鐵。主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。后者是用煤作還原劑，在回轉(zhuǎn)窯、隧道窯等設(shè)備內(nèi)將鐵礦石中的氧化鐵還原。主要有FASMET法等。
直接還原法的優(yōu)點有：
（1）流程短，直接還原鐵加電爐煉鋼；
（2）不用焦炭，不受煉焦煤短缺的影響；
（3）污染少，取消了焦?fàn)t、燒結(jié)等工序；
（4）海綿鐵中硫、磷等有害雜質(zhì)與有色金屬含量低，有利于電爐冶煉優(yōu)質(zhì)鋼種。直接還原法的缺點有：
（1）對原料要求較高：氣基要有天然氣；煤基要用灰熔點高、反應(yīng)性好的煤；
（2）海綿鐵的價格一般比廢鋼要高。
直接還原法已有上百年的發(fā)展歷史，但直到20世紀(jì)60年代才獲得較大突破。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，其生產(chǎn)工藝日臻成熟并獲得長足發(fā)展。其主要原因是：
（1）天然氣的大量開發(fā)利用，特別是高效率天然氣轉(zhuǎn)化法的采用，提供了適用的還原煤氣，使直接還原法獲得了來源豐富、價格相對便宜的新能源。
（2）電爐煉鋼迅速發(fā)展以及冶煉多種優(yōu)質(zhì)鋼的需要，大大擴(kuò)展了對海綿鐵的需求。
（3）選礦技術(shù)提高，可提供大量高品位精礦，礦石中的脈石量降低到還原冶煉過程中不需加以脫除的程度，從而簡化了直接還原技術(shù)。
直接還原鐵是指用直接還原法在低溫固態(tài)下還原的金屬鐵。按生產(chǎn)方法可分為煤基直接還原鐵和氣基直接還原鐵；按用途可分為煉鋼用直接還原鐵和其它用直接還原鐵；按產(chǎn)品形式可分為海綿鐵（DRI）和熱壓塊鐵（HBI）。
國內(nèi)直接還原鐵按照國標(biāo)規(guī)定如下：
一類化學(xué)成分為：TFe≥95%，SO2≤0.65%，S≤0.03%，P≤0.03%。
二類化學(xué)成分為：TFe≥92%，SO2≤5.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
三類化學(xué)成分為：TFe≥90%，SO2≤7.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
四類化學(xué)成分為：TFe≥88%，SO2≤10.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
另外，含鐵量超過97％以上也屬于海綿鐵，但應(yīng)用于粉末冶金領(lǐng)域，其形狀分塊狀和粉狀（一次還原鐵粉），如深加工還可做二次還原鐵粉，其含鐵量將達(dá)到99％以上，價格也相應(yīng)較高。
當(dāng)前世界上直接還原鐵量的90％以上是采用氣基法生產(chǎn)的。
我國天然氣主要供應(yīng)化工和民用，目前還沒有大量用于鋼鐵工業(yè)。由于我國煤炭儲量相對豐富，20世紀(jì)90年代以來煤基直接還原法已在天津、遼寧、吉林、山東等地形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模。
在當(dāng)前“雙碳”政策引領(lǐng)下，提倡以氫代碳，作為還原劑，發(fā)展氫冶金。河鋼集團(tuán)與意大利特諾恩公司合作，采用世界最先進(jìn)的零重整工藝，投資11.5億元建設(shè)全球首套120萬噸富氫氣體直接還原氫冶金示范一期工程 。湛江鋼鐵的氫基豎爐也在建設(shè)中，計劃年底建成投產(chǎn)。
熔融還原法生產(chǎn)生鐵
熔融還原法是指不用高爐而在高溫熔融狀態(tài)下還原鐵礦石的方法，其產(chǎn)品是成分與高爐鐵水相近的液態(tài)鐵水。開發(fā)熔融還原法的目的是取代或補(bǔ)充高爐法煉鐵。與高爐法煉鐵流程相比，熔融法煉鐵有以下特點：
（1）燃料用煤而不用焦炭，可不建焦?fàn)t，減少污染。
（2）可用與高爐一樣的塊狀含鐵原料或直接用礦粉作原料。如用礦粉作原料，可不建燒結(jié)廠或球團(tuán)廠。
（3）全用氧氣而不用空氣，氧氣消耗量大。
（4）可生產(chǎn)出與高爐鐵水成分、溫度基本相同的鐵水，供轉(zhuǎn)爐煉鋼。
（5）除生產(chǎn)鐵水外，還產(chǎn)生大量的高熱值煤氣。
目前世界上熔融還原法很多，其中Corex法技術(shù)比較成熟并已在我國八一鋼鐵公司形成工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，其它諸法仍在發(fā)展和工業(yè)化過程中。目前熔融還原法已在山東墨龍和內(nèi)蒙賽思普科技公司建成生產(chǎn)。
