非高爐煉鐵
作者：1 發布時間：2023-11-24 文字大小：【大】【中】【小】
直接還原鐵和熔融還原鐵的冶煉統稱為非高爐法煉鐵。
該產品未經熔化，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模用于轉爐煉鋼，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。前者是用天然氣經裂化產出H2和CO氣體，作為還原劑，在豎爐、罐式爐或流化床內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，在回轉窯、隧道窯等設備內將鐵礦石中的氧化鐵還原。主要有FASMET法等。
直接還原法的優點有：
（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，取消了焦爐、燒結等工序；
（4）海綿鐵中硫、磷等有害雜質與有色金屬含量低，有利于電爐冶煉優質鋼種。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展歷史，但直到20世紀60年代才獲得較大突破。進入20世紀90年代，其生產工藝日臻成熟并獲得長足發展。其主要原因是：
（1）天然氣的大量開發利用，特別是高效率天然氣轉化法的采用，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）電爐煉鋼迅速發展以及冶煉多種優質鋼的需要，大大擴展了對海綿鐵的需求。
（3）選礦技術提高，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。
直接還原鐵是指用直接還原法在低溫固態下還原的金屬鐵。按生產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；按產品形式可分為海綿鐵（DRI）和熱壓塊鐵（HBI）。
國內直接還原鐵按照國標規定如下：
一類化學成分為：TFe≥95%，SO2≤0.65%，S≤0.03%，P≤0.03%。
二類化學成分為：TFe≥92%，SO2≤5.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
三類化學成分為：TFe≥90%，SO2≤7.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
四類化學成分為：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，但應用于粉末冶金領域，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，其含鐵量將達到99％以上，價格也相應較高。
當前世界上直接還原鐵量的90％以上是采用氣基法生產的。
我國天然氣主要供應化工和民用，目前還沒有大量用于鋼鐵工業。由于我國煤炭儲量相對豐富，20世紀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規模。
在當前“雙碳”政策引領下，提倡以氫代碳，作為還原劑，發展氫冶金。河鋼集團與意大利特諾恩公司合作，采用世界最先進的零重整工藝，投資11.5億元建設全球首套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中，計劃年底建成投產。
熔融還原法生產生鐵
熔融還原法是指不用高爐而在高溫熔融狀態下還原鐵礦石的方法，其產品是成分與高爐鐵水相近的液態鐵水。開發熔融還原法的目的是取代或補充高爐法煉鐵。與高爐法煉鐵流程相比，熔融法煉鐵有以下特點：
（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，可不建燒結廠或球團廠。
（3）全用氧氣而不用空氣，氧氣消耗量大。
（4）可生產出與高爐鐵水成分、溫度基本相同的鐵水，供轉爐煉鋼。
（5）除生產鐵水外，還產生大量的高熱值煤氣。
目前世界上熔融還原法很多，其中Corex法技術比較成熟并已在我國八一鋼鐵公司形成工業生產規模，其它諸法仍在發展和工業化過程中。目前熔融還原法已在山東墨龍和內蒙賽思普科技公司建成生產。
