非高炉炼铁
作者：1 发布时间：2023-11-24 文字大小：【大】【中】【小】
直接还原铁和熔融还原铁的冶炼统称为非高炉法炼铁。
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炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。
直接还原法分气基法和煤基法两大类。前者是用天然气经裂化产出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、价格相对便宜的新能源。
（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。
直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的金属铁。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）。
国内直接还原铁按照国标规定如下：
一类化学成分为：TFe≥95%，SO2≤0.65%，S≤0.03%，P≤0.03%。
二类化学成分为：TFe≥92%，SO2≤5.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
三类化学成分为：TFe≥90%，SO2≤7.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
四类化学成分为：TFe≥88%，SO2≤10.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
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（一次还原铁粉），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。
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化工和民用，目前还没有大量用于钢铁工业。由于我国煤炭储量相对丰富，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。
在当前“双碳”政策引领下，提倡以氢代碳，作为还原剂，发展氢冶金。河钢集团与意大利特诺恩公司合作，采用世界最先进的零重整工艺，投资11.5亿元建设全球首套120万吨富氢气体直接还原氢冶金示范一期工程 。湛江钢铁的氢基竖炉也在建设中，计划年底建成投产。
熔融还原法生产生铁
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：
（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。
目前世界上熔融还原法很多，其中Corex法技术比较成熟并已在我国八一钢铁公司形成工业生产规模，其它诸法仍在发展和工业化过程中。目前熔融还原法已在山东墨龙和内蒙赛思普科技公司建成生产。
