浅谈直接还原铁DRI-C的承运
浅谈DRI(C)（直接还原铁）的承运
一.目前公约对固体散货装卸操作作业的管理要求
IMO曾出台了《散货船安全装卸操作规则》（简称BLU规则, 详见IMO第 A.862(20)号大会决议及MSC.238(82)号修正案）。另一方面，针对各种固体散装货物的液化（流态化）危险、引燃危险等的安全管理措施， IMO出台了《国际海运固体散装货物规则》（简称IMSBC规则）并于2011年1月1日作为强制性文件生效,总部已于2010年6月30 日下发通函“关于SOLAS VI 和VII章修正案及《国际海运固体散装货物规则》（IMSBC规则）强制实施的通告”
通函要点：
鉴于上述两个文件之间的密切相关， IMO近期通告了在各国执行BLU规则中须注意的几个与IMSBC规则相关的几个方面，具体如下：
散货运输名（BCSN）要与IMSBC规则中的货品名称一致。
在装船和压载环节、完成船／岸安全检查单环节、货物资料环节中执行
IMSBC规则相关规定时，要注意到IMSBC 规则的最新变化。
1. DRI(C)（直接还原铁）IMSBC编号016（COLD 15;HOT FOR 16）
国际海事组织类别MHB
近似积载因素0.46M3/T
应急布置编号：B15
2. 特性
货物在与水接触后可以渐渐放出氢气。
A.近似尺寸：（1）4种颗粒直径大小分别为：5/8″1/2″3/8″3/4″
约15.9mm 12.7mm 9.3mm 6.35mm。
（2）湿度平均10.61% MOISTURE 最大12.5%
B.化学特性：
TOTAL IRON (FeT): 最小63.00%，金属铁 METALLIC IRON(FE°):最小1.00%，
碳CARBON:最小0.40%。
3. 危险
(1)DRI(C)遇水和空气易产生氢气和热量，热量可能导致点燃或消耗封闭场所的氧气。（2）舱中氢气体积含量不允许超过1%（4%相当100%LEL,1%相当25%）。
（3）DRI(C)中的金属铁在6%或以下，氢气的释放量是最小的，在65℃
（150°F）或以下，安全受载，它是不易燃的或低火危险。
二. 装货前
1.装货前DRI(C)应被存放至少30天。
2.所有货物空间场所必须清洁干燥，不得有其它剩余的残留物。
3.污水井盖装前应用金属网套，以防止货物掉入，途中污水井必须保持干燥。
（其它易燃材料请勿用）
4.装前确认货舱是否有测深管系等其它管系，并确认是否完好。
5.尽可能把近货舱的压载水打空，尽可能装载在离热源的舱室。
6.装前需要测试水密，保证货舱所有开口水密。
7.在装卸货作业中，应对雷达和测向仪天线加以适当保护以防粉尘。
8.必要的警示措施，如“禁止吸烟”，“大力敲锈”“烧焊”等热工作业，“NO SMOKING”NO HOT
WORK ON DECK”。
三. 装货中
1.当货物温度超过65℃或湿度超过12%，托运人确认货物的装前情况。
2.DRI（C）的装载只允许在无雨时进行，下雨停装。
3.当DRI（C）在货舱封闭时，应保持连续的机械通风。
4.当受载结束时，温度探头必须被分布在不同的部位，推荐每舱至少四个位置布置探头，探头应被埋入货物中至少1米，并准确记录位置。
5.为减少货物表面的面积（在舱内），进行合理平舱。完货后，须确认货物平舱界限。
6.完货后立即封舱，甲板及上层建筑的残留货物必须被清洗掉（小心高压冲水）。
四.途中货物在运输管理
装运直接还原铁（DRI-C PRODUCE FINES）的最大风险是货物在运输途中不断地产生氢气（遇水反应产生氢气，海水更甚，货物装船时本身就含有一定的水分），氢气在舱内迅速积累，达到爆炸下限后，遇热、明火、火花即爆炸，灾难将是毁灭性的。同时，货物还会产生热量以及一氧化碳等有毒气体。因此，排除氢气、防毒气、降温、防水、防爆、瓦斯和温度监控就成为此货物安全运输的关键，其中排除氢气、防爆尤为主要。以下是本轮在这方面所采取的相关措施和管理方法。
1. 防毒气、降温、防水
1). 防毒气：标示警示标志，同时明确规定，未经大副或船长同意，任何人不准许开启大舱和道门，不许下大舱。正常下大舱前要足量通风，同时监测舱内氧气、氢气、一氧化碳、硫化氢等气体含量，确保在安全范围之内，方可进入。另外，事先要检查自给式呼吸设备（SELF-CONTAINED BREATHING APPARATUS），确保随时可用，紧急情况下，即可指派一名熟练操作的船员，在驾驶员舱面监控下，下舱检查或排除险情。货物产生的毒气主要是一氧化碳，一氧化碳比重和空气相仿，足量通风，即可轻易排除。如果每天正常通风，一般航行五到七天后，一氧化碳含量基本检就测不到啦。
2).降温：要和机舱商量好，一般在夏天或在低纬度地区航行，温度较高，燃油不必加温，即可直接驳用，尽量不要给油舱加温，即使要加温，也应该把蒸汽流量开到最小，以免货物因油舱加热而温升，加速货物反应产生氢气。另外，每天通风最好选择在早晨和太阳下山后气温较低的时段进行，这非常有利于货物降温。
3).防水：装货前要彻底检查货舱舱盖、道门、通风口水密性，开航前封舱，开航后要指派木匠每天专职检查。每天还要检查汗水葫芦的通畅性。禁止下雨通风。
2. 排氢气、防爆
1)烟，明火，火种控制：严禁在甲板抽烟和未经批准使用明火。在主甲板工作，严禁携带火种。
2)热工作业控制：未经船长、大副批准，不得进行热工作业。一般主甲板30公分以上构件热工作业，只要事先对邻近货舱进行足量（2.5小时以上）通风，在监测到可燃气体为零，即可批准进行，但要边继续通风，边作业，直到作业完成为止。单个构件气割、电焊要迅速，或采取间歇作业—冷却的办法。主甲板板面得直接热工作业，一定要谨慎又谨慎，可以先通风，监测无氢气后，开舱，作业附近围湿布冷却，再进行作业。
3).通风与防爆：这是运输过程中货物管理最关键的一步。开航时，船员都很忙，往往没办法分出人力来通风（包括监控）。由于货物刚装船，水汽重，温度高，氢气产生很快，等
开出后，抽出人马监控温度和气体时候，会发现氢气较浓重。此时切不可冒然开启机械通风，因为船龄老，机械通风系统长期不用，内部未免附着许多松动锈块，若冒然开动风机，则锈块在瞬间强大的风流冲击下脱落，猛烈撞击风筒或二层柜甲板，产生肉眼看不到的微弱火花，这就构成了引爆可爆气体的外部条件，倘若风筒附近局部局部氢气浓度达到了爆炸下限，则毁灭性灾难就已经不可避免（每舱仅一个瓦斯探测点，一个点的数据很难代表全舱）。本船的做法是，每次机械通风前，开启道门进行自然通风，至少1小时，让舱端（机械通风的风口位置）以及舱口围以下氢气放尽，舱口围氢气浓度也大大降低，测量瓦斯探测点和道门处高、中、低位氢气及氧气浓度，只有确认瓦斯探测点氢气浓度大大低于安全标准----25%LEL,氧气浓度20.8%以上，同时，道门高、中、低三个位置测得氢气浓度为0%LEL,氧气浓度20.9%，才能开启机械通风。机械通风两小时以上。跟踪探测数据显示，1.5小时以下通风，没法彻底排除氢气。开航后，前面一星期，每次机械通风3小时，每天3-4次，24小时均布，之后每次机械通风2-2.5小时，每天2-3次，20天后每次2小时，每天2次，按照此程序通风，通风后可将氢气排尽（测得氢气浓度0%LEL，氧气20.9），下次机械通风前，氢气浓度明显小于安全许可值（25%LEL）,一般为15%LEL 以下。此外，白天如天气海况许可，开启道门自然通风，可起到意想不到的效果。本船做法是，不上浪，不下雨，道门全开，专人看管，实测显示，道门全开，不管有否船风，均可排尽氢气并且保持浓度为0%LEL，如小雨，放一方木，放下道门盖，留一缝隙，只要稍有一点风，则可收到同样效果，即使一点没风，也可以保持氢气浓度在12%LEL以下安全低位。说明一下，道门飞进一点雨毛，对货物和安全的影响微乎其微，打在二层柜上，由于舱内温度很高，很快蒸发掉，（货物温度50-60是摄氏度）。道门自然通风法之所以也能有如此神奇的效果，我们分析认为，一是位置相对高，利于氢气排除，二是开口大（比风筒出口面积大得多），三是风阻小（风筒有滤网、风叶，蘑菇帽的重重阻挡，风阻相当大）。如天气海况好，本船白天，只开道门，不用机械通风，机械通风只在早晚或夜里，如此搭配操作，效果相当好。我们有理由认为，道门自然通风法是最简单，易管理，最安全，效果相当理想的排除货舱氢气的一种方法。有人认为开舱排氢气是个好办法，我们不这样认为。因为操作难每天开关舱，封舱，不好操作，氢气积累在舱盖，开舱时，舱盖轮子、坐垫与轨道摩擦，产生热量或微火花，易引爆舱盖、舱口围的氢气，不安全。机械通风的具体操作方案也很讲究，应根据本船实际情况做出最佳部署。部署原则是：选灌不选吸；无灌开双机；对角开道门；效果看出风。以上原则基于氢气氢，上升积聚于舱口围，而机械通风舱内开口在舱口围以下，氢气较难排除之原因，理由如下述。选灌不选吸：某个货舱可能2部风机是一进一出，多设计在货舱的同一端，进风机比吸风机能在舱内产生更大的风流，引起更大的气体喘流，从而把舱口围的氢气扰动带走，现场试验证明，开单部进风机与开单部出风机比较，排氢气效果相差悬殊，如果同一端的进、出风机同时开启，则排除氢气效果几乎是零。无灌开双机：如果某个舱两部风机全为出风机，则同时开两部，也可在舱的另一端产生强大的吸入气流，在舱内产生的强大的冲击风流，引起强大的气体喘流带走氢气。对角开道门：在风机的对角开一个道门，气体道门关上，让气体喘流经过两个舱口围，有效地把氢气带走，相反，打开风机同一端的道门，则排除氢气几乎是零效果。效果看出风：监测出风口气体浓度，就可以知道通风效果如何。“海安城”轮货舱风机布置是：1后2前3后4前，1左进右出2右进左出3左出右出4左出右出；基于以上布置，我们定出机械通风最佳方案：风机-----1左2右3双4双；道门-----1前2后3前4后。经过现场瓦斯监测，不同方案对比试验，该方案排除氢气通风效果卓著。
(1).货舱瓦斯探测和货物温度监控：按规定，开航后前5天，每天4次，间隔6小时，5天后，每天2次，间隔12小时。我们考虑到此货物的危险性非同寻常，决定，开航后直到夏威夷（约前20天），每天4次，间隔6小时，过夏威夷后，每天2次，间隔12小时。此外每天机械通风前严格按照前述程序进行额外瓦斯监测，只有完全符合条件后，才进行机械通
风，早晚两次由大副亲自执行。
(2).开舱：包括到卸货港开舱卸货，提前进行检测—通风—再检测程序，等货舱瓦斯检测数据达到安全范围后才能开舱，不得有任何含糊和折扣。
五. 过巴拿马运河需要的证明文件
QUANTITY: xxxx M/T； BC No.: 16
TECHNICAL NAME: DIRECT REDUCED IRON (C)BY PRODUCTS FINES.
1. Copy of certification that DRI conforms to IMO requirements.
2.Copy of cert.that DRI（C）is suitable for loading.
3. Statement from master or shipper that IMO precautions as listed in the "BC Code" for cold or hot molded briquettes has been followed.(SIGNED & STAMPED)船长申明（类似中国进长江申明），主要申明按IMSBC要求货物适合装运，并按IMO要求操作和做好预防措施。
4. Copy of procedures to be followed by the ship to ensure safety of ship and cargo in the event the cargo gets wet.
中国煤基隧道窑法直接还原铁(海绵铁)生产新工艺技术
中国煤基隧道窑法还原铁（海绵铁）生产最新工艺技术 中国是世界第一大钢产量国，2011 年钢产量突破7 亿吨，年需要废钢9000 多万吨，还原铁需求量为500 万吨。我国年进口还原铁300万吨，而还原铁（海绵铁）年产量仅为60 万吨。 我国是一个贫铁矿资源丰富的国家，低贫呆矿占铁矿资源97%以上，但每年需要从国外进口6 亿吨的铁矿石，国内大量的低贫呆矿没有得到很好的开发。 另外，我国每年还有上亿吨的硫酸渣、铜渣、除尘灰等含铁废料产生。现在，我国是一个非焦煤储量丰富的国家，焦煤资源日益频发，因此国家出台相关政策，鼓励发展直接还原铁和非焦炼铁工艺技术开发与应用。 提高还原铁的产量及开发我国大量的低贫呆矿使其资源化迫在眉睫。 我国目前年生产的60 万吨还原铁（海绵铁），主要是由200 余条隧道窑法生产的。在我国，煤基隧道窑罐式法生产还原铁（海绵铁）走过30 年的历史，其 工艺技术比较稳定、成熟，小项目分布相对比较普遍。但因传统的煤基隧道窑罐式法，必须采用昂贵的耐火罐；同时具有能耗高；还原时间长；劳动力消耗高；产品质量低下等原因，造成生产成本高、销路不畅等实际问题。目前造成煤基隧道窑法还原铁生产停顿状态。 2011年，在北京非高炉会议上，许多隧道窑法海绵铁厂家强烈要求专家、教授们能提供一套新的工艺技术，使煤基隧道窑厂家能焕发生机。 因此，沈阳博联特熔融还原科技有限公司与多家与会海绵铁厂家进行了交流后，半年内通过研发和工业试验，为其解决了两大技术问题，可以让煤基隧道窑法海绵铁厂家获得新生。 一. 实现了煤基隧道窑无罐法生产海绵铁甚至砾铁产品将煤基隧道窑烧嘴位置进行改变，采用直接燃煤新技术，彻底去掉昂贵的耐火罐，实现了无罐法生产海绵铁，入炉铁矿可以多种化。新技术煤基隧道窑法海绵铁的主要特点： 1、降低生产运行成本。取消了昂贵的耐火罐，可以降低生产运行成本200 多元/ 吨。 2、还原时间大大的缩短。 传统隧道窑罐式法生产还原铁的还原时间，一般为：粘土罐28?31小时、
200万吨直接还原铁项目概述(对外)
你好！ 我们这项目的基本情况汇报给你。 一、项目内容 200万吨直接还原铁钢厂项目，建厂主要内容包括：码头、原料场、直接还原铁、炼钢、轧钢系统、发电、制氧等公辅设施及办公生活综合设施等。 二、主要产品 一条高速线材生产线年产60万吨，Φ5.5~16mm高速无扭热轧盘条。一条棒材生产线年产60万吨，生产高强度带肋钢筋和圆钢；另一条棒材生产线年产80万吨。生产高强度带肋钢筋和圆钢。 三、工艺及主要设备 序 号 工序项目规格座数 1 码头码头 2 料场原料场 3 直接还原多层炉Φ17.5m*1.5m*12 4 回转窑Φ6m*90m 4 熔分炉110mw 2 4 炼钢提钒设施 转炉100t，5机5流方坯 2 5 轧钢高线高线60万吨，棒材140万吨 3 棒材A 60万吨 棒材B 80万吨 6 公辅设施制氧10000m3/h 2 发电2*160MW 2 给排水 检化验 库房合金、耐材库；成品库 总图运输 检维修 7 综合设施生活、办公 四、直接还原铁工艺流程图
多层炉：干燥脱水、去除挥发分；炉料的排出温度500℃； 回转窑：还原，炉料的出口温度950-1000℃； 熔分炉：熔化、渣铁分离；渣1500-1550℃；铁水1450-1500℃； 五、原料燃料成分 海砂精矿粒度：0.05~0.25mm。 成分Tfe TiO2 V2O5 MnO SiO2 Al2O3 CaO MgO P S 典型值（%）56.8 7.7 0.45 0.66 3.9 3.7 1.5 3.4 0.18 0.04 煤的成分 名称M V A C S 数值21 34 4.5 40.5 0.22 粒度：≤50mm，100％；＜3mm，≯20％。 200万吨年耗量 序号名称耗量(万t/a) 日耗量(t/d) 小时耗量 1 海砂矿380 11500 479.17 2 熔剂24 750 31.25 3 煤280 8484.848 353.54 六、我们想了解： 直接还原铁部分4座多层炉（多膛炉）、4条回转窑、2座熔分炉现在造价（估算）？ 包含土建、设备、安装等
直接还原炼铁
直接还原炼铁 在低于矿石熔化温度下，通过固态还原，把铁矿石炼制成铁的工艺过程。这种铁保留了失氧时形成的大量微气孔，在显微镜下观察形似海绵，所以也称为海绵铁；用球团矿制成的海绵铁也称为金属化球团。直接还原铁的特点是碳、硅含量低，成分类似钢，实际上也代替废钢使用于炼钢。习惯上把铁矿石在高炉中先还原冶炼成含碳高的生铁。而后在炼钢炉内氧化，降低含碳量并精炼成钢，这项传统工艺，称作间接炼钢方法；而把炼制海绵铁的工艺称作直接还原法，或称直接炼铁（钢）法。 直接还原原理与早期的炼铁法（见块炼铁）基本相同。高炉法取代原始炼铁法后,生产效率大幅度提高,是钢铁冶金技术的重大进步。但随着钢铁工业大规模发展，适合高炉使用的冶金焦的供应日趋紧张。为了摆脱冶金焦的羁绊，18世纪末提出了直接还原法的设想。20世纪60年代，直接还原法得到发展，其原因是：①50～70年代，石油及天然气大量开发，为发展直接还原法提供了方便的能源。②电炉炼钢迅速发展，海绵铁能代替供应紧缺的优质废钢,用作电炉原料,开辟了海绵铁的广阔市场。③选矿技术提高,能提供高品位精矿,使脉石含量可以降得很低，简化了直接还原工艺。1980年全世界直接还原炼铁生产量为713万吨，占全世界生铁产量的1.4％。最大的直接还原工厂规模达到年产百万吨，在钢铁工业中已占有一定的位置。 海绵铁中能氧化发热的元素如硅、碳、锰的含量很少，不能用于转炉炼钢，但适用于电弧炉炼钢。这样就形成一个直接还原炉－电炉的钢铁生产新流程。经过电炉内的简单熔化过程，从海绵铁中分离出少量脉石，就炼成了钢，免除了氧化、精炼及脱氧操作，使新流程具有作业程序少和能耗低的优点。其缺点是：①成熟的直接还原法需用天然气作能源，而用煤炭作能源的直接还原法尚不完善，70年代后期，石油供应不足，天然气短缺，都限制了直接还原法的发展。②直接还原炉－电炉炼钢流程，生产一吨钢的电耗不少于600千瓦·时,不适于电力短缺地区使用。③海绵铁的活性大、易氧化，长途运输和长期保存困难。目前，只有一些中小型钢铁厂采用此法。 现在达到工业生产水平或仍在继续试验的直接还原方法约有二十余种，主要分为两类：使用气体还原剂的直接还原法按工艺设备来分，有三种类型，包括竖炉法、反应罐法和流态化法。作为还原剂的煤气先加热到一定温度（约900）,并同时作为热载体，供还原反应所需的热量。要求煤气中H、CO含量高,CO、H O含量低；CH在还原过程中分解离析的碳要影响操作,含量不得超过3％。用天然气转化制造这样的煤气最方便；也可用石油（原油或重油）制造，但价格较高。用煤炭气化制造还原气，是正在研究的课题。 竖炉法在竖炉中炉料与煤气逆向运动，下降的炉料逐步被煤气加热和还原，传热、传质效率较高。竖炉法以Midrex法为代表，是当前发展最快、应用最广的直接还原炼铁法，其改进的生产流程示意见图1[ Midrex法生产流程示意]
直接还原铁生产工艺的分析
直接还原铁生产工艺的分析 世界上直接还原铁生产技术已经成熟, 技术发展极为迅速, 根据Midrex 公司预测, 2010年全世界 直接还原铁产量将超过7300万t。于高炉流程存在着生产成本过高和环境污染的两大难题, 炼铁工艺由 高炉流程逐步向直接还原铁短流程过渡已成为定局。当今的钢铁企业对这一革命性技术工艺越早开发越 能占据主动; 不敢承担风险, 迟疑不前, 必将处于被动和落后的局面。因此, 直接还原铁的开发不是“有 所为”和“有所不为”的问题, 而是生产工艺的选择问题。 1 世界直接还原铁生产技术现状 1.1 生产工艺发展态势 由于某些国家天然气资源丰富, 直接还原铁生产技术在南美洲、南非和东南亚诸国的发展极为迅速, 而印度则后来居上; 特别是委内瑞拉、墨西哥等国, 生产历史已超过20余年, 生产规模不断扩大, 直接 还原铁产量已占本国钢铁产量的绝对份额; 而奥钢联、韩国合作开发的直接还原与熔融还原技术与日俱进; 浦项钢铁公司的直接还原铁生产大有代替高炉炼铁之势。对这样的发展态势, 作为世界钢铁生产大国的中国, 我们绝不可掉以轻心。 1.2 世界直接还原铁主要生产工艺 ??? 世界直接还原铁生产工艺大致可分为两大类: 一种是气基竖炉生产工艺; 一种是煤基回转窑生产工 艺。前者生产量约占总产量的92%, 而后者约占总产量的8%。在这两种生产技术的基础上, 又发展了熔 融还原生产技术。近年来, 将直接还原与熔融还原技术加以组合, 形成了COREX-Midrex联合流程, 颇受 人们的关注。直接还原铁主要生产工艺见表1。 ??? 应该指出, 世界上Midrex法和HYL法应用的比较普遍, 各项技术经济指标亦趋稳定, 生产工艺成熟 可靠。特别是墨西哥的HYL法, 生产技术不断创新, 由于开发了“自重整”技术, 使建设费用减少了 26% , 电炉的耗电降低了5%～6%。印度由于缺乏天然气, 但精煤的资源丰富, 因此多采用煤基回转窑 的生产方法。多年的生产实践证明, 煤基回转窑无论是在生产成本、生产效率还是环境保护方面, 均不及 气基竖炉法。 1.3 熔融还原法 熔融还原法也是采用直接还原的原理, 将铁精矿直接还原成熔融铁, 通常以煤为还原剂, 将还原炉与 熔铁炉置于一身, 其最终产品不是海绵铁或热压铁块, 而是熔融铁。主要的生产厂家如下： (1) 南非的伊斯科公司： COREX—1000, 生产能力为30万t/a, 现已生产了300万t; (2) 韩国：COREX C—2000, 1995年11月投产, 1997 年市场上又出现了C—3000R, 其生产能力约为C—2000的13.5 倍。目前, 世界上采用熔融还原法生产的共有7家, 总生产能力超过500万t/a, 相当 于世界铁水总生产量的1%。 1.4 COREX-Midrex 联合生产工艺 ??? 该技术是奥钢联与浦项钢铁公司联合开发成功的。这项技术一出现, 即显示出其独特的优点, 它具有 气基竖炉和熔融还原的优点, 又不需外来气源, 因此对天然气缺乏的厂家来说是求之不得的。COREX-Midrex 联合流程示意图见图1。 对COREX-Midrex联合流程的三点看法： (1) COREX-Midrex联合流程(正准备建1台90万t/a 的装置, 并计划于2005年代替浦项1号高炉(1666m3) ) 虽有其先进性的一面, 但由于开发成功的时间较短, 因此工业生产的考验约在2010年才能有 结论; (2) 由于煤与熔融铁直接接触, 煤中绝大部分硫进入熔融铁中, 因此生产出的还原铁并非纯净铁, 其 铁中的含硫量(0.015%～0.020%) 相当于高炉铁; (3) 对高炉流程的系统设备和资源(包括技术资源) 未能加以利用。因此该工艺适合于新建的位于城 市周边的钢铁厂或轧钢厂。 2钢铁联合企业生产直接还原铁技术工艺的选择 据专家预测, 在未来30～40年, 全世界钢铁生产工艺仍将以高炉流程为主。就是说, 高炉仍将长时 间存在。有高炉, 就必然有焦炉。如何在现有的高炉流程的基础上, 加以合理地、科学地改造, 使高炉 流程向直接还原铁生产的短流程逐步过渡, 达到既能生产高炉铁, 又能生产直接还原铁, 进一步降低钢材 成本, 改善生产环境的目的, 这是广大钢铁工作者义不容辞的责任。 2.1 铁精矿的准备问题 直接还原铁开发的初级阶段对入还原炉的铁精矿的技术要求非常苛刻, 一般要求块矿入炉, 铁精矿含 铁量在70%以上, SiO2含量在2%以下, 特别对煤基回转窑入炉铁精矿中低熔点金属的含量有更严格的要 求。随着直接还原铁技术的发展, 入炉铁精矿的技术条件越来越放宽, 并以直接还原本身的技术进步加以 补偿。例如, FNEX技术的开发成功, 使块矿入炉变为粉矿或氧化球团矿均可入炉, 这大大有利于直接还 原铁技术的开发。 ??? 西欧炼铁界开发的精矿加工处理技术, 使还原炉入炉铁精矿达到其技术要求, 保证了还原炉生产的顺行, 其流程示意图见图2。 2.2 气基竖炉还原炉两段反应机理 一段: 3Fe2O3 + H2= Fe3O4+ H2O
直接还原铁的品质与用途
直接还原铁的品质与用途 直接还原铁即粉末冶金还原铁粉生产中的海绵铁。炼钢中的海绵铁的品质要求与粉末冶金用海绵铁的品质要求不同,其含铁量在90%以上,但要控制S,P,Pb,Zn,Bi,As等有害元素的含量。用于生产还原铁粉的直接还原铁其技术条件为:TFe=97.5%～98.0%、金属化率≥95%、C=0.3%～0.4%、S、P≤0.020%、Si≤0.10%。用于炼钢的直接还原铁其技术条件为:TFe≥91%、金属化率≥85%、S、P≤0.020%、Si≤0.20%。 直接还原铁除了作为电弧炉冶炼原料以外,直接还原铁还是氧气转炉的优质冷却剂和炉料,对转炉的冷却效果是废钢的112～2倍。应用直接还原铁后转炉冶炼可获得多种效果,如稀释铁水中的S、P、Bi、Pb、Zn、As等有害杂质元素含量,消除废钢对炉衬的机械损耗作用,改善自动加料和终点控制,提高计算机自控水平,提高生产率等。 所以将钢厂的含铁氧化物为原料建立直接还原铁生产线,投产后其产品在钢铁企业的用途是广泛的、有益的。 基本特点： 1、化学成分稳定，有效稀释钢中残余和夹杂金属元素含量，改善钢的质量； 2、P、S有害元素含量低，可缩短精炼时间； 3、减少装料次数、减少停电作业和热损失，熔化速度快、电耗低、可提高效率、降低成本； 4、熔化期中，供电作业稳定，允许大功率供电、口音低、烟尘少、工作环境好； 5、使用成本低廉，经济效益高。编辑本段生产工艺：在工业上应用较多的有铁磷还原法，铁精矿粉还原法等，即将轧钢氧化铁磷或精矿粉经还原铁压块机压制成块后，装入焙烧管进窑焙烧，生产出了优质还原铁。直接还原铁经粗破（将直接还原铁锭破成块状）中破（将块状直接还原铁破碎成0～15mm的颗粒状）后，再经过磁选，去除SiO2、、CaS和游离碳等杂质。用户可再次使用还原铁压块机压制直接还原铁颗粒，使直接还原铁颗粒成型并达到一定的堆比重g/cm3要求。直接还原铁破碎颗粒直接影响压块物理特性（压缩性、成型性、堆比重g/cm3）对特钢生产起到至关重要的作用。 1. 铁磷还原法：轧钢氧化铁磷是钢材在加热炉中加热后在轧制过程中，其表面氧化层自行脱落而产生的。还原海绵铁可采用热轧沸腾钢氧化铁磷作原料，因为沸腾钢氧化铁磷中的TFe、C、S、P化学成分含量，能满足还原海绵铁生产的技术要求，在还原海绵铁中最好不要以高碳钢或合金钢氧化铁磷为原料。2. 铁精矿粉还原法：磁铁矿的主要成分是Fe3O4经采用湿式球磨、湿式磁选、联合选矿工艺后产出的普通精矿粉，是生产还原海绵铁的优选原料。3. 隧道窑工艺即固态碳还原工艺。碳是通过与耐火罐中的氧在高温下形成一氧化碳以气相还原的，见下式：C+O2→CO2 CO2+C→2CO Fe3O4+CO→3FeO+CO2 FeO+CO→Fe+CO2 为了脱除固态还原剂中的硫配入石灰石粉通过炉中的化学反应吸收还原剂中挥发的H2S以免渗入海绵铁中，见下列反应式：CaCO3→CaO+CO2 CaO+H2S+C→CaS+H2+CO 氧化铁在隧道窑中加热被固体碳还原的过程是比较复杂的过程。炉料以预热到还原、冷却将产生一系列物理化学变化，隧道结构和性能是影响海绵铁产量、质量的重要因素。但控制和调节有关工艺参数使炉内整个系统达到平衡，从而达到还原目的。又是决定产品产量、质量的关键。编辑本段工艺流程：直接还原铁的生产工艺流程可分为如下五个工序：一.原料准备及其烘干破碎工序：将脱硫剂、还原剂两种物料装入定量料斗，定量料斗按两种物料的重量比，通过输送机将物料送到烘干室内对两物料进行烘干、混合。烘干后的物料含水量小于3%，烘干后的物料，通过输送机送到还原剂破碎机内进行粉碎，粉碎粒度为1.5mm以下。破碎后的
直接还原铁简介及伊朗ARFA直接还原铁厂实例
直接还原铁简介及 伊朗ARFA直接还原铁厂实例 张风杰 （中国22冶集团有限公司，唐山） 【摘要】国际钢铁协会统计2009年全球粗钢产量12.197亿吨，中国粗钢产量为5.678亿吨，至此中国已连续14年位居世界第一。显然我们早已步入了钢铁大国行列，但我们离钢铁强国还有很长距离，在某些冶金技术领域相当滞后，尤其直接还原铁方面还我们还处于起步阶段。学习和了解国际先进的直接还原铁技术，发现和弥补我们的不足迎头赶上，中国直接还原铁前景广阔。 【关键字】直接还原铁优势气基竖炉法施工发展空间 直接还原铁(DRI-Direct Reduced Iron)，精铁粉或氧化铁在炉内低于融化温度的条件下还原成为多孔状物质，还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察形似海绵而又名海绵铁。其化学成分稳定，杂质含量少，可直接用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，它还是冶炼优质钢和特种钢的必备原材料。作为一种非高炉炼铁工艺，它越来越得到世界各国的重视。 美国米德雷克斯公司(Midrex)的统计数据显示，2008年世界直接还原铁产量达到6845万吨。自1990年全球还原铁产量从1768万吨增长到2008年的6845万吨，平均年增长幅度在6.0%，这已是直接还原铁产量连续30年增长，即使在2009年严峻的经济环境下，世界直接还原铁产量仍保持在6200万吨。除中国外，在1994～2010年间，全世界新增的炼铁生产能力有一半是基于直接还原流程。 具体到各个国家，2008年印度已经连续6年保持世界最大的直接还原铁生产国地位，当年产量为2120万吨，占世界总产量的31%；伊朗位居第二，产量为744万吨；委内瑞拉位居第三，产量为687万吨；这些国家具有充足的铁矿石和燃料资源，具备发展直接还原铁充分条件。 另外，近年来俄罗斯直接还原铁产量增长较快，2008年较上年增长33.7%。2004年，我国直接还原铁产量为43万吨，2005年为41万吨，2006年为40万吨，2007年为60万吨，2008年产量为60万吨。可见我国的直接还原铁产量相对于印度、伊朗等国是微乎其微的。 直接还原铁得以在世界范围内迅速发展，经分析得益于其产品本身和制作工艺的巨大优势以及市场需求的日益增大 产品优势：（1）还原铁化学成分稳定，炼钢过程中能有效稀释废钢中有害残余和夹杂金属含量，改善钢的质量；（2）还原铁本身P、S有害元素含量低，可缩短精炼时间；（3）可减少冶炼装料次数、减少停电作业和热损失，冶炼过程熔化速度快、电耗低、可提高效率、降低成本；（4）电炉冶炼熔化期，供电作业稳定，允许大功率供电、低噪音、烟尘少、工作环境好；（5）使用成本低廉，经济效益高。 工艺优势：（1）制作流程短，直接还原铁可直接提供于电炉炼钢；（2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；（3）污染少，取消了焦炉、烧结等污染量大的工序；（4）还原铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢
直接还原铁生产技术及现状
直接还原铁生产技术及现状 【我来说两句】2010-8-4 9:59:55 中国选矿技术网浏览80 次收藏 【摘要】：直接还原铁（DRI/HBI）是电炉冶炼纯净钢最佳的残留元素的稀释剂。直接还原是钢铁工业技术发展的重要方向，气基竖炉和煤基回转窑是成熟的直接还原工业化生产技术。中国直接还铁的生产仍处于起步时期，2008年产量约60万t，占世界总产量不足1.0%。直接还原铁在中国有广阔的发展前景，以国内铁矿资源为原料的氧化球团-煤制气-竖炉是中国发展直接还原铁的主要方向。 一、直接还原铁生产技术及现状 直接还原是铁氧化物在不熔化、不造渣，在固态下还原为金属铁的工艺。直接还原产品统称为直接还原铁（Direct Reduction Iron，缩写为DRI），由于DRI的结构呈海绵状，也称为“海绵铁”，为了提高产品的抗氧化能力和体积密度，DRI热态下挤压成型产品称为热压块（HBI），DRI冷态下挤压成型产品称为DRI压块。 直接还原是已实现大规模工业化生产技术，已实现工业化生产的直接还原法有数10种。2008年世界直接还原铁（DRI/HBI）的产量约6845万t，约为世界生铁产量9.30亿t的7.23%。直接还原铁由于产品纯净、质量稳定、冶金特性优良，成为生产优质钢、纯净钢不可缺少的原料，是世界钢铁市场最紧俏的商品之一，直接还原是世界钢铁生产的一个不可缺少的组成部分。 世界直接还原的现状可归纳为以下几个方面。 （一）产量持续增加，气基竖炉占主导地位 DRI的产量持续迅速增加，见表1。气基竖炉Midrex法及HYL法是生产规模最大的工艺方法，回转窑是煤基直接还原主要方法。气基工艺的产量约占世界总产量的75%。煤基直接还原约占25%。直接还原铁各工艺产量的分布见表2。俄罗斯、印度、中东等地近年来都有大型气基竖炉直接还原生产厂的建设计划。拉美、北非及亚洲天然气丰富地区是直接还原铁主要产地。印度是世界直接还原铁产能和产量最大的国家，2008年产量达到2120万t。 年2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 产量4032 4508 4945 5460 5699 5979 6722 6845 年2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Midrex法66.3 66.6 64.6 64.1 61.3 59.7 59.10 58.2 HYIJ－Ⅲ17 18.4 18.4 18.9 19.7 18.4 16.8 14.5 HYL－I 2.7 1.3 1.3 1.9 Finmet 4.5 3.6 5.2 2.9 2.3 2.2 2.1 1.6 其它气基 1.0 0.2 0.4 ＜0.1 O.04 0.0 0.0 0.0 煤基8.4 9.8 10.2 12.1 16.5 19.7 22.6 25.7 （二）煤制气-竖炉直接还原为DRI发展开辟了新途径 由Midrex公司提出，并在南非实现了工业化生产的COREX熔融还原尾气作为Midrex 还原气的工艺技术，以及墨西哥HYL 公司提出的HYL－ZR工艺直接使用焦炉煤气、合成
PF法直接还原铁新工艺工业性试验成功
PF法直接还原铁新工艺工业性试验成功 [我的钢铁] 2007-04-27 00:00:00 近日，由北京冶金设备研究设计总院研究设计的单孔罐式还原炉在河北唐山工业性试验成功。 中冶集团北京冶金设备研究设计总院教授级高工陈守明等技术人员长期坚持竖炉直接还原铁工艺研究，结合国内情况创新，发明了PF法竖炉直接还原工艺，并拥有自主知识产权。1998年在北京科技大学做了固定罐的实验室试验，1999年在山西朔州三元碳素厂煅烧石油焦的罐式炉上进行了半工业性试验，验证了这种工艺的可靠性、主要工艺及设备参数。2006年与唐山企业合作，不断优化设计，建设一座单孔罐式还原炉进行工业性试验。2007年3月5日点火生产，一周内打通流程。受试验设备和检测条件所限，操作技术未达最佳状态，生产稳定时DRI金属化率90%左右，少量达到98.2%。如能进一步优化设计和施工、操作技术，各项技术经济指标可以达到或超过KM法指标。 PF法直接还原铁工艺流程如下： PF法直接还原铁工艺主要特点： 容积利用系数高、设备作业率高，能耗低，大幅度降低工程投资和生产成本。 1、反应室与燃烧室分隔，气氛、温度像反应罐（隧道窑）法一样适宜生产DRI，产品金属化率高。但罐体高得多，预热段、还原段、冷却段分别采用不同材料和结构，能连续生产，比反应罐法生产率高，能耗低；而且罐体不像隧道窑中那样反复加热、冷却，寿命长。 2、能像回转窑和转底炉一样连续生产，但炉体不动而炉料自动下落，炉气逆流上升，设备简单可靠，有利于加热和直接还原反应进行，并可方便地控制炉料还原温度和时间，利用系数高、作业率高，能源和原料消耗低； 3、直接还原与反应罐法和回转窑法一样采用外配碳，还原剂和脱硫剂可适当过量，确保还原和脱硫效果，又不增加产品灰分，使得原燃料选用范围广、工艺设备简单、产品质量好，而投资少、成本低； 4、反应室、燃烧室间隔排列，机构紧凑，每组反应罐都是一座独立的还原设备，若干组并列、组成各种生产能力的还原炉。可根据市场和原燃料情况灵活设计和使用，生产规模可大可小，配套设备可洋可土，遇到停电或其他事故可随时停止和重新启动，适合中国和发展中国家国情； 5、适合作为煤基直接还原铁工艺主体设备，也易改造为气基法竖炉和其他工业炉窑。 试验证明，PF法是一种安全可靠的竖炉直接还原工艺，而且综合了当前几种直接还原铁工艺长处，在节能、环保和工程投资、生产成本等方面有明显改进。这种工艺的研究开发和转化，是我国在探索先进、适用的直接还原铁工艺方面的重大进展。 相关链接： 直接还原铁（DRI），也称海绵铁，是冶炼优质钢必不可少的原料，也可作为高炉炼铁、转炉炼钢、铸造、铁合金、粉末冶金的优质炉料，有色冶金的置换剂、水处理的脱氧剂,供不应求。更重要的是，DRI可以用天然气、煤气和非炼焦煤等作能源，实现无焦炼铁，并且比高炉炼铁碳耗低、CO2排放少，有利于节省能源资源、保护环境，被誉为绿色冶金。 随着生产发展、社会进步，资源短缺、环境污染问题日益突出，发达国家钢铁企业都在改造传统生产工艺，逐步关闭能耗高、污染大的高炉、焦炉，发展优质高效的短流程电炉钢厂，世界DRI产量近二十年翻了三番。中国钢铁产量连续十几年高速增长，2006年已达4.2亿吨，生产能力达到6亿吨左右，但DRI生产能力只有几十万吨。目前国家制定政策、采取措施，限制传统钢铁生产工艺低水平重复建设，鼓励发展直接还原、熔融还原非焦炼铁工艺。
直接还原炼铁技术的最新发展doc
直接还原炼铁技术的最新发展 作者: 胡俊鸽,吴美庆,毛艳丽, 钢铁研究 摘要撰写人TsingHua 出版日期：2006年4月30日 直接还原铁可以作为电炉、高炉和转炉的炉料。DRI代替优质废钢更适合于生产对氮和有害元素有严格要求的钢种,如用于石油套管、钢丝绳、电缆线等的钢种。近年,由于钢铁市场升温,废钢资源呈现世界性紧缺。2003年,我国钢铁企业生产回收的废钢铁和非生产回收废钢铁合计为1502万t;而全年炼钢消耗废钢与辅助炼钢消耗废钢之和为4 750万t。显然,国内的废钢缺口很大。未来几年,随着国际市场废钢资源的短缺,世界对废钢的需求量将不断增长。当今,在废钢资源全球性紧缺、国际市场价格频频上扬的情况下,对于我国来说,寻找废钢替代品已迫在眉捷。直接还原铁和热压块铁是最好的废钢替代品。1直接还原炼铁技术发展状况2003年世界直接还原铁总量为4900万t。比2002年增加了10%,不同工艺所生产直接还原铁所占份额如下:Midrex 为64.6%,HyLⅢ为18.4%,HyLⅠ为1.3%,Finmet为5.2%,其他气基为0.4%,煤基为10.2%。直接还原工艺根据还原剂不同可分为气基和煤基。气基直接还原工艺中,竖炉Midrex、Arex(Midrex改进型)和HyLⅢ工艺、反应罐法Hy LⅠ、流化床法Fior和Finmet工艺,都已获得了工业应用,流化床法Fior、Cir cored和碳化铁法在工业上应用不久就停产了。煤基直接还原法中,获得工业应用的有回转窑法和转底炉法(Inmet-co、Fastmet、Sidcomet、DRylron),新开发的多层转底炉Primus工艺已于2003年2月投产。 1.1气基直接还原工艺气基还原工艺可分为使用球团矿或者块矿的工艺和使用铁矿粉的工艺。各种气基直接还原铁工艺发展状况如表1所示。表1各种气基直接还原铁工艺发展状况工艺装备工艺特点所用原料目前状况研究发展F ior(委内瑞拉)4个流化床反应器生产能耗高于竖炉Midrex和HyLⅢ铁矿粉Side tur厂于1976年投产,1985年开始,年产量达到35万t~41万t。由于市场原因于2000年停产。由委内瑞拉和奥钢联进一步发展成FinmetFinmet(奥钢联和委内瑞拉)4个流化床反应器铁矿靠重力从较高反应器流向较低反应器直接使用矿粉,是Fior 的进一步改进,比Fior能耗低、人员需求少。与Fior相比,其还原气体中H2含量少,CO没被氧化去。在Finmet工艺中,矿粉在流化床第一段被还原过程产生的热气体预热,其较高的CO含量可以提高热平衡,并使HBI的w(C)达3%。铁矿
煤基直接还原铁综述
低品位铁矿石煤基直接还原铁 摘要：文章介绍介绍了直接还原铁的两种生产方法，并联系国内实际着重介绍煤基直接还原法，联系我国铁矿石的供需现状，通过分析近年来直接还原铁发展状况，提出低品位铁矿石用褐煤半焦做还原剂生产直接还原铁的思路。 直接还原是指用气体或固体还原剂在低于铁矿石软化温度下，在反应装置内将铁矿石还原成金属铁的方法。其产品称直接还原铁，这种铁保留了失氧前的外形，因失氧形成了大量微孔隙，显微镜下形似海绵结构，故又称海绵铁。[4]直接还原铁(DRI)因质地纯净、成分稳定，是一种替代废钢、冶炼优质钢和特殊钢的理想原料。很多用废钢不能生产的特种钢都能用海绵铁生产出来[3]. 一、直接还原铁的生产方法 直接还原工艺根据还原剂不同可分为气基直接还原和煤基直接还原。气基直接还原工艺以天然气为主要还原剂，包括竖炉、反应罐和流化床流程。煤基直接还原以煤为主要能源，主要是使用回转窑为主体设备的流程[1]。 目前运行中的气基直接还原设备有三种。第一种是竖炉，是成熟的主导工艺，以MIDREX 流程为代表，具有容易控制、产品质量好、能耗低、环境污染轻、生产率高等特点，竖炉流程占据了大部分直接还原生产能力[6]。第二种是反应罐，使用反应罐的流程只有HYL法。反应罐采用落后的固定床非连续生产模式，证处于被逐渐淘汰的过程中。第三种是流化床，目前唯一的代表是FIOR法[1]。 煤基直接还原法工艺主要包括回转窑法、转底炉法、隧道窑法。只有回转窑流程拥有可观的生产能力，具有代表性的回转窑流程是SL-RN法。 推动直接还原工艺技术发展的客观原因主要有以下几点； 1）世界多数国家严重缺少焦煤，但其中不少国家拥有优质丰富的铁矿以及天然气和非焦煤资源，可以因地制宜地发展直接还原来解决生铁资源问题。委内瑞拉、墨西哥、伊朗等国具有丰富的天然气及优质铁矿,主要发展竖炉气基直接还原工艺,而南非、印度、新西兰等国家具有丰富的烟煤及优质铁矿,则主要发展回转窑煤基直接还原工艺。 2)随着电炉短流程生产线的兴起,对废钢的需求日益增长,而发展中国家由于废钢量不足,客 观需要发展直接还原铁来补充[12]。与使用废钢相比,电炉使用直接还原铁的好处有:①还原铁有害元素(Cu、Ni、Cr、Mo、Sn、As、Pb、Bi)含量很低,能够稀释、降低钢中的有害元素; ②用直接还原铁可实现连续装料、成渣迅速、连续融化及熔池沸腾,促进脱气,降低钢中N含量,利于快速形成泡沫渣,从而减少钢中夹杂物;③缩短电炉精炼周期,提高Ni、Mo等有价元素的收率。 3)直接还原低碳海绵铁可用于直接生产电工纯铁、铁氧体及工业铁料,有利于电炉钢厂发展精品、提高产品附加值[7]。 4)直接还原—电炉—连铸—轧制的短流程生产规模小、建设周期短、投资省、生产灵活,便于按市场调整产品种类和数量[11]，可为资金和技术缺乏的发展中国家提供可以代替传统资金和技术密集型的高炉—转炉长流程,因地制宜地发展本国的钢铁工业,不仅对发展中国家有极大的吸引力,而且对为解决地区性钢材需求和品种调剂的发达国家也有吸引力。 二、我国铁矿石资源供需现状 2001年我国铁矿石资源量581.19亿吨，居世界第四位，但是铁矿石品位比世界品位低11%，而且难采难选。我国铁矿石资源的特点：一是贫矿多，贫矿储量占总储量的80%；二是多元素共生的复合矿石较多；三是磁铁矿多。此外矿体复杂，有些贫矿床上部为赤铁矿，下部为磁铁矿。
直接还原铁技术
直接还原铁技术 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。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，高炉炼铁生产工艺将在较长时间内仍将占有主导地位。1．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。 1．1 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 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。 2．直接还原铁产生工艺技术介绍 2．1 竖炉法 气基竖炉法MIDREX、HYL法直接还原铁产生中占有绝对优势，该工艺技术成熟、设备可靠，单位投资少，生产率高（容积利用系数可达8～12t/m3·d），单炉产量大（最高达180万t/年）等优点。经过不断改进，其生产技术不断完善，实现规模化生产。 （1）MIDREX技术 Midrex法标准流程由还原气制备和还原竖炉两部分组成。 还原气制备：将净化后含CO与H2约70%的炉顶气加压送入混合室，与当量天然气混合送入换热器预热，后进入1100℃左右有镍基催化剂的反应管进行催化裂化反应，转化成CO2 4%～36%、H260%～70%、CH43%～6%和870℃的还原气。后从风口区吹入竖炉。 竖炉断面呈圆形，分为预热段、还原段和冷却段。选用块矿和球团矿原料，从炉顶加料管装入，被上升的热还原气干燥、预热、还原。随着温度升高，还原反映加速，炉料在800℃以上的还原段停留4～6小时。新海绵铁进入冷却段完成终还原和渗碳反应，同时被自下而上通入的冷却气冷却至＜100℃。还原铁的排出速度用出铁器调节。产品典型成分如下： 产品化学成分（%）
直接还原铁指数、还原度和化率的测定
直接还原炉料用铁矿石－还原挃数、最终还原度和金属化率 的测定 1 范围 本标准规定了一种在气体直接还原条件下，通过测定还原挃数、最终还原度和金属化率来评价氧从铁矿石中去除的难易程度的试验方法。 本标准适合于块矿和球团矿。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 ISO 2597-1:2006 铁矿石－全铁量的测定－第1 部分：三氯化锡还原滴定法 ISO 3082:2000 铁矿石－取样和制样方法 ISO 5416:2006 直接还原铁－金属铁含量的测定－溴－甲醇滴定法 ISO 9035:1989 铁矿石－酸溶亚铁含量的测定－滴定法 ISO 9507:1990 铁矿石－全铁量的测定－三氯化钛还原法 ISO 11323:2002 铁矿石和直接还原铁－名词术语 3 术语和定义 本标准中采用ISO 11323中的术语和定义。 4 原理 将试验样固定在试样床后，在800℃时通入由氢气、一氧化碳、二氧化碳和氮气组成的还原气体对试验样进行等温还原。在90分钟的还原时间内，连续或间隔一定的时间称量试验样。在氧铁比为0.9时计算还原度，同时通过90分钟后氧质量的损失（R90）来计算最终还原度。通过化学分析还原后的试样或R90的公式计算金属化率。 5 取样、制样和试验样制备 5.1 取样和制样 按照ISO 3082进行取样和试样的制备。 球团矿的粒度组成：10.0mm～12.5mm占50%，12.5mm～16.0mm占50%。 块矿的粒度组成：10.0mm～16.0mm占50%，16.0mm～20.0mm占50%。 上述粒度组成的干燥试样至少需要2.5kg。 试样在105℃±5℃的炉中烘干至恒重，然后冷却至室温。 注：若连续两次干燥试样的质量变化不超过试样原始质量的0.05%，则认为试样达到恒重状态。 5.2 试验样制备 试验样从试样中随机取出。 注：试验样也可以通过ISO 3082中的二分器等手工缩分方法获得。 从试样中至少要制备5仹1200g左右的试验样，每仹试验样称准至1g。其中，4仹用于试验，1仹用于化学分析。 6 设备 6.1 通则 本试验设备由下列部分组成： 6.1.1 常规试验设备，例如加热炉、手工具、时间控制装置和安全装置； 6.1.2 还原罐组件；
直接还原铁海绵铁AC工艺
直接还原铁（海绵铁）A--C工艺(二) 工艺特点2.1原料、还原剂，燃料容易解决 A—C工艺所用的原料是精矿粉或品位≥60%的赤铁矿或褐铁矿，远比富铁块矿好解决，同时生产中不需要先把精矿粉先变化氧化球团。生产费用也低，还原剂是普通无烟煤粉或焦碳末，煤中的灰份熔点也不要求很高，供热的热源可为普通动力煤或煤粉，有多余的高炉煤气、转炉煤气，焦炉煤气、混和煤气、石油气的地方也可用这些气体作为热源或用发生炉煤气作热源，还可使用重油作燃料。 2.2工艺稳定 本工艺吸取了各直接还原铁（海绵铁）工艺的优点，并加以改进和创新形成了一种更稳定可靠的新工艺，由于采用封闭式坩埚在还原炉内还原的方法，使坩埚内还原性气氛的浓度和压力都高，并采用计算机控制炉温，温差小，且还原气氛易保持，故很容易保证还原工艺的要求，产品质量稳定。 2.3工艺实用性强 A—C工艺对精矿粉、还原煤的要求不高，实用性强，工艺制度易于控制，操作简单，能较快的稳定产品质量，工人经过培训即可掌握。 2.4成本低、质量稳定 用A—C工艺生产的直接还原铁（海绵铁），每吨铁成本在1600元～2000元之间，吨铁成本较回转窑低50%左右，具有很强的成本优势。 用A—C直接还原铁（海绵铁）生产工艺的工序环节少，每个装料坩埚都经过预热、加热还原、冷却相同的过程，在同样的气氛下，同样容器内，经过同等的时间，出来的产品质量必然是均匀的。 2.5机械化程度高 本工艺选用了机械装卸料系统，替代了传统的人工装卸料，从而减轻了工人的劳动强度，改善了劳动环境，提高了产品质量，降低了产品消耗及产品成本，同时减少用工量，年产10万吨直接还原铁的工厂，全厂劳动定员只有150人，年产30万吨直接还原铁（海绵铁）的工厂，全厂劳动定员只有260人。 2.6自动化程度、生产效率高 本工艺采用了计算机控制系统，自动控制、调节炉温，保证了直接还原铁（海绵铁）的还原工艺要求。装卸料系统和压块系统的自动控制，提高了工作效率及设备运行的准确性。 2.7采用了机械化的燃烧系统，温度容易控制 用煤气或煤粉做燃料，自动化程度高，便于温度控制，有利于保证产品的质量。 2.8本工艺环保条件好，环保容易达标
直接还原铁(DRI)的运输
防损公告 在马绍尔群岛(Marshall Islands)登记的船舶YTHAN 轮于2004年2月28日在 哥伦比亚附近发生的灾难性损失是由该船5个船舱中的4个舱发生爆炸所致，而爆炸的原因是船舱中一夜间积累的氢气被点着。该可燃性气体是由在委内瑞拉的伯劳港(Paula)装载的“热压块铁粉末(HBI Fines)”与其中固有的水分(淡水)之间相互作用所产生。这不是首次发生类似的爆炸。 当代的散装货物运输规则 (BC Code)认可两种类型的直接还原铁(DRI)，即热压成型铁块或热压 块铁 (BC016)和其球体、块体等(BC015)。 其后，这些铁料分别改称为DRI (A)和DRI(B)。前者的运输要求远不如后者的运输要求高。YTHAN 轮的发货人称，虽然对BC Code 做某种合理的诠释将这种粉末(小于4毫米)的数量限制在总货量的5%以内，但该轮的货物(HBI Fines)仍可按运输DRI(A)种货物那样来运输。实际上， YTHAN 轮所载的这些DRI/HBI 粉末货物并不在前述两种货物运输规则的附表内。而专家的意见是该货物比DRI(B)货物更危险和更有活性的。 2004年马绍尔群岛针对该事件向IMO 海安会 (IMO Maritime Safety Committee (MSC))递交了一 份文件。以后在 “危险货物、固体货物、集装箱小组委员会(DSC)”每次会议中对这个主题进行了讨论。此项讨论最近与对BC Code 的修改工作同时进行。可以预见到的是，在以委内瑞拉为主的制造商协会(HBIA)与航运界之间存在着巨大的分歧。这种分歧严重地妨碍双方达成一致将所有各种DRI 货及其可能成为货源的衍生物种纳入运输规则的附表内。然而，经由马绍尔群岛、保赔协会国际组织(International Group of P&I Associations)和国际干货船东协会(Intercargo)一致努力，2008年9月在危险货物、固体货物和集装箱小组委员会第13次会议(DSC13)上草拟并通过了新的运输规则附表。这些新附表的全文在2008年11月的MSC 会上表决通过，并作为新的IMSBC Code 在2009年公布。该运输规则于2011年1月之前为推荐性规则，此后则为强制性规则。同时，该规则被视为一份“活”档，并两年进行一次修改。 该规则所做的最大的进步是在单独的一份附表中将DRI 粉末纳入该表内。并将该DRI Fines 定 名为DRI(C)。5%粉末的限制仍适用于DRI (A 和B)。 2009年12月11日，星期五668号公告-12/09 ——直接还原铁(DRI)的运输，散装货物运输规则(BC Code)的变化 (提示)——全球性
全球直接还原铁生产技术现状与展望
全球直接还原铁生产技术现状与展望 直接还原铁（DRI）是铁矿石在固态条件下直接还原为铁，可以作为冶炼优质钢、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。直接还原技术是氢冶金在炼铁过程的应用，经研究，氢的还原潜能是CO的11倍， 在矿石中的渗透速度是CO的5倍。因此，氢冶金的还原效率和速率大大高于碳冶金。该工艺不使用焦炭炼铁，原料使用冷压球团，不用烧结矿，因此是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺，也是世界钢铁冶金的前沿技术之一。 然而，因为要求的原燃料条件高（矿石品位要大于66%，含SiO2+Al2O3杂质要 小于3%，煤中灰分要低等）、规模小、设备寿命短、生产成本高和某些技术问题等原因，直接还原铁生产在全世界的发展受到一定限制。但是，直接还原铁技术的不断发展使该技术的前景更为广阔。 全球DRI生产和市场大揭秘 墨西哥。墨西哥HYL-SA公司从事直接还原铁的生产、科研、开发已有60多年的历史，其在长期的生产实践中了积累了丰富的经验和技术专利，并在工业生产中得到应用。HYL-SA公司在大工业生产中创造出HYL-ZR直接还原工艺，节省大量 的纯镍和能源。HYL-ZR技术的出现，在世界上形成了两大派系，即Midrex法和HYL-ZR法。两种生产技术相互竞争融合推进了直接还原工业的发展。目前，采用HYL-ZR技术生产直接还原铁的厂家有超过Midrex法的趋势。 特别值得一提的是，为了扩大气基竖炉生产直接还原铁的气体资源，减少对天然气的依赖，HYL-SA公司利用工业性、半工业性装置，采用焦炉煤气生产直接还 原铁进行工业试验。经过一年的试验，该法取得完全成功，为焦炉煤气生产直接还原铁提供了翔实的试验结果和技术保证。 美国。美国的直接还原铁工业发展较为成熟，其近一半的钢铁产量是用直接还原铁电炉炼钢生产方式进行生产的。其中，纽柯钢铁公司是世界上直接还原电炉炼钢最先进的生产厂家。美国钢铁公司的钢产量占美国钢材总产量的一半，纽柯和AK钢铁公司各占1/4。但是，纽柯和AK钢铁的粗钢生产成本是美国钢铁公司的一半，其重要原因是两厂采用直接还原电炉炼钢短流程带来了能源和资源的节约。美国钢铁公司的负责人表示，美国钢铁公司没有充分利用本公司的气体资源（天然气、焦炉煤气等），日后计划用天然气、页岩气生产直接还原铁，改变目前被动的局面。 由于天然气价格上涨，美国极力开发页岩气，用页岩气生产直接还原铁的工作正在大力开发和推进中。如果页岩气革命扩展到全球，则直接还原铁的产量将占全球铁产量的16%，届时年产量将达到2亿吨，预计未来10年内可实现这一目标。另外，由于美国积极推进直接还原电炉炼钢工艺，大大改善了美国城市的生态环境。