直接还原铁在中国
直接还原铁技术现状
冶金管理２００６年第８期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。
这种工艺不用焦炭炼铁，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（矿石含铁品位要大于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，高炉炼铁生产工艺在较长时间内仍将占有主导地位。
一、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，所以要求的质量高（包括化学成分和物理性能），且希望其产品质量均匀、稳定。
１．化学成分。
直接还原铁的含铁量应＞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。
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。
中国直接还原铁发展前景
立志当早，存高远
中国直接还原铁发展前景
将发生改变。
（三）热铁水是中国电弧炉炼钢重要的铁源材料
热兑铁水是中国电弧炉炼钢的一大特色。
使用热铁水可降低电耗，缩短冶炼周期，提高电炉的产能，中国许多电炉钢厂筹备或建成了为电炉配套的小高炉。
热兑铁水占金属料总量的比例取决于钢厂原料条件，最高超过50%。
但热兑铁水过多会造成脱碳任务过重，氧气消耗增加，操作难度大，电炉综合指标下降。
通常热兑铁水占金属料总量不宜超过40%。
电弧炉热兑铁水炼钢是中国电炉钢发展中应对废钢短缺，不得已的手段。
电弧炉大量热兑铁水炼钢从总能耗、CO2 排放量、氧气消耗等方面是不尽合理的，不应成为电炉钢发展的主要模式。
（四）直接还原铁短缺，进口和国内生产的直接还原铁远不能满足生产的需要
直接还原铁质地纯净，碳含量低，可采用连续方式加料有利于最大限度发挥电炉变压器的能力，在世界范围通常将直接还原铁视为电炉炼钢最佳残留元素稀释剂和铁源材料。
由于直接还原铁易于氧化，长期保存困难，直接还原厂通常以销定产，国际市场直接还原铁价高、货源有限，进口困难，进口数量难以满足生产的需要。
中国直接还原铁生产处于起步阶段，不仅直接还原铁产量少，更重要的是质量无法满足生产的需要，中国直接还原铁的生产有很大的增长空间。
国家将直接还原铁生产列为钢铁工业发展振兴计划中鼓励、支持的范围，可以预期在不久的将来中国的直接还原铁生产将会得到快速的发展。
2024年直接还原铁市场需求分析
2024年直接还原铁市场需求分析引言直接还原铁是一种重要的铁合金材料，广泛应用于钢铁冶炼和其他相关工业领域。
对直接还原铁市场需求进行分析，有助于了解市场趋势和预测未来发展方向。
本文将对直接还原铁市场需求进行详细分析。
1. 直接还原铁市场概述1.1 市场定义直接还原铁是一种通过化学反应将铁矿石还原为含有高铁含量的铁合金。
它可以直接作为原材料用于钢铁冶炼，具有高效、节能、环保等特点。
1.2 市场规模直接还原铁市场规模受到国内外钢铁产量和消费需求的影响。
近年来，随着全球钢铁行业的发展，直接还原铁市场呈现出稳步增长的趋势。
2. 直接还原铁市场需求因素分析2.1 钢铁产量增长推动市场需求钢铁产量是直接还原铁市场需求的主要驱动因素。
随着国内外工业化进程的加速推进，全球钢铁产量持续增长，导致对直接还原铁的需求也在不断上升。
2.2 环保政策推动市场需求直接还原铁具有高效、低排放等环保特性，符合国家和地区环保政策的要求。
环保政策的推动使得直接还原铁的需求增加，特别是在环保压力较大的地区。
2.3 价格因素影响市场需求直接还原铁的价格与供需关系密切相关。
需求增加或供应减少都可能导致价格上涨，从而影响市场需求。
同时，市场需求的变化也会对价格产生反馈作用。
2.4 新技术应用改变市场需求随着科技的进步和创新，新的直接还原铁生产技术不断涌现，改变了市场需求。
新技术的应用可以提高生产效率、降低成本，推动市场需求增加。
3. 直接还原铁市场需求预测3.1 国内市场需求预测随着中国钢铁产量的增长，国内直接还原铁市场需求有望继续增加。
同时，环保政策的加强也将推动直接还原铁市场需求的增长。
3.2 国际市场需求预测全球钢铁需求持续增长，加上环保政策的影响，国际直接还原铁市场需求有望呈现出增长态势。
中国等发展中国家的钢铁产量增加将成为国际市场需求增长的关键因素。
结论直接还原铁市场需求受到钢铁产量、环保政策、价格因素和新技术应用等因素的影响。
积极促进我国直接还原铁产业的发展
积极促进我国直接还原铁产业的发展韦俊贤原冶金部科技司摘要：电炉钢发展是钢铁工业发展的必然规律，我国钢的蓄积量正在快速增长，自产废钢和进口废钢量的增长必然使错杂元素量难以控制，我国需要优质直接还原铁，应积极促进直接还原铁产业的发展。
关键词：促进直接还原铁产业化Actively promote the developmentof the our country DRI industrializationWei jun xianOriginal Development Sic.＆T ech. MMI. P.R.CAbstract:electric furnace steel development is the necessity of the development of steel industry rules, China's steel volume of increasing rapidly sell scrap steel and steel scrap confusedly amount of growth necessarily make du is difficult to control elements, the country needs high quality DRI, should actively promote the development of DRI industry.Keyword:promote DRI industrialization一、2011年世界直接还原铁生产概况根据Midrex公司2011年的统计资料[1]，世界直接还原铁生产情况可总结为：1、2011年世界直接还原铁产量创历史新高，年产量达到7332万吨，其中，气基法占76.2%，煤基占23.6%。
直接还原铁的产量仍然是以气基法为主。
2、竖炉法产量5550万吨，其中，Midrex占80%，HYL占20%。
焦炉煤气制直接还原铁
焦 炉 煤 气 生 产DRI 发 展 受 阻 的 原 因
1.焦 炉 煤 气 资 源 问 题
国 内 外 焦 化 厂大 都 附 属 于 钢 铁 联 合 企 业 , 焦 炉 煤气 主 要 用 于 钢 厂 内 热 能 平 衡, 如: 加 热 钢 锭 、轧 钢 加 热 炉 、烘 烤 钢 包, 少 量 富 余 焦 炉 煤 气 供 城 市 煤气 等, 。 现 在 大 部 分 钢 厂 实 现 了 连 铸 连 轧, 由 于 采用 先 进 的 蓄 热 式 轧 钢 加 热 炉, 钢 铁 联 合企 业 焦 炉 煤 气 出 现 富 余, 用 焦 炉 煤 气 生 产 DRI 提 到 了日 程 上。
总结
尽管高 炉炼铁有许多有点，但也有不少缺点如冶炼过 程过程需要高质量的人造炉料，即烧结矿、球团矿、焦炭 ，高炉过程需要庞大的辅助设备：烧结厂、球团厂、炼焦 厂、除尘装置、热风炉等。尽管迄今为止还没有任何一种 非高炉炼铁工艺能够超越高炉的高功率、大容量的绝对优 势，但作为传统工艺的有益补充，非传统工艺仍然占据了 一席之地。针对前面我讲的焦炉煤气制直接还原铁的优点 ，我相信；利用焦炉煤气制直接还原铁一定会发展起来。
直接还原铁的介绍
直 接 还 原 铁 ( Direct Reduction Iron 以 下 简 称 DRI ) 又 叫 海 绵 铁, 是 一 种 不 用 高 炉 冶 炼 而 得 到 的 金 属。 用 途 : 电 炉 炼 钢 、转 炉 炼 钢 、高 炉 炼 铁 、 生 产 铁合 金 、水 处 理 除 氧 、粉 末 冶 金 用 铁 粉 等, 主 要 用途：充当废钢的作用。如用作电 炉 炼 钢 的 原 料 、电 炉 用 废 钢 杂 质 的 稀 释 剂 和 转 炉 炼钢、 连 铸 冷 却 剂 。
煤基直接还原铁工艺在中国的市场前景
煤基直接还原铁工艺在中国的市场前景摘要：当前世界范围内直接还原铁技术得到蓬勃发展，我国目前在直接还原铁技术的研究、成套技术、商业化生产等方面大大落后于世界水平，煤基直接还原铁技术是我国发展直接还原铁的首选工艺，所以本文就此展开探讨。
关键词：第三代煤基直接还原铁；转底炉技术；含碳球团还原熔分；1．我国直接还原铁发展趋势直接还原铁（Direct Reduced Iron）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。
直接还原法的主要优点有：（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。
2009年，世界上70%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。
而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）。
我国是个天然气匮乏，但煤炭储量丰富的国家，因此煤基直接还原铁技术是我国发展直接还原铁的首选工艺。
我国钢铁工业为了摆脱焦煤资源短缺对发展的羁绊，适应日益提高的环境保护要求，降低钢铁生产能耗，改善钢铁产品结构，提高质量和品质，寻求解决废钢短缺的途径，实现资源的综合利用，使得非高炉炼铁工艺越来越得到重视。
尽管迄今为止还没有任何一种非高炉炼铁工艺能够超越高炉的高功率、大容量的绝对优势，但作为传统工艺的有益补充，非传统工艺仍然占据了一席之地。
我国DRI的生产还处于起步阶段，产量依旧很低，一直不足百万吨，只占我国铁产量的约0.15%，而且主要是用非主流的回转窑法生产的，在直接还原炼铁领域里与世界的差距特别大。
直接还原的现状与发展
直接还原的现状与发展1概述通常钢铁企业的炼铁系统由焦化、烧结、高炉工序组成，投资大、流程长、能耗高是其通病。
特别是要用焦炭，全世界炼焦煤仅占煤总储量的10%左右，随累年高消耗已告匮缺。
据联合国环保组织调查，传统的钢铁工业是严重的污染源，所排放的有害气体(CO2、CO、NO x、SO2)造成了使全球转暖、海洋扩大的温室效应。
进入21世纪，国际上更严格的排放标准将出台，焦化的污染势必威胁高炉的生存!近年来人们致力于开发用烟煤或天然气作还原剂，不用焦炭和庞大的高炉，将铁矿石在固态还原成海绵铁(Sponge Iron)，这种炼铁方法称为直接还原，所得产品称为直接还原铁DRI(Direct Reduction Iron)。
2直接还原发展概况直接还原工业化试验起始于20世纪50年代，出现了不少工艺和方法，但成功的极少，处于徘徊状态，到60年代后天然气大量开采，1968年美国法成功，直接还原才得到迅速发展。
1970年全球的产量只有80万t，到1999年，全球产量达到了3860万t，30年增长近50倍(如图1所示)，这在冶金史上实属罕见。
直接还原生产海绵铁发展的客观原因有：(1)世界多数国家严重缺乏焦煤，其中不少国家有优质丰富的铁矿以及天然气和烟煤资源，它们因地制宜地借助本国资源发展直接还原工厂，如委内瑞拉、印度尼西亚、墨西哥等国有丰富天然气及优质铁矿，主要发展气基竖炉，以1995年统计为准产量达2829万tp/a，占直接还原铁总产量的92%。
而南非印度新西兰有丰富的烟煤及优质铁矿石，直接还原以煤基回转窑法为主，虽然产量仅为246万tp/a，但从近年发展趋势看，大规模的煤基回转窑法生产的直接还原厂正在纷纷建立，印度Goldstar公司建立了生产能力为22万tp/a的直接还原厂，采用Corex法：南非Iscor公司建立了生产能力为723万tp/a的直接还原厂，采用SLPRN 法；新西兰厂建立了生产能力为90万tp/a的直接还原厂，采用SLPRN法。
中国隧道窑生产直接还原铁现状及其发展
中国隧道窑生产直接还原铁现状及其发展周连海摘要：回顾世界及中国隧道窑直接还原铁的历史，分析了中国隧道窑生产直接还原铁技术优势以及以后的发展方向。
关键词：隧道窑直接还原铁现状发展方向1前言直接还原铁（英文DRI）俗称海绵铁，是将铁矿用CO或H2直接还原成固态产品。
有气孔，密度不高。
直接还原铁是废钢的替代品，炼钢中配加直接还原铁是控制有害元素的主要手段，同时也是提高钢材质量，增加钢材品种，是粉末冶金的重要原料。
鉴于直接还原铁的重要性，就世界直接还原铁（海绵铁）的生产来说，发展速度很快，。
1980年，世界直接还原铁（海绵铁）产量仅728万吨，1998年增加到3709万吨，还原铁平均年增长10.42%，2001年产量4051万吨，2002年产4300万吨，2003年达4950万吨，2004年达到5460万吨，2005年达到6000万吨，2006年达到6500万吨，2007年达到7000万吨。
2008年上半年万吨。
其中，印度为1500万吨，增长率为16.6%，委内瑞拉为869万吨，增长率为11%，伊朗为687万吨，增长率6.8%，按照生产工艺划分，米德兰法占主要地位，约占总量的62%，希尔工艺约占总量的20%，其他工艺约占18%。
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）。
所以发展迅猛。
我国生产直接还原铁的产量不断增长，从1997年的7万吨，到2002年产量为30万吨，2003年产量为35万吨，2004年产量为40万吨，2005年也仅为43万吨左右，2006年产量为50万吨，2007年产量为60万吨。
我国直接还原铁生产能力为80万吨/年，世界冶金行业把我国的直接还原铁（海绵铁）产量定为零。
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硼镁铁矿 高磷铁矿
钒钛磁铁矿
高磷铁矿 硼镁铁矿 钒钛磁铁矿
6
二、我国发展直接还原的市场方向
弥补我国废钢资源不足； 石油套管
汽车用钢
核电站用钢 军用钢 桥梁用钢
冶炼优质钢、特种钢的必须原料；
提高电炉生产能力效率； 降低生产成本； 改善和提高特种钢物理性能；
7
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI与废钢的区别
16
Shaft furnace
EAF
谢谢！
2014年11月 中国 • 苏州
目录
一
二
直接还原铁发展现状 我国发展直接还原的市场方向 直接还原铁在炼钢中的应用 中冶京诚在直接还原领域的优势
三 四
一、直接还原铁发展现状
直接还原工艺没有焦化和烧结工艺，既清洁环保，又能 保证产品质量，还可为炼钢提供优质的海绵铁，因而在国外得 到很好的应用和发展。
有害金属残留元素更低： 采用DRI则钢水更为纯净。相反 废钢原料的最大问题是金属残留 元素。尤其在电炉炼钢过程中无 法去除，并在废钢循环再利用过 程中不断积累。 P和S元素含量更低； 脉石和金属化率指标： 含有脉石SiO2，金属化率为92% 物理性能：
DRI孔隙率高、比表面积大
项目 尺寸 堆比重 DRI ~1.7 t/m3 废钢 ≤ 1.5×0.5×0.3 m 0.70 t/m3
主要用于DRI原料结构的熔炼； 可实现热DRI转运和计量后装入电炉； 500℃ 热装可实现吨钢节约电耗 ~110kWh/t； 利用大留钢量操作缩短冶炼周期； 基于DRI炼钢电炉产品已实现系列化。
中冶京诚先进的电
HDRI/DRI/HBI
炉技术为“直接还原 + 电 炉工艺”短流程发展提 供有力保障。
转底炉
气基竖炉
5
二、我国发展直接还原的市场方向
直接还原炼铁技术在我国一直未得到充分发展和应用，主要原因 是国内缺乏廉价的还原气和优质的矿石资源。
我国能源特点：富煤贫油少气，分布不平衡，优质炼焦煤递减。（利用煤制气） 我国矿石资源特点：贫多富少，分布不平衡，复合共生矿居多。
贫、杂、多元素共生矿：400多亿吨 钒钛磁铁矿储量120亿吨----高炉冶 炼效率低，V和Ti回收率低； 高磷铁矿100亿吨----脱磷技术未解 决，无法利用，高品位近40亿吨， 低品位60亿吨； 菱铁矿、褐铁矿、赤铁矿160亿吨---选矿技术没有解决； 硼镁铁矿10亿吨----有价元素未得到 充分利用。
北京(14) 内蒙(4) 新疆(5) 陕西(7) 甘肃(2) 四川(7) 山西(9) 河南(17) 重庆(3)
吉林(2) 辽宁(12)
河北(15) 天津(5) 山东(25)
湖北(7)
江苏(4) 上海(4)
湖南(3) 南(4)
安徽(4) 江西(2)
浙江(2)
广西(2)
广东(2)
15
四、中冶京诚在直接还原领域的优势
•渣量大（DRI：140kg/t钢，废钢80~110kg/t钢）;
•电耗高（100%废钢380kWh/t，100%DRI550kWh/t）。
11
三、直接还原铁在炼钢中的应用
显著降低钢中残余元素
残留元素及氮含量% Cu Ni Cr N
精选废钢
100%DRI
0.20
0.08
0.10
0.05
0.10
0.05
金属收得率
C S
~86%
2.0% ≤ 0.03%
~90%
0.20-0.30% 0.05%
P
灰分 Al2O3 SiO2 MgO +CaO Fetotal Femetallic FeO
≤ 0.04%
< 5.7% 0.5-1.5% 2.0-3.5% 0.50-2.70% > 89% > 82% >9%
13
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI应用实例 国内某企业采用100t EAF配加10%~30%DRI生产轴承钢 每增加1%DRI，[Pb+Sb+As+Sn+Ti]降低0.0003% [Cu]降低0.0016% [Ni]降低0.0005% [Cr]降低0.0003%
14
四、中冶京诚在直接还原领域的优势
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI应用于转炉炼钢
转炉冷却剂
冷却效应系数 备注
废钢
1 优质废钢短缺
铁矿石
4.5 带入杂质多
DRI
1.2-2.0 冷却效果好， 引入杂质少
直接还原铁代替废钢冷却的优越性：
（1）代替优质废钢； （2）可作稀释剂，生产特种钢，如低硫钢、低氮钢； （3）可实现自动装料； （4）低碳高金属化率DRI可直接用于钢包冷却。
DRI炼钢短流程 DRI
EAF
竖炉 热装铁水电炉炼 钢流程
废钢
LF
CCM
BF
铁水
EAF
LF
CCM
10
三、直接还原铁在炼钢中的应用
电炉炼钢
废钢冶炼
DRI冶炼
DRI为原料的电炉冶炼特点：
•采用连续加料方式加入，靠钢液熔池传热熔化；
•钢中有害元素降低，力学性能提高，改善了加工性能； •实现平熔池冶炼，短弧埋弧冶炼为主，噪音小；
0.10
0.05
改善力学性能和加工性能
屈服 强度 /Mpa 210 205 抗拉 强度 /Mpa 340 325
有效提高材料的深冲性能
DRI对铝镇静冷轧钢的力学性质的影响
电炉配料
废钢 DRI
延伸率 /% 38 42
加工硬化 率n 0.2 0.22
异向性
1.2 1.7
晶粒粒 径/微米 8.5 7.5
12
2015
世界直接还原铁
4
一、直接还原铁发展现状
直接还原工艺特点比较
工艺 回转窑 缺点 原燃料要求高、单位产能投资高、 运行费用高、生产稳定性差 投资较低 优点
隧道窑
技术含量低、单机产能小、能耗高、 投资低 污染严重、产品质量差。 产品品位低、质量差、投资高、生 产稳定性差。 投资较高、对还原气和原料要求高 适用于含锌粉尘处理和复合矿 综合利用 能耗低，环境友好，可大型化
世界直接还原铁工艺产量占全球产量的份额
59.7%
14.1% 0.5% 25.7%
70%
3
一、直接还原铁发展现状
万吨 8000
6722
7037 8000？ 7522
6000
4032
5460
4000 2000
30 43 60 60 约100 200？
2001
2004
2007 中国直接还原铁
2010
2013
0.05%
2.00% -
装料方式的区别:
DRI为连续加入，而废钢是批量加入。
金属化率
92.00%
-
8
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI应用于电炉和转炉炼钢 作为电弧炉炼钢原料
（可100%使用）
DRI EAF
作为转炉炼钢的冷却剂
竖炉
BOF
9
三、直接还原铁在炼钢中的应用
——DRI炼钢流程和热装铁水炼钢流程对比