直接还原铁(DRI),又称海绵铁,是通过还原剂(煤或煤气)在低于铁矿熔化温度下进行还原反应,去除铁矿中的氧,得到高度金属化的含铁产品。由于其多孔结构、有害元素含量低、铁纯度高,DRI成为冶炼优质钢、特殊钢的纯净铁料,也是高端铸造、铁合金、粉末冶金等行业的重要原料。本文将详细介绍直接还原铁的种类、生产工艺及其在电炉钢中的应用。
直接还原铁的生产工艺及特点
直接还原铁是通过还原剂(如煤或煤气)在高温下还原铁矿或氧化球团而制成。其特点是:
多孔结构:DRI产品具有高度多孔性,因此被称为“海绵铁”。
高纯度:S、P、Cu、Zn等有害元素含量低,适合冶炼优质钢。
环保性:相比传统炼铁工艺,DRI生产过程中碳排放更低,符合绿色环保趋势。
直接还原铁的种类及应用领域
直接还原铁主要分为冷DRI、热压块(HBI)和热DRI,不同种类的DRI在形态、密度、金属化率等方面各有特点,适用于不同的工业领域。
表1:直接还原铁的种类及特点
直接还原铁的种类及特点 |
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产品种类 |
冷 DRI |
热压块(HBI) |
热 DRI
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产品形态 |
圆柱或块状 |
球团或块矿 |
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真密度 |
3.5g/cm³ |
5g/cm³ |
3.5g/cm³ |
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堆密度
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1.55~1.9g/cm³ |
2.5~3.0g/cm³ |
1.55~1.9g/cm³
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规格尺寸 |
ф4~40mm |
110x50x30mm |
ф4~40mm |
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金属化率 |
92~95%
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C
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1~4% |
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P 0.005~0.09%
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0.005~0.09%
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S |
0.001~0.03%
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脉石 |
2.8~6.0% |
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电炉或转炉 电炉或转炉或高炉 加料方式 连续或间断
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微量 |
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产品温度 |
常温 |
常温 |
≥550℃电炉
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后续用户 |
电炉或转炉 |
电炉或转炉或高炉
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电炉 |
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加料方式 |
连续或间断
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说明 |
冷 DRI 适用于就近供应电炉使用,也可在采取适当保护措施后通过铁路或公路运输到其他地方使用,不采用海运。 |
热压块 DRI是一种优选方式,尤其是作为长期的储存和运输的主要方式。热压块 DRI 通常给电炉使用,也可供高炉或转炉用。 |
热DRI直接以热态的方式排出还原炉并送至电炉熔化,可以提高用户的产量和降低生产成本。 |
冷DRI
特点:常温储存,适合就近供应电炉使用。
运输:可通过铁路或公路运输,但不海运。
热压块(HBI)
特点:密度高,适合长期储存和运输,是电炉、转炉和高炉的理想原料。
优势:减少运输损耗,提高生产效率。
热DRI
特点:以热态直接进入电炉熔化,可提高产量并降低生产成本。
应用:主要用于电炉炼钢。
直接还原铁与废钢的搭配使用
废钢作为电炉钢原料,由于来源复杂,化学成分波动大,且非金属材料和有色金属比例增加,导致废钢质量下降。通过将直接还原铁与废钢搭配使用,可以:
改善钢水成分:DRI的高纯度和稳定性有助于控制钢水成分。
提升钢材物理性能:DRI与废钢的结合可提高钢材的强度、韧性和耐腐蚀性。
降低生产成本:减少对高质量废钢的依赖,优化原料成本。
全球直接还原铁生产分布及中国市场现状
全球直接还原铁年产量约为8710万吨,主要生产国包括印度、伊朗、墨西哥、俄罗斯等。其中:
热压块(HBI):主要生产国为俄罗斯、委内瑞拉、美国、马来西亚等。
冷DRI:主要供应商为伊朗、巴林等国的直接还原短流程电炉厂。
热DRI:作为钢铁生产中间产品,直接热装进入电炉生产工序。
在中国,受限于原燃料条件,直接还原铁主要用于粉末冶金领域,炼钢用DRI的供应量较少,尚未形成规模化生产。但随着环保政策的推进和钢铁行业转型升级,DRI在中国市场的应用前景广阔。
直接还原铁(DRI)作为一种高效、环保的炼钢原料,正在全球范围内得到广泛应用。洛阳凯正环保工艺设备有限公司致力于为客户提供先进的环保工艺设备和技术支持,助力钢铁行业实现绿色转型。未来,随着DRI生产工艺的不断优化和市场需求的增长,DRI将在高端钢材生产中发挥更加重要的作用。