直接還原鐵(DRI),又稱海綿鐵,是通過還原劑(煤或煤氣)在低于鐵礦熔化溫度下進行還原反應,去除鐵礦中的氧,得到高度金屬化的含鐵產品。由于其多孔結構、有害元素含量低、鐵純度高,DRI成為冶煉優質鋼、特殊鋼的純凈鐵料,也是高端鑄造、鐵合金、粉末冶金等行業的重要原料。本文將詳細介紹直接還原鐵的種類、生產工藝及其在電爐鋼中的應用。
直接還原鐵的生產工藝及特點
直接還原鐵是通過還原劑(如煤或煤氣)在高溫下還原鐵礦或氧化球團而制成。其特點是:
多孔結構:DRI產品具有高度多孔性,因此被稱為“海綿鐵”。
高純度:S、P、Cu、Zn等有害元素含量低,適合冶煉優質鋼。
環保性:相比傳統煉鐵工藝,DRI生產過程中碳排放更低,符合綠色環保趨勢。
直接還原鐵的種類及應用領域
直接還原鐵主要分為冷DRI、熱壓塊(HBI)和熱DRI,不同種類的DRI在形態、密度、金屬化率等方面各有特點,適用于不同的工業領域。
表1:直接還原鐵的種類及特點
直接還原鐵的種類及特點 |
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產品種類 |
冷 DRI |
熱壓塊(HBI) |
熱 DRI
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產品形態 |
圓柱或塊狀 |
球團或塊礦 |
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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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規格尺寸 |
ф4~40mm |
110x50x30mm |
ф4~40mm |
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金屬化率 |
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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脈石 |
2.8~6.0% |
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電爐或轉爐 電爐或轉爐或高爐 加料方式 連續或間斷
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微量 |
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產品溫度 |
常溫 |
常溫 |
≥550℃電爐
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后續用戶 |
電爐或轉爐 |
電爐或轉爐或高爐
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電爐 |
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加料方式 |
連續或間斷
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說明 |
冷 DRI 適用于就近供應電爐使用,也可在采取適當保護措施后通過鐵路或公路運輸到其他地方使用,不采用海運。 |
熱壓塊 DRI是一種優選方式,尤其是作為長期的儲存和運輸的主要方式。熱壓塊 DRI 通常給電爐使用,也可供高爐或轉爐用。 |
熱DRI直接以熱態的方式排出還原爐并送至電爐熔化,可以提高用戶的產量和降低生產成本。 |
冷DRI
特點:常溫儲存,適合就近供應電爐使用。
運輸:可通過鐵路或公路運輸,但不海運。
熱壓塊(HBI)
特點:密度高,適合長期儲存和運輸,是電爐、轉爐和高爐的理想原料。
優勢:減少運輸損耗,提高生產效率。
熱DRI
特點:以熱態直接進入電爐熔化,可提高產量并降低生產成本。
應用:主要用于電爐煉鋼。
直接還原鐵與廢鋼的搭配使用
廢鋼作為電爐鋼原料,由于來源復雜,化學成分波動大,且非金屬材料和有色金屬比例增加,導致廢鋼質量下降。通過將直接還原鐵與廢鋼搭配使用,可以:
改善鋼水成分:DRI的高純度和穩定性有助于控制鋼水成分。
提升鋼材物理性能:DRI與廢鋼的結合可提高鋼材的強度、韌性和耐腐蝕性。
降低生產成本:減少對高質量廢鋼的依賴,優化原料成本。
全球直接還原鐵生產分布及中國市場現狀
全球直接還原鐵年產量約為8710萬噸,主要生產國包括印度、伊朗、墨西哥、俄羅斯等。其中:
熱壓塊(HBI):主要生產國為俄羅斯、委內瑞拉、美國、馬來西亞等。
冷DRI:主要供應商為伊朗、巴林等國的直接還原短流程電爐廠。
熱DRI:作為鋼鐵生產中間產品,直接熱裝進入電爐生產工序。
在中國,受限于原燃料條件,直接還原鐵主要用于粉末冶金領域,煉鋼用DRI的供應量較少,尚未形成規模化生產。但隨著環保政策的推進和鋼鐵行業轉型升級,DRI在中國市場的應用前景廣闊。
直接還原鐵(DRI)作為一種高效、環保的煉鋼原料,正在全球范圍內得到廣泛應用。洛陽凱正環保工藝設備有限公司致力于為客戶提供先進的環保工藝設備和技術支持,助力鋼鐵行業實現綠色轉型。未來,隨著DRI生產工藝的不斷優化和市場需求的增長,DRI將在高端鋼材生產中發揮更加重要的作用。