非高炉炼铁技术及在我国发展的展望

赵庆杰

储满生

王治卿

董文献

（东北大学钢铁冶金研究所，辽宁沈阳，１

１０００４）

摘要非高炉炼铁技术是钢铁工业发展的前沿技术之一，直接还原已成为世界钢铁工业不可缺少的组成部分，

熔融还原实现了工业化生产，其环境的优越性得以证实，其低能耗、低成本等优点还有待实践证实。发展直接还原

铁生产弥补废钢的短缺，是我国钢铁工业、装备制造业的发展的急需。以国内技术为基础，利用国内铁矿资源，以

煤制气一竖炉为主导工艺是我国发展直接还原铁生产的主要方向。加强对国外熔融还原技术发展跟踪，强化国内

的开发，尤其是对ＣＯＲＥＸ技术的消化、以及装备的国产化是我国熔融还原发展的重要方向。

关键词

非高炉炼铁

直接还原

熔融还原

现状展望

１非高炉炼铁技术及发展现状

１．１

非高炉炼铁技术发展的起因

钢铁工业为了摆脱焦煤资源短缺对发展的羁绊；适应ＥＩ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；寻求解决废钢短缺及废钢质量不断恶化的途径；实现资源的综合利用开

发了以非结焦煤为能源的非高炉炼铁技术，或称为非焦炼铁技术。非高炉炼铁依产品的形态不同分为：直接

还原与熔融还原两部分。

尽管到目前为止，传统的高炉一转炉流程在钢铁生产中仍占最重要地位，还没有任何一种方法能够取代

高炉炼铁，但非高炉炼铁技术是钢铁工业持续发展、实现节能减排、环境友好发展的前沿技术之一。

１．２直接还原技术

直接还原的产品直接还原铁（Ｄｉｒｅｃｔ

Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ

Ｉｒｏｎ缩写为ＤＲＩ），是铁氧化物在不熔化、不造渣，在固态

下还原生成的金属铁产品。由于ＤＲＩ的结构呈海绵状，固也称为“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。

直接还原发展是非高炉炼铁中已实现大规模工业化生产的技术，全世界实现工业化生产的直接还原法

有数十种。按还原剂的类型，分为气体还原剂法（气基法）、固体还原剂法（煤基法）和电煤法（以电为热源、以

煤为还原剂）；按反应器的类型，分为竖炉法、流化床法、回转窑法、转底炉法以及罐式法等。

２００７年世界直接还原铁（ＤＲＩ／ＨＢＩ）的产量约６５００万吨，比２００６年５９８０万吨增长１０．０％，约为世界生

铁１０．５亿吨的６．２０％。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，直接还原已成为世界钢铁生产的一个不可缺少的组成部

分。

１．２．１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法和ＨＹＬ法是世界上最成功、生产规模最大的直

接还原工艺，回转窑是煤基直接还原的主要方法。气基工艺的产量约占世界总产量的８０％？煤基直接还原

仅占２０．０％。直接还原各工艺直接还原铁产量所占的比例见表２。

虽然，受到石油、天然气涨价的影响，直接还原的发展速度减缓，但世界ＤＲＩ仍以１０％的速度迅速扩张。

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、北非及亚洲的一些天然气丰富的地区是直接还原铁的主要产地。值得注意的是，印度已成为世界

上直接还原铁产能和产量最大的国家，２００７年产量已超过２０００万吨。

５１