直接还原法：提高炼铁效率的有效途径

现今，高炉炼铁仍是炼铁生产的主体，其主体流程为炼焦—烧结—高炉炼铁—转炉炼钢，经过长时间的发展，其技术已经非常成熟，但仍存在着固有的不足，即对冶金焦的强烈依赖。这一点对于缺乏焦煤资源的地区影响格外突出，而随着焦煤资源的日渐贫乏，冶金焦的价格也越来越高。另一方面，炼焦、烧结等炼铁前工序对环境的污染约占整个钢铁冶炼流程的70%以上，随着更严格的排放标准的出台，焦化的污染势必将影响到高炉炼铁的发展。

基于以上原因，一直以来人们一直致力一种能摆脱焦化、烧结等工序的炼铁工艺，也就是非高炉炼铁工艺，其中直接还原工艺最为瞩目。直接还原以天然气或非焦煤为还原剂，在矿石熔点以下将铁矿石还原，其中夹杂着矿石中的脉石组分，称为直接还原铁DRI（Direct Reduced Iron）。由于直接还原铁未经过过熔炼，在脱氧的过程中形成很多微孔结构，状似海绵，因此又称为海绵铁（Sponge Iron）。海绵铁因质地纯净，成分稳定，是一种可代废钢进行电炉炼钢的优良原料，而且具有一些废钢所缺乏的优点，最主要的是有害杂质含量低，很多不能用废钢生产的特种钢都可以用海绵铁生产。因此直接还原工艺受到了业内的广泛重视，尤其对于水利资源充足适宜电炉炼钢的地区及焦煤资源贫乏的地区具有强烈的吸引力；并且非高炉炼铁具有节能减排的优势，是一个高科技产业，将会成为我国钢铁工业发展的重要组成部分，有着广阔的发展前景和深远的战略影响。

近些年来，人们对直接还原法炼铁的还原反应机理、热力学和动力学等研究做了大量的工作，普遍的观点认为煤的气化反应是反应进行的限制环节，所以选择高反应活性的兰炭为还原剂，对降低反应能耗显得尤为重要。

为了拓展褐煤兰炭的利用途径，国内外对褐煤兰炭作还原剂的直接还原法炼铁进行了一系列研究。(www.xing528.com)

大连理工大学张秋民等采用辽阳弓长岭赤铁矿石为原料，以霍林河褐煤兰炭为还原剂，对直接还原法炼铁进行了研究。研究结果认为：

（1）直接还原试验表明最佳的工艺条件为：还原温度950℃，反应时间1.5 h，焦矿比0.4。此时可得到全铁化率85.04%、金属化率93.11%的直接还原铁。以磨矿—磁选后得到全铁化率93.15%、金属化率90.36%的铁精矿粉，为优质铁粉，完全满足电炉炼钢的要求。

（2）矿石粒度对直接还原反应的影响较大，在还原温度为950℃、还原时间0.5 h、焦矿比0.4的条件下，随着矿石粒度从1～2mm增大到5～6 mm，铁矿的全铁化率由90.55%降至86.92%，金属化率由80.37%降到70.99%。