直接还原铁

直接还原铁 (DRI)，也称为海绵铁，是通过还原气体或从天然气或煤中产生的元素碳将铁矿石（以块状、球状或粉末状）直接还原成铁而生产的。 许多矿石适合直接还原。

直接还原是指在低于铁熔点的温度下将氧化铁还原为金属铁的固态过程。 还原铁得名于这些过程，一个例子是在存在还原气合成气（氢和碳的混合物）的情况下，在 800 至 1,200 °C（1,470 至 2,190 °F）的高温下加热铁矿石 一氧化碳。

直接还原工艺大致可分为两类：基于气体的和基于煤的。 在这两种情况下，该过程的目的都是去除各种形式的铁矿石（分级矿石、精矿、球团矿、轧屑、炉尘等）中所含的氧，以便将矿石转化为金属铁，而无需 熔化（低于 1,200 °C (2,190 °F)）。

直接还原过程相对节能。 使用直接还原铁制造的钢需要的燃料要少得多，因为不需要传统的鼓风炉。 DRI 最常使用电弧炉制成钢材，以利用 DRI 产品产生的热量。

生产海绵铁然后对其进行加工是中东、埃及和欧洲最早用于获取铁的方法，至少在 16 世纪之前一直在使用。

bloomery 技术的优点是可以在较低的炉温下获得铁，仅约 1,100 °C 左右。 与高炉相比，缺点是一次只能生产少量。

通过用一氧化碳或氢气还原，以下反应依次将赤铁矿（来自铁矿石）转化为磁铁矿，将磁铁矿转化为氧化亚铁，并将氧化亚铁转化为铁。

渗碳产生渗碳体（Fe3C）：

3 Fe + CH 4 ⟶ Fe 3 C + 2 H 2 {displaystyle {ce {3 Fe + CH4 -> Fe3C + 2H2}}}3 Fe + 2