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目前大部分錒是用兩段法煉成的， 即先由礦石煉出生鐵，然后在煉鋼設備中進行脫碳和去除其他雜質的精煉。這個方j擊有許多優(yōu)點，因而取代了幾個世紀前應用的一段煉鋼法，但是在高爐煉鐵法整個發(fā)展和完善的過程中人們對一段煉鋼法總是有興趣。
鐵的無焦冶金或非高爐冶金有許多方法，這些方法有一個共同的特征：不用煉制生鐵就得到錒或鐵。
無焦冶金法大體可分為兩大類-液態(tài)法和固態(tài)法（高溫和低溫法）。
在高溫法中，氧化鐵的還原是在高于氧化相和金屬相熔點的溫度下進行的。這里的產(chǎn)品是含有不同量的碳、雜質和渣的液態(tài)金屬。盡管高溫法好象很簡單，但是在試行中出現(xiàn)
的許多問題尚無可以接受的工程技術上的解決辦法，因此這種無焦冶金法暫時還未脫離工業(yè)試驗階段。
固相法通常叫做直接還原法，在這種方法中固體或氣體還原荊在低于爐料組分軟化點（約1100℃）的溫度下脫除礦石的氧。還原后所得產(chǎn)品保持鐵礦原料的外部形態(tài)。如果還
原的是鐵精礦，產(chǎn)品叫鐵粉；如果原料是球團或粒度固定的塊礦，產(chǎn)品叫做金屬化球團（或金屬化礦石）。還原產(chǎn)品往能叫做海綿鐵，心為它具有孔酵結構和發(fā)育的表面。
Wl +7l還詠法是具有工業(yè)規(guī)模的療法，奠產(chǎn)品供電弧爐、輯，L轉爐和其他煉鋼設備煉鋼使用。
如果不算1 9I J年在瑞典出現(xiàn)井用于鐵粉生產(chǎn)的赫加納斯(Hoganas)法的活，耶21932年在謝杰福爾斯（瑞典）實現(xiàn)的韋伯( Wiberg)法是制取煉鋼用直接還原鐵的較古老方法。在很長一段時間內，這個國家都以/-2.0百萬噸／年的產(chǎn)量用韋伯爐為酸性平爐和感應爐提供煉優(yōu)質鋼用的海綿鐵，1957年在墨西哥奧哈拉塔和拉來納廠 (HojaLata YLamina SA)建成的能力為9 5萬噸／年的裝置是****個生產(chǎn)金屬化爐料的人型鞋置。七r年代直接還原鐵發(fā)展較快，投產(chǎn)了爐能力h40-60萬噸，年的連續(xù)還原的米德雷克斯(M，“r‘x)和蹲羅贊爾(I' urofcr)豎爐一 截止』9陽，世界上直接還原裝置的總能，J4L-W情況[3]妯F．百萬噸，年： /908/U62
對直接還慷裝置將米可能擴大的能力的估引有分歧。l列數(shù)字4，可以認為是有足夠根據(jù)jt /985年五千至五千壇百萬噸，1 UOo;f.九千萬噸。
具有I業(yè)規(guī)模的直接還原泣，就其設備的形式來說，可訃向四婁(見囝n。
豎爐和利用堅爐的直接還碌法(圖j．a(chǎn))。從強化熟窀換過程和還原過程的觀點來看，豎爐法是較為有效的。在豎爐中使用的鐵礦石原料是塊料（球團、礦石），這種塊料能保證爐料有良好的透氣性。在soo～900'e的溫度下利用氫氣和一氧化碳進行還原。加熱爐料和還原反應所需熱量是靠加熱至IOOO-IIOO'C的還原氣體的熱量來抵補的，因此還原氣體的循環(huán)速度應足夠大，而料住對氣流的阻力則要小。使爐料透氣性惡化的一些因素（如結塊、產(chǎn)生粉礦）會導致爐況失常，而且還會感化操作指標，因此對氧化球團及礦石的抗壓強度、還原破碎及粒度組成有很高的要求。
豎爐用的還原氣體是阻轉化氣體碳氫化合物的了，法得到的。使用的原料主要是天然氣和石油，也可以使用其它液體和氣俸碳氫化爵物。豎爐（米德雷克斯，普羅費爾和阿姆柯式）直接三￡源{擊的特點就在于其工藝及設備的形式，首先是還原氣體的制取裝置。昂首遍的辦法是，在催億劑的作用下，用爐頂煤氣中的二氧化碳和水蒸氣轉化天然氣，其次是用氧氣轉化。同一種還原方法的制取還原氣體的流程也可能因使用的原料不同而有所不同。
金屬化產(chǎn)品通常在爐下部被氣體冷卻至50-70'C。在用普羅費爾法時，出爐的海綿鐵是熱的，然后壓塊和水冷，或者在熱狀態(tài)下用專門容器進到電弧爐去熔煉。
奧哈拉塔和拉采納法(海爾法(HYI是在尉期循環(huán)的固定床式反應罐內還原礦石或球團(圖I，6)，還原氣體是用蒸氣轉化天然氣法制取的，但是也可以使用其它’e體燃料和石油。在870-/OoO'C和392千帕壓力下進行還原。簿進入反應罐的加熱至joo.l'e的還原氣體的物理熱加熱爐料。制出的產(chǎn)品用天然氣冷卻。
在本法中料的靜止不動限制了料層的厚度和煤氣利用率，而且也決定了過程的周期性特點；該過程包括裝料、料的加熱和還原、海綿鐵的冷卻和卸出等工序。為卸出部分結塊的還原料，使用了裝有刀艮和劑具的專門裝置。
這種還原裝置設有4 -5個反應罐，在每個反應罐都順序進行不同的操作。在采用傳統(tǒng)的海爾法時，在其中一個反應罐中利用一個或兩個進行二次還原的反應罐所排此的煤氣預熱原料并使鐵預還原，而二次還原則是使用轉化裝置供給的新煤氣。在下一個反應罐中用天然氣冷卻鐵和滲碳，從較后一個反應罐卸出海綿鐵，然后裝料。
在用固體碳進行直接還原的方弦中應用較廣的是使用管狀爐的SL/RN法和克虜伯(Krupp)法（圖I，B）。使用的還原劑有焦粉、肥煤、褐煤及其半焦和無煙煤等，其中一部分用作燃料。為減少還原劑和燃料中的硫轉入海綿鐵，在爐料中添加石灰石和白云石。出爐的半成品經(jīng)過冷卻，篩分和磁選，其H的是分離出海綿性、回爐的還原劑，以及送往廢料場的燃料歡渣和用過的石灰石。
爐子加熱是靠液體或氣體燃料的燃燒。根據(jù)選用的系統(tǒng)，惰設住坤予卸料端或爐體上的燃燒器燃燒燃料。由于爐料軟化有0[起結囤的危險，爐溫限制在1000 -1100℃的范圖內。
同豎爐和反應罐相比，在旋轉的管狀爐內可以處理粒度范同很大的礦石原料，從鐵礦砂到塊礦和球團均可處理。
煤神的選擇在還原工藝中是非常重要的環(huán)節(jié)。煤應保證有較高的還原速度（應具有很大的反應性）和高熔點灰分，岡為在回轉爐內還原時的主要難題都與結固有關。
這類還原方法(SL/RN法，克虜伯法，考古爾(Codir)法，黑色冶金選礦設汁院法）在加熱系統(tǒng)和鐵礦石原料粒度方面各不相同，而阿卡爾法(ACCAR)( S-7J除用煤作還原劑外，還使用氣體和液體燃料�；剞D爐生產(chǎn)的海綿鐵同其他設備生產(chǎn)的產(chǎn)品相比，具有很高的抗空氣和濕氣二改氧化的性能。
圈1 各種方法所用的直接還罪設備示意囝 } -來德雷克斯法．阿姆柯法，普羅費爾法，6-海爾法；B-S/RN法，克虜伯法；r一法奧法(FIOR)，希伯法(HIB)；G一球田；P-礦石{r)l-海綿鐵；BF-還原氣體；or-排出氣體：T-燃料；y一蝶 細磨鐵精礦在沸騰層反應裝置中的還原方法（固j，r）有法奧法和希伯法。利用流態(tài)化的原理對璉原速度施以氣體動力學及溫度的制約。該法的缺點是粒料有牯附作用，這個作用有礙還原的生晨，同時還會破壞沸騰層的穩(wěn)定性。對多數(shù)細磨料來說，在n00-700℃的溫度下就有顯著的粘著現(xiàn)象。精果該反應裝置比其他設備熱耗高，單位生產(chǎn)率低'由f反應蛙置內溫度低，使用(的還原荊多1P是U蕉7 b(希似法)或氧，c（法奧法）轉，汜天然‘ti Jj得到氫氣。還原所需熱一t將還原ti體和礦石加熱至工作溫度uiij取j的。法奧法和希伯法的優(yōu)點是，可L既使用細粒鐵礦石料，不需造塊，但是由-產(chǎn)品有氧化的趨勢，所以必須壓塊(2，8，9]。
在直接還原鐵的各種方法中，米德雷克斯法應用較廣，這個方法無論是在裝置的總能力，還是生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量上都居首位，而且還具有能耗低的特點(見表i)。在生產(chǎn)規(guī)模方面，海爾法僅次于前法。從整個來看，用豎爐和反應罐生產(chǎn)90師以上的海綿鐵，這些海綿鐵絕大多數(shù)用于煉鋼生產(chǎn)。米德雷克斯法和海爾法是足夠成熟的生產(chǎn)方怯，并且建成后很快就能達到設計指標。但是由于某些與裝置本身的技術狀況無關的原因，直接還原鐵的能力在近幾年的利用率倥約為55qo (10)。
直接還原裝置大部分建在拉丁美洲和近東(見表2)擁有世界火部分天然氣和石油儲量的發(fā)展中國家。委內瑞拉的希伯法和法奧法裝置主要是生產(chǎn)供國內高爐使用和銷往美國愛歐洲的商品海綿按[9]。窿H本建成的管狀爐多半用于處理冶金，j二產(chǎn)l㈨。自、塵和礦泥．這些塵混的特點是鉛和鋅的含嚼·衍。.盤』正撅叫Jll使這兩種元索揮直掉-刊出的如‘m鐵供高爐馥坩。在南非稅娜維特班克用總能力為，uu萬噸，年的管狀%1r處理釩鈦磁鐵礦，其產(chǎn)品旭電高爐熔煉，日的是衍刈“I生產(chǎn)釩鐵他用的半制品——釩渣。在格倫渡魯克G1tllb ook)J （新西蘭）(j 5]采用類似的流程處理鈦磁鐵，門砂，但產(chǎn)品用電慨爐熔煉。表2列出的其余裝置生產(chǎn)的直接還原鐵大部分用于附近的電爐煉鋼牢問。
在蘇聯(lián)有以下一些半工業(yè)性直接還原裝置t扎波羅熱錒廠和別洛列菠克鋼廣的豎爐，科學生產(chǎn)協(xié)會“圖拉黑色冶金“的帶式焙燒機，西伯利亞電爐鋼廠的鏈篦機一管狀爐。
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主營產(chǎn)品: 壓塊機、壓力機、鐵粉壓塊機、屑餅機 |
