DRI 直接还原铁和HBI 热压铁块的贸易和运输.docx

DRI(直接还原铁)和HBI（热压铁块）的贸易和运输
DRI(DirectReducedIron)“直接还原铁”是一种高品质冶金产品（97%的纯铁含量）通过矿粉，球团或矿块同天然气或煤加热化学的还原反应中得到，反应温度比铁的溶点低。相对高品位的铁矿作为填料。矿粉可以直接应用，不需要烧结过程。生产1吨的DRI，大概需要1.5吨的铁矿。

（一）直接还原法生产生铁直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。
该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。
直接还原法分气基法和煤基法两大类。前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂，在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。主要有Midrex法、HYLⅢ法、FIOR法等。后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。主要有FASMET法等。
直接还原法的优点有：（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；（2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；（3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序；（4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。直接还原法的缺点有：（1）对原料要求较高：气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤；（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。
直接还原法已有上百年的发展历史，但直到20世纪60年代才获得较大突破。进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。其主要原因是：（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。（2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。（3）选矿技术提高，可提供大量高品位精矿，矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需加以脱除的程度，从而简化了直接还原技术。
当前世界上直接还原铁量的90％以上是采用气基法生产的。我国天然气主要供应化工和民用，不可能大量用于钢铁工业。由于我国煤炭储量相对丰富，20世纪90年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地形成了一定的生产规模。
直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的金属铁。按生产方法可分为煤基直接还原铁和气基直接还原铁；按用途可分为炼钢用直接还原铁和其它用直接还原铁；按产品形式可分为海绵铁（DRI）和热压块铁（HBI）。

目前国内直接还原铁没有国家统一标准生产规格，只有行业内的不成文的标准，最终元素含量仍是根据客户需求。
规格如下：
一类化学成分为：TFe≥95%，SO2≤0.65%，S≤0.03%，P≤0.03%。
二类化学成分为：TFe≥92%，SO2≤5.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
三类化学成分为：TFe≥90%，SO2≤7.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。
四类化学成分为：TFe≥88%，SO2≤10.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。

另外，含铁量超过97％以上也属于海绵铁，但应用于粉末冶金领域，其形状分块状和粉状（一次还原铁粉），如深加工还可做二次还原铁粉，其含铁量将达到99％以上，价格也相应较高。

DRI是用还原气生产的，有多孔渗水的结构，这个增加了反映面积，大大增加了产生化学反应的可能性。当DRI遇水的时候，就会发生氧化反应，从水中释放出氢气。如果遇到含有盐分的水如海水，这个反应将会加剧。作为反应的一部分还会大量释放出热量，从而更加剧了氧化反应，形成了一个连锁反应。如果氧气充足的情况下，温度能够达到1500度，如果是在一个密闭的空间，如船舱，释放出来的氢气，将会形成有爆炸危险的混合气体。如果要通风换气，减少氢气，将会带来更多氧气，货物将会过热。

刚生产出来的DRI对水和氧气非常敏感，易反应。有一些办法可以减缓DRI的氧化反应速率，这样使其能相对安全地储藏和运输。首选的，也是最简单的方法就是较长时间堆放，暴露在空气中，使其表面生成一层薄薄的氧化膜，阻止进一步的氧化反应。一般货物在仓库中堆放2-3星期，然后运到比较近的地方用作生产。

第二种办法是把直接还原铁包裹上一层隔离物，硅酸钠，这种物质能有效隔离淡水，但是对于海水还不是那么有效。

第三种办法就是在生产DRI的过程中，在温度约650度的时候把还原铁压缩成100毫米长，90毫米宽的，30-40毫米厚的铁块，减少空隙率，减少反映面积，降低反应速度。这种产品就叫做HBI，热压铁块。

HBI(HotBriquettedIron)“热压铁块”是浓缩钝化的直接还原铁，以便于更简便、安全的储存和运输