直接还原铁高效出料与热态输送策略解析
直接还原铁生产与出料方式
直接还原铁（DRI）两大主流工艺：(1) 竖炉煤气基法、(2) 回转窑煤基法。两法还原反应均在固态进行，最高炉温850-1050℃。
煤基法产出DRI混杂木炭需磁选分离，故DRI-木炭混合物经回转冷却器冷却后磁选分离。竖炉法无木炭，有三种出料选择：冷DRI（CDRI）、热压块铁（HBI）、热DRI（HDRI）。
冷DRI（CDRI）
多数竖炉产CDRI。还原后下部冷却至~50℃。暂存筒仓钝化后运往邻近炼钢厂后用。CDRI自燃特性需按国际海事组织（IMO）规范专用防范措施运输储存。CDRI最适合电弧炉（EAF）连续充料。
热压块铁（HBI）
30余年生产历史。海运储存DRI首选形式。竖炉出~700℃热DRI送压块机压成枕形块（典型30×50×110 mm）。HBI密度比CDRI高50%，再氧化倾向大降，经IMO认可可常规设备搬运储存，可作废钢批次充料EAF，专用系统下也可连充。
热DRI（HDRI）
竖炉出~700℃热态输送至炼钢厂直接热充EAF，称热装。
热装效益
热装双重效益：降能耗、增EAF产能。全球多数炼钢厂EAF配热装系统，现可灵活切换冷热料。节能因热DRI入炉减少加热至熔点能耗。经验法则：充料温度每升100℃，耗电降约20 kWh/tCS。热装>600℃最低省电120 kWh/tCS。电极消耗随电耗线性相关，预计省电极0.5-0.6 kg/t液钢。
生产率显著提升：热DRI缩短冶炼周期，较冷DRI产能增20%。比耐火材料消耗降1.8-2 kg/t液钢。环保效益：保留显热不散失降排放——降电耗减电厂单位钢排放；喷碳EAF因低能耗减少CO₂排放。
HDRI输送关键技术
HDRI输送关键难点：不仅高温，还必须非氧化气氛保护。输送系统须保证质量不受损，提供最大操作灵活性，且可靠、易维护、易操作。商业化四大方案，按输送距离、布局、能力选型：
1. HYTEMP法（气力输送）
Tenova HYL开发，1998年Ternium Monterrey厂装用。用惰性气体或工艺气体作输送气，经气力管道输HDRI至EAF上方储仓。输送气分离循环回还原厂，HDRI入储仓连续供EAF。全程无机械运动部件。炉出细粉随块料气力输送缓冲管壁磨损，细粉随块料同入EAF提高收得率。见图1示意。
图1 HYTEMP工艺示意图
2. HOTLINK法（重力输送）
Midrex首创，主要利用重力输送，同HBI生产重力供料技术。竖炉出HDRI排入炼钢厂上方外部缓冲仓，重力直接落入EAF。缓冲仓处理异常工况。按EAF需求供料。适用竖炉至EAF距离<40 m。见图2示意。
图2 HOTLINK工艺示意图
3. 热态机械输送机
炼钢厂不邻近竖炉（40-100 m）用全封闭保温机械输送机，最小化温降防氧化。特制盘型托盘呈斗形（图3）。封闭罩内惰性保护系统。可靠运行成本合理。HDRI送EAF上方两热料仓之一。一仓卸料时另一仓接料。见图4示意。
图3 热DRI输送机
图4 热态输送系统示意图
4. 热态运输罐
距离>100 m或一炉供多炼钢厂，用绝缘运输罐（通常60-90 t）。竖炉经气密管装罐，一罐满闭管换罐，满罐经铁路/卡车运至炼钢厂。Essar Steel 1990年代首创。见图5示意。
图5 热态运输罐输送示意图
制造工艺