直接还原铁又称海绵铁,其主要特点有:减少装料次数、减少停电作业和热损失,熔化速度快、电耗低、可提高效率、降低成本;熔化期中,供电作业稳定,允许大功率供电、口音低、烟尘少、工作环境好;使用成本低廉,经济效益高。
在气氛温度为1400C的N2气流中进行加热时,含碳球的渣和金属最终会分离。其反应过程可以概括如下:
a、当加热温度超过1100C时,碳素溶解反应和氧化铁的还原的反应都会活跃起来,还原迅速发展到球团中心部,球团表面开始发生金属化。
b、当加热温度超过1230C时,还原反应减小、CO2发生量减少,因此吸热反应量也减小。在这种情况下,由于表面传热量的增加。结果升温速度会再次提高。随着升温速度的提高,渣开始出现软化、熔融和分离。在渣渗出球团表面的同时,表面会形成致密的金属铁壳,内部凝集的渣此时开始熔融。
但是在这种还原熔融过程中,当外周部已生成金属铁壳的球团发生数个接触在一起时,供给接触部分的还原气体受阻,使还原难以进行。另外,由于这部分的加热速度也下降了,因此会生成大量的FeO,并开始发生熔融,最后形成内部中空的“冰柱”。