[转载]DRI ( 直接还原铁)和HBI （热压铁块）的贸易和运输

DRI ( 直接还原铁)和HBI （热压铁块）的贸易和运输。

 

DRI ( Direct Reduced Iron) “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、HYL Ⅲ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 ( Hot Briquetted Iron)“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。

 

（二）DRI/HBI的应用/贸易

 

DRI/HBI 主要用在电弧炉生产钢材用料，作为生铁(PIG IRON) 替代品和废钢的稀释料- 有效地作为高品位废钢的替代品 – 使低品位的废钢可以作为炉子填充料剩余填料。这种原料主要用于生产厂材和板材。

 

电弧炉生产全球三之一的钢产量。而且以每年5%的速度递增，除中国以外，新增的钢产能都是电弧炉。电弧炉用废钢作为填料，以一比一的比例，再添入PIG IRON和DRI/HBI （总的比率不超过15-20%）。

 

DRI/HBI的市场需求主要取决于市场上高品位废钢的供给是否充足，以及电弧炉是否应用广泛。现今最大的DRI/HBI的进口国是北美地区，欧洲和东亚，不包括日本。

 

最大的市场增长，还是主要来自美国，欧洲更加依赖于本地区的废钢。中国对直接还原铁市场还没有什么影响，因为中国主要应用的技术是碱性氧气转炉。随着将来废钢越来越多，也许能推广电弧炉。届时直接还原铁将出现广泛的市场。

 

直接还原铁在生产地大部分就被消耗了。被用作贸易的DRI主要在委内瑞拉，墨西哥，中美洲和印度。

 

中国并不是一个非常重要的DRI贸易方，因为中国大部分钢材生产用的是传统的氧气炉，倚赖铁矿石进口。然后这个情况可能随着国内废钢的供给逐渐增多和电力供给的充足，得到改善，届时电弧炉将更将经济。而且随着环保压力的不断增大，推广电弧炉也是非常重要的。然而和一些朋友切磋了这个说法，有人觉得不一定是这样，因为现在的钢厂一般直接把铁水到进铁水包去炼钢，这样更加连贯，节能。

 

中国还是间接地影响着直接还原铁的价格。直接还原铁的需求和废钢的价格和供给紧密相关。直接还原铁的价格是有规律可循的，比起废钢的价格要稳定的多。在亚洲，废钢比较稀缺，主要从美国和欧洲进口。中国现在每年消耗5千万吨的废钢，其中一千万吨从国外进口，直接导致了，国际废钢价格的飞涨。

就在几年前，DRI市场还是相当低靡，很多厂子限产，停产，现在新一轮的投资开始了，很多新的产能正在建设。业内人士预测中国的废钢进口可能会趋于稳定，并且逐步消退，逐渐成为废钢净出口国。俄罗斯的电炉产能正在增加，俄罗斯的废钢出口将会减少。欧洲国家可能不得不从别的国家寻找货源。

 

（三）DRI/HBI的产出地

 

DRI/HBI 在2005年的年增长是5%，世界总产量5千6百万吨，由于前一段时间低迷的市场，增加的产量来自于印度的一些小厂子。由中国带动的世界钢产量的猛涨，带动了DRI/HBI产业，新一轮的投资从2006年开始。

 

2005年有7.5百万吨的HBI，和6.5百万吨的DRI被运输，其中50% 是由海运完成的。一般单船货量是20000-60000吨。

 

和废钢不同，DRI/HBI主要出口国家是发展中国家。2004年，废钢出口（俄罗斯 – 12.8 MILLION TON, USA – 11.9 MILLION TONS, GERMANY – 7 MILLION TONS, JAPAN 6.8 MILLION TONS）

 

几乎87%的现有产能和全部新增产能都是应用新标准的天然气生产技术。只有12%的产能是应用煤炭技术。只有当地富有天然气的国家，如特立尼达，卡塔尔，俄罗斯才能在天然气价格猛涨的时候生产DRI，北美的一些产能因为昂贵的天然气而关闭了。

 

（四）DRI/HBI的运输

 

前面的文章中，提到DRI/HBI的种种危险，但是还是有一些这样的货被运输着。主要航线是：从中南美洲，去墨西哥东岸，中国，南非，印度，美湾，欧洲，加拿大东岸。大多数货量是20000-30000吨。

 

DRI非常危险的，但是HBI有的船东还是能够接受的。装载这种货物是需要非常小心才行，一些特殊的事项需要注意：

1，  在装载之前，货物要和空气接触超过72小时，或者采取相应的防范措施。

2，  如果货物的温度超过65摄氏度是不能装货的，不接受潮湿的货物，装货必须是在干燥的条件下进行的，尽管卸货不太受天气影响。

3，  货物尽可能的轻放进船舱，不要高空掉落，避免产生粉末

4，  货物在船舱中要分布均匀，货物积载深度不超过2米

5，  船舱盖必须防水密封，隔湿，绝火。

6，  船舶的通风系统必须工作良好。

7，  整个航程，船舱充氮气，氧气浓度不超过5%。

8，  不断检查舱内氢气含量不能高于1%

9，  货舱中要有监测温度的装置，如果发现货物温度超过200度，船舶必须驶向最近的港口，如果来不及，向船舱中尽快灌水是最后的办法。

10，              严禁烟火

11，              甲板在装货之前要用淡水清洗干净。

 

在船舶市场高的时候船东不愿意去装运这种货物，即使在市场不好的时候，也是用老旧船去运输。