本报记者 杨悦

　　近日，米德莱克斯（MIDREX）在其官网发布了一篇由安赛乐米塔尔（以下简称安米）德国汉堡厂炼钢车间经理米歇尔·维尔茨、直接还原厂经理阿尔内·凯勒、直接还原铁厂与钢厂业务主要负责人穆罕默德·萨菲共同署名的文章，详细介绍了安米集团在汉堡厂开展的一项实践：将直接还原铁粉料直接喷吹到电弧炉中。

　　直接还原铁粉料从何而来？

　　故事从直接还原工艺本身讲起。安米汉堡厂在使用米德莱克斯设备对球团矿进行直接还原的过程中，不可避免地会产生一部分细颗粒粉料。出于降低物料损耗和控制安全风险的需要，这些粉料必须被捕集。很长一段时间里，行业内的标准做法是将这些粉料压制成块，再加以利用。但汉堡厂采用了一条不同的路径。其紧邻电弧炉布置了直接还原设备，并利用这一布局优势，尝试将捕集到的直接还原铁粉料直接喷入电弧炉中。米德莱克斯称这是“一种非常有吸引力的解决方案”。

　　文章梳理了粉料的两个主要来源，干式除尘系统与产品筛分工序。不同来源的粉料形态有所不同。从干式除尘系统回收的直接还原铁粉料，中位粒径在细粉砂范围，同时拖了一条延伸到砂粒级的粗颗粒“尾巴”，整体为亚毫米级，因此在处理时容易扬尘，必须有严格的封闭措施来避免无组织排放。而筛分工序产生的筛下物，明显更粗，直径最大可达3.5毫米。

　　真正让这些粉料变得特殊的是化学性质。直接还原铁粉料的化学成分与直接还原铁成品差异明显，最突出的就是碳含量。文章介绍，直接还原铁成品的碳含量通常在2%左右，而粉料的碳含量则高达4%~6%。这些多出来的碳，在电弧炉配料时必须认真衡量，会直接影响炉渣的化学性能和泡沫渣形成情况。此外，直接还原铁粉料以其反应活性和磨蚀性著称。高度金属化的铁元素在直接还原铁粉料中表现活跃，尤其对氧气和水极为敏感。暴露于空气中可能引发放热氧化反应，而与水接触则会产生氢气，两者均构成潜在的安全风险。

　　设备间距决定项目经济可行性

　　了解了直接还原铁粉料的特点，再来看安米汉堡厂的选择，就比较容易理解为什么直接喷吹这条路走得通了。

　　安米汉堡厂是一座短流程联合钢厂，年产能为70万吨直接还原铁、110万吨钢坯和80万吨优质线材。生产流程大致是：球团矿运到堆场，经米德莱克斯设备直接还原后，再经热态或钝化后送入电弧炉熔化，配加一定比例的废钢，随后经双工位钢包精炼炉精炼，最后由连铸机铸成钢坯，进而轧制成线材。最关键的一点是，米德莱克斯直接还原设备与炼钢车间之间的距离只有250米~300米。这一距离，使得粉料可以借助气力输送直接抵达电弧炉，而无需中转。

　　文章直言，250米~300米的距离直接决定了项目的经济可行性。一旦输送距离超过300米，单级气力输送就会变得困难，要么需增设中间辅助站，要么需改用别的输送方式，无论哪种都会显著抬高投资和运营成本。汉堡厂的这套系统，运行距离已经接近直接还原铁粉料单级气力输送的实操极限。可以说，正是这种紧凑的布局，让直接喷吹方案有了立足之地。

　　在汉堡厂，

　　直接喷吹比压块工艺更具优势

　　文章将直接喷吹与压块工艺做了比较。压块工艺采用液压机、辊式压机或压腔设备，在高压下将直接还原铁粉料压制成固体块。企业通常会添加膨润土或有机物等黏结剂，以提高成型压块的强度和操作性能。压块工艺将松散的粉料制成稳定、无扬尘的产品，从而解决了细粉的处理难题。制成的压块可以储存、运输，并通过常规方式（冷态直接还原铁压块）加入电弧炉，或作为米德莱克斯设备的部分炉料（氧化物粉料压块）进行循环利用。这样通过致密化实现的压块体积缩减便于储存和运输，而表面积减少则降低了储运过程中的氧化速率。

　　然而，在像汉堡厂这样条件适宜的场景下，直接喷吹相对于压块工艺展现出了多方面的优势。

　　文章介绍，一方面，封闭输送配合“浸没式喷吹”，几乎没有中间损耗，而压块过程不可避免会产生额外的处理损失和表面氧化现象；另一方面，全自动喷吹系统几乎不需要多少操作人员，而压块却是一个劳动相对密集的工段，从原料准备、压机操作到压块处理，每个环节都需要人。在维护方面，虽然直接还原铁粉料磨蚀性强，但喷吹系统的陶瓷内衬管道维护需求较低；压块设备则不然，辊子、模具、液压系统等多个部件都面临严重磨损，维护强度更大。在排放上，封闭的喷吹系统运行时基本没有外逸现象发生，而压块操作在物料转运、给料和卸料等多个环节都会产生粉尘，必须额外增设除尘和处理设施。从冶金效果看，细小的粉料颗粒熔化快，能迅速促进均匀的泡沫渣形成，改善炉况；压块熔化较慢，如果所含的黏结剂对炉渣化学成分构成干扰，还可能需要补充熔剂、增加能耗。从操作简便性来说，喷吹系统可连续自动运行，压块则要应对黏结剂配比、压块质量控制、储存管理等一系列复杂事务。哪怕加了黏结剂，压块成品在搬运中依然容易破损，重新产生粉尘和碎料，长时间存放还可能因氧化和吸湿而导致品质下降。

　　具体路径选择还需具体评估

　　文章坦言，直接喷吹并不是放之四海而皆准的方案。一旦直接还原设备与电弧炉之间的距离超过了单级气力输送的300米极限，压块工艺就很容易成为更合理的选择，因为后者更适合长距离运输。

　　除此之外，压块工艺还有一些喷吹不具备的灵活度。比如，压块工艺可以连续生产并且压块产品可以暂存至一处，等需要时再使用，而直接喷吹则必须与电弧炉的冶炼节奏紧密配合。再比如，压块是一种可销售的产品，如果厂内自身消化能力有限，或市场条件合适，可以直接外售创造收入，直接喷吹方案则没有这个选项，粉料只能在钢厂的电弧炉内消耗掉。压块工艺还有一项独特的协同能力，可以把直接还原铁粉料与炼钢过程中产生的其他细颗粒残渣一并混合处理；直接喷吹系统则主要处理直接还原铁粉尘和筛下物。在加料方式上，压块工艺可按常规方法加入，对废钢占比的适应范围也更宽；而在平熔池阶段进行喷吹，有时会受到炉内废钢与直接还原铁占比等条件限制。

　　综合来看，安米汉堡厂的这一实践经验表明，只要运营条件和厂区布局合适，将直接还原铁粉料直接喷入电弧炉完全可以成为一种有效的解决方案。文章也冷静地提醒，直接喷吹不是“万能钥匙”。到底是选择直接喷吹还是压块工艺，必须结合每个厂的具体条件进行系统评估。一般来说，当直接还原设备与炼钢车间相距300米以内、气力输送经济可行，电弧炉加料制度允许在平熔池阶段喷吹粉料，产生的粉料全部能在厂内炼钢工序消化，且优先追求低人工成本、低运营费用和优异环保表现，同时可用投资更倾向于低成本系统时，直接喷吹应当是优先考虑的方案。反过来，压块工艺或许才是更加稳妥和合适的选择。

　　《中国冶金报》（2026年05月22日 02版二版）