熔融還原原理
　　熔融還原以加速還原過程、降低能耗、簡化流程和工藝設(shè)備為原則。其突出優(yōu)點在于生產(chǎn)過程中少量使用或不用焦炭，已解決全球性冶金焦煤的短缺問題和煉焦業(yè)對環(huán)境的污染問題。
　　根據(jù)其工藝模式將熔融還原劃分為四大類：三段式、二段式、一段式和電熱法。
　　三段式熔融還原流程可分為兩大部分：還原部分和熔煉造氣部分。還原部分為還原段。熔煉造氣在同一個設(shè)備中包含了熔煉造氣和煤氣轉(zhuǎn)化。其構(gòu)造特點是熔池上方存在一個含碳料層，在這層中可以利用煤氣過剩物理熱，完成由CO2和H2O向CO和H2的轉(zhuǎn)化過程。
　　二段式也是由還原部分和熔煉造氣，部分組成，因此又與三段式熔融還原發(fā)統(tǒng)稱為兩步法。二段式與三段式的主要區(qū)別是熔煉造氣爐中熔池上方?jīng)]有含碳料層。 一段式流程只有熔煉段，沒有還原段。現(xiàn)代化的一段式流程和二段式流程均采用鐵浴爐熔煉設(shè)備因此二者又統(tǒng)稱鐵浴法。
　　三段式由煤基流程和焦基流程組成。二段式和一段式則由煤基流程組成。以上三種類型有時又被稱為氧煤流程，電熱法則被稱為電煤流程。
　　三、 工藝現(xiàn)狀
　　由奧鋼聯(lián)（VAI）于70年代開發(fā)的COREXCOREX是當(dāng)前***成熟的熔融還原技術(shù)，也是目前***的一個工業(yè)化熔融還原流程。已在韓國浦項、印度金達(dá)爾（兩座）和南非薩爾達(dá)納和伊斯科（各一座），共有5座投產(chǎn)，并穩(wěn)定運(yùn)行，生產(chǎn)出合格的鐵水，已達(dá)到或超過設(shè)計產(chǎn)量（每小時產(chǎn)鐵80-100t）。2008年，設(shè)計能力為150萬t生鐵的COREX 裝置C3000在上海寶鋼建成，并順利出鐵。
　　1. COREX熔融還原工藝
　　熔融還原的基本流程是將塊礦和球團(tuán)礦及熔劑加入到還原豎爐中，被逆向流動的還原氣體還原為金屬率約93%的直接還原鐵。通過豎爐底部的螺旋給料機(jī)送入熔融氣化爐。非煉焦煤（塊狀）和一定量的焦炭直接加入熔融氣化爐。經(jīng)風(fēng)口送入純氧，與煤和焦炭燃燒產(chǎn)生熱量和還原氣體，***終完成含鐵爐料的還原、熔化和造渣過程。鐵水和液體爐渣聚集在爐缸，定期排放。熔融氣化爐產(chǎn)生的高溫煤氣含有約70%的CO和25%的H2，被送入還原豎爐作為還原劑。還原豎爐排出的煤氣仍有很高的發(fā)熱值，可發(fā)電或作其他用途。南非薩爾達(dá)納廠將COREX爐與生產(chǎn)直接還原鐵的MIDREX豎爐串聯(lián)，形成COREX/DR流程。在2004年，用COREX產(chǎn)生的煤氣，作為直接還原爐的還原劑。
　　2. COREX煉鐵技術(shù)的優(yōu)點與不足
　　采用COREX煉鐵工藝生產(chǎn)鐵水，在成本、操作和環(huán)境保護(hù)等方面具有明顯的優(yōu)點，在生產(chǎn)規(guī)模、爐齡等方面的不足也須引起注意，并采取相應(yīng)的措施。 3.1 COREX煉鐵技術(shù)的優(yōu)點環(huán)保效果好。根據(jù)有關(guān)資料顯示，COREX和高爐兩種工藝的SO2/NOX、灰塵排放量以及廢水中酚類、硫化物、氨的排放數(shù)量，前者比后者要低得多。
　?。?）用料范圍廣。與高爐工藝相比，COREX工藝可以使用較高比例的非煉焦煤，焦炭用量少（120～170kg/t），質(zhì)量要求也相對較低，并可使用15%左右的粉礦。
　?。?）勞動生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低。在相同的生產(chǎn)能力下，與高爐相比，COREX更為復(fù)雜和龐大，如果不包括氧氣站，其投資要多30%，如果包括氧氣站，投資則要多60%。但是COREX工藝不建設(shè)焦?fàn)t，與高爐加焦?fàn)t流程相比，COREX投資總額約低10%。
　?。?）煤氣可以多級利用。COREX煉鐵工藝的副產(chǎn)品是含有大量CO和H2，含雜質(zhì)量很低，這種煤氣純凈，熱值高，可以用來生產(chǎn)DRI，生產(chǎn)DRI的尾氣又可以用于發(fā)電或給鋼廠加熱爐或其他設(shè)備進(jìn)行加熱，實現(xiàn)煤氣的多級利用。
　?。?）生產(chǎn)調(diào)節(jié)靈活。COREX生產(chǎn)工藝可在幾小時內(nèi)調(diào)整鐵水和爐渣成分，設(shè)備停工和重新開工容易，生產(chǎn)調(diào)節(jié)靈活。
　　3.2  COREX工藝存在問題
　　COREX工藝在本質(zhì)上是將高爐冶煉分為還原和熔融兩段，放在兩個容器中進(jìn)行。因此，也存在高爐工藝本身具有的一些特征和不足。
　　（1）還原容器仍是豎爐，因為豎爐工藝要求良好的透氣性，因此，還需要塊狀原料和球團(tuán)（南非工廠使用60%-70%塊礦和30%-40%球團(tuán)礦）。并且對塊礦和球團(tuán)的強(qiáng)度、粒度、含粉率有一定要求。
　?。?）COREX雖然可以使用非煉焦煤，但并非任何非煉焦煤都可使用。因為熔融氣化爐產(chǎn)生的氣體要作為還原豎爐的還原氣體，要求煤的揮發(fā)分應(yīng)在27%~30%。當(dāng)然可以通過幾個煤種混合達(dá)到。但也增加了配煤的麻煩。
　　（3）COREX的熔融氣化爐床層也需要有一定的透氣性，因此需要入爐煤有一定塊度（一般20～25mm），并且煤熱解后的半焦有維持床層透氣性的任務(wù)，從而要求具備一定強(qiáng)度，并且其固定炭和揮發(fā)分應(yīng)穩(wěn)定。與焦炭相比，半焦的CSR和CRI較差，因此，實際生產(chǎn)中往往需要一定比例的焦炭以彌補(bǔ)煤的不足。
　　（4）燃料消耗比較高，印度金達(dá)爾公司的COREX裝置2002~2003年度每噸鐵耗燃料1041kg。
　?。?）生產(chǎn)規(guī)模小，作業(yè)率比高爐低。高爐作業(yè)率可高達(dá)98.5%，而COREX僅為92%～94.7%。
　　（6）每噸鐵水消耗大約550m3
　　純氧，使生產(chǎn)成本上升。
　?。?）雖然在基本建設(shè)上省去了燒結(jié)廠和部分焦?fàn)t，但COREX系統(tǒng)仍比較復(fù)雜，龐大的制氧系統(tǒng)和電廠建設(shè)也需要投資，因此，COREX系統(tǒng)的投資還是比較高的。投資和成本是COREX不能很快推廣的重要原因。