DRI

Le fer directement réduit est du fer métallique solide produit en réduisant le minerai de fer avec de l'hydrogène ou du monoxyde de carbone gazeux, sans atteindre le point de fusion du fer. Le processus donne un matériau poreux, semblable à une éponge, qui contient encore de la gangue et des oxydes non réagis, mais qui contient 90 à 96 % de fer métallique en masse. Le DRI sert de matière première de première qualité pour les fours à arc électrique et fait partie de la charge dans les processus de fabrication d'acier à l'oxygène.

Les deux technologies dominantes sont la méthode du four à cuve, courante en Inde et au Moyen-Orient, et le processus du four rotatif, utilisé ailleurs. Dans les fours à cuve, le minerai en morceaux ou les boulettes tombent vers le bas à travers une colonne de gaz réducteur, typiquement du gaz de synthèse (un mélange de CO et de H2) ou du gaz naturel. Les fours rotatifs font culbuter le minerai dans un tambour rotatif pendant que le gaz réducteur circule. Les deux méthodes fonctionnent entre 650 et 900 degrés Celsius, bien en dessous du point de fusion du fer de 1538 degrés. Cette opération à basse température favorise la réduction à base d'hydrogène et rend le DRI attrayant pour la fabrication d'acier à faible teneur en carbone lorsque l'hydrogène vert devient économiquement compétitif.

Le principal avantage du DRI est sa teneur élevée en fer par rapport au minerai brut et son absence de cendres de combustible et de scories qui affligent le fer de haut fourneau. Cependant, le DRI s'oxyde rapidement lorsqu'il est exposé à l'air humide, formant de la rouille et perdant de sa résistance. Cette vulnérabilité à l'oxydation a conduit au développement du fer briqueté à chaud (HBI), qui comprime le DRI chaud en briquettes denses et stables qui résistent à la réoxydation pendant le stockage et le transport. Dans les régions éloignées des usines de réduction, le HBI étend la portée économique de la fabrication d'acier à base de DRI.

La production mondiale de DRI a atteint environ 100 millions de tonnes par an dans les années 2020, l'Inde représentant environ 50 % de la production. L'abondance de minerai de fer, de charbon et de gaz naturel en Inde, combinée à l'efficacité énergétique du four à cuve, a créé une position dominante. Le terme DRI est devenu standard dans les années 1970 à mesure que ces processus s'industrialisaient ; les sidérurgistes antérieurs avaient appelé ce matériau fer spongieux ou minerai réduit.

Le contrôle qualité se concentre sur la teneur en fer métallique, la densité apparente et la résistance à l'écrasement. Les boulettes ou morceaux de DRI doivent résister à la manipulation dans les fours sans casse excessive. Les impuretés telles que le phosphore, le soufre et le zinc proviennent du minerai et se concentrent dans l'acier final si elles ne sont pas contrôlées. Les usines achetant du DRI spécifient généralement des plages de teneur en fer, des fractions granulométriques et des tolérances maximales pour la silice, l'alumine et les oligo-éléments.