Отримання заліза у вигляді губки безпосередньо з руди, минаючи доменну піч, називають прямим відновленням заліза. Цей процес протікає без застосування коксу, що дозволяє отримувати чистий метал, оскільки фосфор і особливо сірку кокс вносить у великих кількостях. Агрегатами для реалізації цього процесу служать шахтні печі, а в якості відновника найчастіше застосовують конвертований природний газ, що складається в основному з водню і оксиду вуглецю (35%), який подають в піч при температурі 1000 ° С.
Розширення використання бідних руд і прагнення до більш глибокого їх збагачення призвели до отримання тонкоподрібнених залізорудних концентратів, для яких виникла потреба знайти нові способи окускования. У зв'язку з цим в підготовку фази були включені процеси обливання або огрудкування, які складаються з двох стадій:
1) отримання сирих (мокрих) окатишів;
2) зміцнення окатишів (підсушування при 300-600 ° С і випал при 1200-1350 ° С).
Для кращого огрудкування і забезпечення необхідної міцності до залізорудної концентрату додають речовину,, зазвичай бентоніт (мелкодисперсная глина) і воду. Після цього в грануляторі отримують кульки діаметром 10-20 мм. Основна мета випалу окатишів зводиться до зміцнення їх до такої міри, щоб вони витримували транспортування без значних руйнувань.
Процес відновлення заліза (виробництво металізованих окатишів) в шахтних печах здійснюють в протитечії: залізорудні матеріали завантажують зверху, а відновлювальні гази подають знизу (рис. 3.9).
Питома продуктивність шахтних печей в 2-4 рази вище, ніж доменних. Металізовані окатиші містять приблизно 95% Fe і до 2% С. Витрата природного газу становить близько 400 м3 на 1 т губчастого заліза.
Мал. 3.9. Схема процесу отримання губчастого заліза в шахтній печі:
1 - повітродувка; 2 - теплообмінник; 3 - змішувач газів; 4 - конверсійна установка; 5 - компресор; 6 - скрубер для колошникового газу; 7 - шахтна піч; 8 - скрубер; 9 - вібраційний гуркіт; 10 - брикетний прес
Далі виплавка сталі виробляється в дугових електропечах. В якості основних шихтових матеріалів використовуються металізовані окатиші, сталевий брухт і різні феросплави. Після розплавлення шихтових матеріалів виплавляють сталь при необхідності науглероживается і доводять до потрібного хімічного складу. Потім проводять дифузійне розкислення і сталь випускають з печі. Сталь в ковші або піддають вакуумированию, або продувають аргоном з рафінуючі порошком. Тривалість плавки становить 2,5-3 год. Цим способом виплавляють високоякісні високолеговані стали.