Прямое получение железа непосредственно из руд, существовавшее задолго до появления доменных печей и возникновения двухстадийной схемы производства стали, вновь стало возрождаться, но уже на современной основе. Были предложены и разработаны новые способы непосредственного получения железа из руд в различного рода устройствах и агрегатах. Однако только некоторые из них используются для получения железа в полупромышленных и промышленных масштабах.

Производство железа методом прямого восстановления в основном сосредоточено в Швеции (в 1968 г. составило 250 тыс. т). Имеются также промышленные и полупромышленные установки в СССР, США, Китае, Японии, Чехословакии, ГДР, ФРГ, в странах Латинской Америки и других. Общая мощность установок по производству губчатого железа во всем мире на 1968 г. составляла немногим более 1 млн. т/год.

Существующие способы прямого получения железа из руд в зависимости от физического состояния получаемого продукта и, соответственно, температуры процесса можно разделить на три группы:

  1. Способы получения губчатого железа, осуществляемые при сравнительно низких температурах, при которых происходит только восстановление окислов железа, без плавления пустой породы. Продукт восстановления получается в твердом виде.
  2. Способы получения крицы. Температурные условия процесса значительно выше, при этом происходит расплавление пустой породы с образованием шлака, а частицы восстановленного металла свариваются между собой, образуя тестообразную крицу.
  3. Способ прямого получения жидкой стали, осуществляемый при температурах выше точки плавления железа. Конечным продуктом процесса являются жидкий металл и шлак.

Особенности этих способов получения железа обусловливают различие в требованиях к исходному металлургическому сырью и восстановителям.

При производстве губчатого железа обычно используются богатые, чистые от вредных примесей руды, агломерат, окатыши (из концентратов) и малосернистые восстановители, так как пустая порода в процессе восстановления не претерпевает никаких изменений и остается в губчатом железе, а сера восстановителя может перейти в железо.

При производстве крицы в связи с переходом пустой породы в шлак, который затем отделяется от металла, можно использовать бедные руды и низкосортное топливо. Для получения жидкой стали можно применять богатые пылевидные руды, а также брикеты и окатыши, полученные из концентратов и различных углей, в том числе и антрацитов.

В качестве восстановителей применяются окись углерода, водород или смеси этих газов, а также коксик и различные виды твердого низкосортною топлива. Продукты восстановления в зависимости от степени чистоты используются для различных целей. Губчатое железо используется для производства железного порошка и как заменитель железного лома при выплавке высококачественной стали в кислых мартеновских и электрических печах.

Крица, обычно более загрязненная примесями, применяется в доменных печах или в качестве заменителя лома в мартеновских, электродуговых печах и конвертерах.

Основным недостатком всех известных способов прямого получения железа из руд является сравнительно небольшая производительность установок, что и ограничивает их распространение.

В настоящее время во многих странах, в том числе и в СССР, ведутся большие работы по совершенствованию существующих и изысканию новых, более производительных и перспективных методов получения губчатого железа или непосредственно жидкой стали из руд, минуя доменный процесс.

Не исключена возможность, что будут разработаны новые высокоэффективные процессы получения железа и стали из руд, основанные на использовании электроэнергии, высокотемпературной плазмы и атомной энергии.