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在回转窑、竖炉或其他反应器内，用煤、焦炭，天然气或氢气，使铁矿石或铁精矿球团在低于物料熔化温度的条件下进行低温还原，变成多孔状的产物。其中被还原出来的铁呈细小铁核，形如海锦，故称。海绵铁经冷却、破碎、磁选，可除去脉石或其他杂质(金属铁占全铁90％以上者，可直接用于炼钢；90％以下的，用于高炉或电炉炼铁)。
在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。含铁量超过97％以上也属于海绵铁，但应用于粉末冶金领域，其形状分块状和粉状（一次还原铁粉），如深加工还可做二次还原铁粉，其含铁量将达到99％以上。
常温过滤式海绵铁除氧是近年来出现的一种新型除氧方式，因其投资低，运行和维护费用小，使用安全，除氧效果好等特点被越来越多地应用到锅炉、循环水等的除氧。而应用常温过滤式海绵铁除氧器除氧效果的关键因素是海绵铁的性能。
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