POSCO HyREX專利技術調查

T41楊日新

目前全球直接還原鐵（DRI）市場以MIDREX等豎爐技術為主，市佔約七成，惟高度依賴DR級球結礦，恐面臨原料短缺與成本上升風險。相較於豎爐路徑，POSCO選擇攜手Primetals建置年產30萬噸HyREX試驗工廠，嘗試以「流體化床＋電熔爐（ESF）」切入氫直接還原路徑，透過ESF將低品質粉狀DRI轉化為可銜接既有轉爐的液態鐵水，以降低原料成本並維持品質。據相關專利調查顯示，HyREX技術重點在於ESF工程化與粉狀DRI熔煉，以及氫氣流體化床抗黏結技術，且技術層級已進入設備設計與工程驗證階段。T41將持續追蹤示範產線與專利動態，評估其對既有長流程與原料策略之影響。

過去二十年，全球直接還原鐵（DRI）市場主要由MIDREX等豎爐技術主導，合計市佔率約七成，技術路徑相對成熟穩定。然而，POSCO近期與普銳特冶金(Primetals)技術合作，計畫於2026-2027年完成年產能30萬噸的 HyREX試驗工廠(如圖1)，目標是到2030年完成製程商業化，2050年將浦項廠與光陽廠全部轉為HyREX，顯示POSCO正積極嘗試以不同技術邏輯切入氫直接還原煉鐵路徑，值得深入探究。

• HyREX技術優勢
• 雖然現階段仍以MIDREX豎爐技術最為成熟，但其高度依賴全球供應僅約4%的DR級球結礦，未來恐面臨原料短缺與成本溢價風險，而HyREX使用細鐵礦粉則較無此一隱憂。MIDREX與HyREX之比較如表1所示。
• HyREX採「流體化床＋ESF」路徑，且使用細鐵礦粉毋須造粒，在最終直接產出可銜接既有轉爐的液態鐵水，對一貫化高爐—轉爐煉鋼廠尤具吸引力。
• HyREX將還原與熔化設備分離，製程靈活度高，即使不採用流體化床，引入ESF來處理低品位DRI，仍是銜接既有轉爐流程、降低對高品位廢鋼/球結礦依賴的有效過渡手段。
• HyREX技術發展現況

T41調查POSCO近期專利申請動態顯示，其研發重心聚焦於兩大技術主軸：

• ESF工程化與粉狀DRI熔煉技術：POSCO於2022–2024年間明顯將研發重心由FINEX時代的造塊與煤氣化，轉向ESF的工程化設計，尤其聚焦於粉狀DRI精準投入ESF、ESF熔融池形成與電極控制。相關專利技術已進入具體幾何參數與控制邏輯層級，顯示HyREX的ESF單元正由概念驗證邁向設備設計與工程驗證階段。
• 氫氣流體化床抗黏結技術：鐵礦粉易於高溫下顆粒團聚，導致床層失流而停機。POSCO相關專利顯示，其透過精準添加CaO、MgO等氧化物抑制黏結，並開發新型分散板、多級氣流與溫度梯度控制設計，以確保粉礦長時間維持流動狀態。這類針對反應器內部構件與熱場的細節改良，係HyREX能直接使用粉礦的關鍵技術基礎。
• 結語

HyREX試驗工廠未來的實際運行成果（能耗、耐材壽命、抗黏結穩定性）將是判斷其成熟度的關鍵。T41將續追蹤專利動態、工程化進展與示範結果，並同步評估其對既有長流程與原料策略之潛在衝擊。

表1 MIDREX與HyREX比較表