DRI流程短煉鐵是鋼鐵冶金上游工序。考察鋼鐵生產(chǎn)流程，流程最短、能耗最低路線是從鐵礦石直接煉鋼的虛線idealRoute。但這一路線很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫�原與升溫同時(shí)進(jìn)行，高溫下金屬鐵融化后，還原劑中的碳即滲入鐵中，鐵水含碳量大于鋼的標(biāo)準(zhǔn)。為了得到含碳量較低的鋼，不得不增加煉鋼工序，將鐵水中的碳再氧化脫去。現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的高爐-轉(zhuǎn)爐煉鋼流程就是這樣，稱作二步法煉鋼。高爐煉鐵碳耗和CO2排放顯然高于DRI。

直接還原度和碳素消耗關(guān)系曲線表明，煤基豎爐DRI工藝碳耗最低煉鐵機(jī)理是高溫下還原氧化鐵為金屬鐵，反應(yīng)中既消耗化學(xué)能（還原劑），也消耗熱能（燃料）。理論研究中，把FemOn+nC=mFe+nCO稱為直接還原反應(yīng)，F(xiàn)emOn+nCO=mFe+nCO2稱為間接還原反應(yīng)。直接還原吸熱，耗熱多但消耗還原劑少；間接還原放熱，耗熱少但消耗還原劑多。將直接還原的鐵量與全部鐵量之比定義為直接還原度rd，作為橫坐標(biāo)，碳耗作為縱坐標(biāo)，EC為直接還原耗碳曲線，AF為間接還原耗碳曲線，MK為發(fā)熱劑耗碳曲線，實(shí)際碳耗曲線是AOK,最低點(diǎn)是rd25%左右。高爐煉鐵實(shí)質(zhì)上就是煤基法豎爐煉鐵，如圖3所示，溫度低于800OC的最上部區(qū)域幾乎全是間接還原，中部800OC～1100OC為間接還原與直接還原并存區(qū)，高于1100OC的下部區(qū)域幾乎全為直接還原，rd45%左右。高爐技術(shù)人員也希望通過(guò)減少直接還原度rd進(jìn)一步降低碳耗，但由于焦炭只有在高溫下才有較好還原性，而且焦炭在高爐中不僅作為還原劑和發(fā)熱劑，還起著爐料骨架等作用，在這傳統(tǒng)工藝、裝備框架內(nèi)，繼續(xù)降低rd比較困難。

DRI之所以稱為直接還原鐵，主要是因?yàn)檠趸�鐵在固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為金屬鐵，并非直接還原反應(yīng)煉鐵。煤基法豎爐DRI相當(dāng)于高爐800OC～1100OC區(qū)域，間接還原反應(yīng)與直接還原反應(yīng)并存，以間接還原為主，rd比高爐煉鐵小,比rd=0的氣基豎爐大，更接近碳耗最低點(diǎn)，能耗理應(yīng)低于高爐煉鐵。