Sachverhalt:
A. Mit Verfügung vom 18. Juni 1999 sprach die IV-Stelle des Kantons Zürich dem 1959 geborenen C._ bei einem Invaliditätsgrad von 100 % rückwirkend eine vom 1. Juli bis 30. November 1998 befristete ganze Rente zu.
Gestützt auf das Gutachten des medizinischen Zentrums X._ vom 24. Juni 2002 erkannte die Verwaltung dem Versicherten mit Verfügungen vom 25. Juli 2003 ab dem 1. August 2000 eine halbe Rente zu. Sie stützte sich dabei insbesondere auf das psychologische Teilgutachten der Frau Dr. med. S._, Fachärztin FMH für Psychiatrie und Psychotherapie, vom 18. Juni 2002.
Der dies bestätigende Einspracheentscheid vom 11. Januar 2005 wurde nicht an das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich weitergezogen, sondern C._ beantragte am 11. Februar 2005 bei der IV-Stelle eine ganze Rente. Diese nahm die Eingabe als Wiederanmeldung entgegen und veranlasste eine neue psychiatrische Begutachtung durch Dr. med. B._, Facharzt FMH für Psychiatrie und Psychotherapie (Gutachten vom 11. November 2005). Mit Verfügung vom 5. Dezember 2005 und Einspracheentscheid vom 6. September 2006 lehnte sie das Erhöhungsgesuch ab.
B. Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 25. März 2008 ab.
C. C._ führt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten und erneuert die vorinstanzlich gestellten Begehren auf Aufhebung des Einspracheentscheides vom 6. September 2006 und Zusprechung einer ganzen Rente; eventualiter sei ein umfassendes medizinisches Gutachten in Auftrag zu geben; ferner beantragt er unentgeltliche Rechtspflege.
Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (Art. 82 ff. BGG) kann wegen Rechtsverletzung gemäss Art. 95 und Art. 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Es kann die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 105 Abs. 2 BGG; vgl. BGE 132 V 393 zur auch unter der Herrschaft des BGG gültigen Abgrenzung von Tat- und Rechtsfragen im Bereich der Invaliditätsbemessung [Art. 16 ATSG] für die Ermittlung des Invaliditätsgrades nach Art. 28 Abs. 1 IVG).
2. Streitig und zu prüfen ist, ob der Beschwerdeführer revisionsweise Anspruch auf eine höhere als eine halbe Rente hat. Im vorinstanzlichen Entscheid (E. 1.2) werden die zur Beurteilung dieser Streitfrage einschlägigen Rechtsgrundlagen zutreffend dargelegt. Darauf wird verwiesen. Wie ebenso richtig erwogen wird, geht der Revisionsordnung nach Art. 17 ATSG der Grundsatz vor, dass die Verwaltung befugt ist, jederzeit von Amtes wegen auf formell rechtskräftige Verfügungen oder Einspracheentscheide, welche nicht Gegenstand materieller richterlicher Beurteilung gebildet haben, zurückzukommen, wenn sie zweifellos unrichtig sind und ihre Berichtigung von erheblicher Bedeutung ist (Art. 53 Abs. 2 ATSG). Die Verwaltung kann aber weder vom Betroffenen noch vom Gericht zu einer Wiedererwägung verhalten werden (BGE 133 V 50 E. 4.1 S. 52 und E. 4.2.1 S. 54; BGE 117 V 8 E. 2a S. 12 mit Hinweisen; vgl. auch BGE 119 V 475 E. 1b/cc S. 479).
3. Es stellt sich somit die Frage, ob sich der Gesundheitszustand seit der Zusprechung der halben Rente auf den 1. August 2000 verschlechtert hat oder nicht. Der Beschwerdeführer begründet seinen Antrag vorab damit, Dr. med. B._ habe als von der Invalidenversicherung beauftragter Psychiater eine Arbeitsunfähigkeit von 70 % attestiert, und es frage sich, warum die Versicherung ihrem Gutachter nicht glaube.
3.1 Wie Vorinstanz und Verwaltung festgestellt haben, kommt Dr. med. B._ in seinem psychiatrischen Gutachten vom 11. November 2005 trotz teilweise abweichender Befunde zum psychiatrischen Teilgutachten der Frau Dr. med. S._ vom 18. Juni 2002 zur Ansicht, dass eine gesundheitliche Verschlechterung gegenüber dem damaligen Zustand nicht ausgewiesen sei. Im Unterschied zu der Vorgutachterin gehe er aber davon aus, dass die psychiatrisch begründete Arbeitsunfähigkeit bereits seit Beendigung des Arbeitsversuches im September 2000 über 70 % betrage.
3.2 Das Bundesgericht kann die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist (vgl. oben E. 1), was vorliegend nicht der Fall ist. Im Gegenteil hat der Zweitgutachter ausdrücklich bestätigt, dass eine gesundheitliche Verschlechterung gegenüber dem Zustand bei der Begutachtung 2002 nicht ausgewiesen ist. Die Verwaltung erliess die ursprüngliche Rentenverfügung gestützt auf umfangreiche Akten, namentlich auf ein ausführliches psychiatrisches Gutachten. Wenn ein späterer Gutachter zu einer abweichenden Beurteilung des Ausmasses der Arbeitsfähigkeit in einem früheren Zeitpunkt gelangt, kann daraus nicht geschlossen werden, die ursprüngliche Rentenverfügung sei nicht nachvollziehbar und zweifellos unrichtig. Es kann daraus auch nicht abgeleitet werden, die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz sei offensichtlich unrichtig und deshalb letztinstanzlich zu berichtigen oder ergänzen (vgl. oben E. 1). Da keine revisionsrechtlich erhebliche Verschlechterung des Gesundheitszustandes vorliegt, ist das Rentenerhöhungsgesuch zu Recht abgewiesen worden.
4. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend hat der Beschwerdeführer die Gerichtskosten zu tragen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Die unentgeltliche Rechtspflege kann gewährt werden (Art. 64 BGG), da die Bedürftigkeit aktenkundig ist und die Beschwerde nicht als aussichtslos zu bezeichen war. Ein Begehren gilt nicht als aussichtslos, wenn eine Partei, die über die nötigen finanziellen Mittel verfügt, sich bei vernünftiger Überlegung zu einem Prozess entschliessen würde. Angesichts der Ausführungen des Gutachters Dr. med. B._ ist die fehlende Aussichtslosigkeit auch hier zu bejahen. Der Beschwerdeführer wird der Gerichtskasse Ersatz zu leisten haben, wenn er später dazu in der Lage ist (Art. 64 Abs. 4 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird gutgeheissen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt, indes vorläufig auf die Gerichtskasse genommen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich, der Ausgleichskasse des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 18. November 2008
Im Namen der II. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Das präsidierende Mitglied: Der Gerichtsschreiber:
Borella Schmutz