تعزيز الحديد المختزل المباشر (DRI ) للاستخدام في صناعة الفولاذ الكهربائي [3)
DRI
ذوبان
لزيادة تحسين DRI
لصناعة الفولاذ ، يمكن تحويله إلى حديد خام أو معدن ساخن عن طريق الصهر. هناك عمليات حالية في الصناعة تستخدم الطاقة الكهربائية في الأفران مثل أفران القوس المغمور لتحويل DRI
إلى معدن ساخن. تستخدم عملية الصهر الجديدة DRI
لشركة هواء
منتجات
احتراق الوقود بالأكسجين بدلاً من الطاقة الكهربائية لتحقيق هذا الذوبان. يقدم الشكل 4 مخطط العملية.
من المتصور أن يتم صهر DRI الناتج عن فرن العمود ، في الخطوة الثانية ، داخل فرن يعمل بالوقود الأكسجينى لإنتاجحديد خامأو المعدن الساخن الذي يمكن استخدامه في صناعة الصلب. يمكن إشعال الفرن باستخدام الغاز الطبيعي و / الهيدروجين ، مع الحد الأدنى من ثاني أكسيد الكربون الإضافي2&نبسب ;الانبعاثات من العملية. يوضح الجدول 3 المعلمات المهمة المتعلقة بعملية ذوبان DRI لشركة هواء منتجات .
الطاقة المطلوبة لكل طن من DRI للصهر هي حوالي 2 مليون وحدة حرارية بريطانية ، مما يؤدي إلى 0.12 طن متري إضافي من ثاني أكسيد الكربون2 لكل طن متري من حديد الاختزال المباشر ذاب. تقدر تكلفة التحويل عبر مسار الاحتراق بحوالي 50 دولارًا / طنًا من الحديد المباشر ، والتي من خلال الحسابات المحافظة ستكون أقل بحوالي 10-15 دولارًا / طنًا من الحديد المباشر عند مقارنتها بطريق الصهر الكهربائي. ستكون العملية المقترحة مستمرة ، باستخدام تصميم صندوقي بسيط للفرن مجهز بحرق وقود أوكسي. سوف يدخل DRI من أحد الأطراف مع الخبث ويتم استخراج المعدن الساخن من الطرف الآخر.
النتائج من التحقيق الأولي لهذه العملية المقترحة موضحة في الشكل 5. في التجارب المعملية ، يتم صهر DRI باستخدام محارق تعمل بالوقود أوكسي. أتقليل الجويتم إنشاؤه على سطح الذوبان عن طريق تعديل الشعلات. بعد الذوبان ، يتم تبريد المعدن السائل تحت جو خامل ثم تحليل المظهر والكيمياء. كما هو مبين في الشكل 5 هـ والشكل 5 و ، بعد التبريد ، يتم الحصول على مقطع عرضي من الحديد النظيف. في تجارب الانصهار الأولية هذه ، لوحظ الحد الأدنى من أكسدة الحديد بسبب محارق الوقود الأكسجين. يتم استخدام التحريك بالغاز لتعزيز الخلط ونقل الحرارة. يتطابق وزن الخبث المستعاد (حوالي 2٪ من وزن المنتج المسترجع) جيدًا مع وزن شحنة الشحنة ، مما يسمح بالاستنتاج بأن الحد الأدنى من الخبث الإضافي ينتج أثناء الصهر.
الاستنتاجات
يقدم النهجان الجديدان الموضحان في هذه الورقة فرصة لتعزيز DRI لاستخدامه في صناعة الفولاذ الكهربائي.
يوفر التسخين المسبق لـ DRI زيادة في الإنتاجية والكفاءة لـأفران القوس الكهربائيمع انخفاض ثاني أكسيد الكربون الإضافي2&نبسب ;اثار. يمكن تكييف أنظمة تغذية الناقل الحالية لاستخدام فرن التسخين المسبق. تظهر تجارب الجدوى الفنية عدم وجود أكسدة أو الحد الأدنى من الأكسدة بسبب اصطدام اللهب المباشر. تتمثل الخطوات التالية لتطوير هذه العملية في توسيع نطاق نظام المختبر ، والتجربة الميدانية للنظام في مطحنة صغيرة. يأخذ ذوبان DRI استخدام احتراق الأكسجين خطوة أخرى إلى الأمام. توفر هذه العملية بديلاً للحصول على الحديد الخام من الأفران العالية.
يوفر DRI المحول إلى الحديد الخام مصدرًا ذا قيمة أعلى للحديد البكر لصناعة الصلب في أفران القوس الكهربائي مما يؤدي إلى تحسين الإنتاجية والكفاءة. يمكن لهذه العملية ، مقترنة بإنتاج الحديد المباشر ، التنافس مباشرة مع مسار الفرن العالي لإنتاج الحديد الخام ، بأقل من نصف ثاني أكسيد الكربون2&نبسب ;الانبعاثات. تُظهر تجارب الجدوى الفنية أنه يمكن صهر DRI باستخدام احتراق الوقود الأكسجينى مع عائد جيد. تتطلب المعايير الاقتصادية والبيئية المواتية للعملية مزيدًا من التحقيق في المفهوم.
