A közvetlen redukált vas (DRI) javítása az elektromos acélgyártásban (3)
DRIOlvasztó
Az acélgyártás DRI-jének további fokozása érdekében olvasztással nyersvassá vagy forró fémmé alakítható. Az iparban léteznek olyan eljárások, amelyek elektromos energiát használnak kemencékben, például merülőívkemencékben, hogy a DRI-t forró fémmé alakítsák. Az Air Products új DRI olvasztási eljárása elektromos energia helyett oxigén-üzemanyag égetést használ az olvasztáshoz. A 4. ábra a folyamat diagramját mutatja be.
Az elképzelések szerint az aknakemencével előállított DRI-t egy második lépésben egy oxigéntüzelésű kemencében olvasztják megnyersvasvagy acélgyártásban használható forró fém. A kemence földgázzal és/hidrogénnel fűthető, minimális további CO-kibocsátással2 a folyamatból származó kibocsátások. A 3. táblázat az Air Products DRI olvasztási folyamatával kapcsolatos fontos paramétereket mutatja be.
Egy tonna DRI megolvadásához szükséges energia ~2 MMBtu, ami további 0,12 MT CO-t eredményez2 per MT DRI megolvadt. Az égetési úton történő átalakítás költsége a becslések szerint ~50 USD/tonna DRI, ami óvatos számítások szerint ~10-15 USD/tonna DRI lesz az elektromos olvasztási útvonalhoz képest. A javasolt folyamat folyamatos lenne, egyszerű dobozos kemence kialakítással, oxigén-tüzelőanyag égőkkel felszerelt. A DRI az egyik végéből salakkal jön be, a másik végéből pedig forró fémet vonnak ki.
A javasolt eljárás kezdeti vizsgálatának eredményeit az 5. ábra mutatja. Laboratóriumi kísérletekben a DRI-t oxigén-tüzelőanyag-égők segítségével olvasztják meg tégelyben. Acsökkenti a légkörtaz olvadék felületén jön létre az égők modulálásával. Az olvadás után a folyékony fémet inert atmoszférában lehűtik, majd megvizsgálják a megjelenést és a kémiát. Amint az 5e. és 5f. ábrán látható, lehűlés után tiszta vaskeresztmetszetet kapunk. Ezekben a kezdeti olvasztási kísérletekben a vas minimális oxidációját figyelték meg az oxigén-tüzelőanyag-égők miatt. A gázkeverést a keveredés és a hőátadás fokozására alkalmazzák. A visszanyert salak tömege (a visszanyert termék tömegének kb. 2%-a) jól illeszkedik a töltőcsonk tömegéhez, ami arra enged következtetni, hogy az olvasztás során minimális további salak keletkezik.
Következtetések
Az ebben a cikkben felvázolt két új megközelítés lehetőséget kínál a DRI javítására az elektromos acélgyártásban.
A DRI előmelegítés termelékenységet és hatékonyságnövelést kínálEAF-ekalacsony további CO-val2 lábnyom. A meglévő szállítószalagos adagolórendszerek hozzáigazíthatók az előmelegítő kemence használatához. A műszaki megvalósíthatósági vizsgálatok azt mutatják, hogy a láng közvetlen becsapódása miatt nem, vagy minimális az oxidáció. A folyamatfejlesztés következő lépései a laborrendszer bővítése és a rendszer terepi próbaüzeme egy mini malomban. A DRI olvasztás egy lépéssel továbbviszi az oxigéntüzelőanyag-égetés alkalmazását. Ez az eljárás alternatívát kínál a kohókból történő nyersvas beszerzéséhez.
A nyersvasvá alakított DRI magasabb értékű nyersvas forrást kínál az EAF-ekben történő acélgyártáshoz, ami javítja a termelékenységet és a hatékonyságot. Ez a folyamat a DRI-termeléssel párosulva közvetlenül versenyezhet a nagyolvasztó eljárással a nyersvas előállításához, a CO-kibocsátás felénél kevesebbel.2 kibocsátások. A műszaki megvalósíthatósági vizsgálatok azt mutatják, hogy a DRI jó hozammal megolvasztható oxigén-üzemanyag égetéssel. A folyamat kedvező gazdasági és környezeti paraméterei indokolják a koncepció további vizsgálatát.
