Επιπτώσεις του Αμέσου Αναχθέντος Σιδήρου (DRI) στην Χαλυβουργία με Ηλεκτρικό Φούρνο
1. Παραγωγικότητα και Απόδοση
Η εμπειρία παραγωγής δείχνει ότι η χρήση DRI επηρεάζει σημαντικά την παραγωγικότητα και την απόδοση των ηλεκτρικών φούρνων τόξου. Στην Κίνα, πολλά πρόσφατα εγκατεστημένα μεγάλα εργοστάσια EAF αντιμετωπίζουν προκλήσεις λόγω της κακής ποιότητας των απορριμμάτων, με πυκνότητες όγκου τόσο χαμηλές όσο 0,3–0,7 t/m³. Αυτό συχνά απαιτεί 3–4 φορτίσεις απορριμμάτων ανά θερμότητα. Αντικαθιστώντας τα απορρίμματα χαμηλής πυκνότητας με DRI, ο αριθμός των φορτίσεων μπορεί να μειωθεί, μειώνοντας τον κύκλο τήξης. Η συνεχής προσθήκη 20–50% DRI μπορεί να αυξήσει σημαντικά την παραγωγικότητα του φούρνου, ειδικά όταν συνδυάζεται με καυστήρες οξυγόνου, πρακτική αφρώδους σκουριάς και προθέρμανση απορριμμάτων.
Η απόδοση χάλυβα επηρεάζεται από τον βαθμό μεταλλοποίησης, την περιεκτικότητα σε γάνγκ και το επίπεδο άνθρακα του DRI. Τα υψηλότερα ποσοστά μεταλλοποίησης προάγουν την καλύτερη ανάκτηση και μπορεί να προστεθούν ανθρακωποιητές για την ενίσχυση της μείωσης του σιδήρου. Οι ιδιότητες και ο όγκος της σκουριάς επηρεάζουν επίσης την απόδοση. για παράδειγμα, η αφρώδης σκουριά σε σταθερή βασικότητα μπορεί να μειώσει τον όγκο της σκουριάς, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση.
2. Κατανάλωση Υλικών Παραγωγής
- Κατανάλωση Ηλεκτροδίων: Το DRI γενικά περιέχει λίγο άνθρακα. Οι προσθήκες συχνά απαιτούν ανθρακωποιητές, οι οποίοι δημιουργούν μια αναγωγική ατμόσφαιρα που μειώνει την οξείδωση των ηλεκτροδίων. Αν και η πρακτική αφρώδους σκουριάς υποβρύχιου τόξου μπορεί να αυξήσει τη συγκέντρωση του τόξου και να αυξήσει τον κίνδυνο θραύσης των ηλεκτροδίων, η συνολική κατανάλωση ηλεκτροδίων συνήθως δεν αυξάνεται με τη χρήση DRI.
- Κατανάλωση Πυρίμαχων: Η φόρτιση DRI κατά παρτίδες δεν αυξάνει σημαντικά τη φθορά των πυρίμαχων. Ωστόσο, η συνεχής φόρτιση μπορεί να προκαλέσει «πιτσίλισμα σκουριάς» και έκθεση τόξου, οδηγώντας σε ελαφρώς υψηλότερη επίθεση πυρίμαχων. Το υψηλότερο FeO στη σκουριά και οι παρατεταμένοι χρόνοι αντίδρασης C–O μπορούν επίσης να εντείνουν τη χημική διάβρωση, αλλά ο κατάλληλος έλεγχος αφρώδους σκουριάς και οι προσαρμογές της διαδικασίας μπορούν να διατηρήσουν τη διάρκεια ζωής των πυρίμαχων στα αρχικά επίπεδα.
- Κατανάλωση Ροής: Το DRI εισάγει όξινο γάνγκ, το οποίο κανονικά θα απαιτούσε περισσότερη ροή για τη διατήρηση της βασικότητας της σκουριάς. Μελέτες δείχνουν ότι κάθε αύξηση 1% στη χρήση DRI αυξάνει τη ζήτηση ροής κατά περίπου 1 kg/t. Ωστόσο, επειδή το DRI περιέχει χαμηλό φώσφορο και θείο, μπορεί να είναι αποδεκτή η χαμηλότερη βασικότητα της σκουριάς, αντισταθμίζοντας την αύξηση της κατανάλωσης ροής.
3. Αλλαγές στην Κατανάλωση Ενέργειας
Η κατανάλωση ενέργειας γενικά αυξάνεται όταν χρησιμοποιείται DRI, λόγω:
- Ενδοθερμική μείωση του FeO: Όσο χαμηλότερο είναι το ποσοστό μεταλλοποίησης, τόσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε FeO. Η μείωση 1 τόνου FeO καταναλώνει περίπου 800 kWh ηλεκτρικής ενέργειας.
- Περιεκτικότητα σε γάνγκ: Το υψηλότερο SiO₂ απαιτεί περισσότερο ασβέστη για τη διατήρηση της βασικότητας, αυξάνοντας τον όγκο της σκουριάς. Η τήξη 1 τόνου σκουριάς καταναλώνει περίπου 530 kWh.
- Περιεκτικότητα σε άνθρακα: Το DRI με υψηλότερο άνθρακα μπορεί να μειώσει τη ζήτηση ενέργειας επειδή η αντίδραση [C] + [O] → CO είναι εξώθερμη. Κάθε επιπλέον Nm³ οξυγόνου που φυσάται μπορεί να μειώσει τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας κατά 2–4 kWh.
- Μέθοδος φόρτισης: Η συνεχής φόρτιση σε βελτιστοποιημένα ποσοστά (28–38 kg/MW·min για κρύο DRI, έως 50 kg/MW·min για ζεστό DRI) επιτρέπει τη λειτουργία πλήρους ισχύος, μειώνοντας τον χρόνο θερμότητας. Η φόρτιση κατά παρτίδες, ειδικά εάν το DRI συσσωρεύεται κοντά στους τοίχους, μπορεί να παρατείνει την τήξη και να αυξήσει τη χρήση ενέργειας.
- Θερμοκρασία φόρτισης: Το πλήρως κρύο DRI μπορεί να αυξήσει την κατανάλωση ενέργειας κατά 100–150 kWh/t σε σύγκριση με την τήξη μόνο με απορρίμματα, ενώ το DRI που φορτίζεται ζεστό πλησιάζει τα επίπεδα ενέργειας μόνο με απορρίμματα.
Για την ελαχιστοποίηση της χρήσης ενέργειας, συνιστάται DRI υψηλής μεταλλοποίησης με χαμηλό SiO₂, μαζί με κατάλληλη ανθράκωση, ζεστή φόρτιση και συνεχή τροφοδοσία. Η προθέρμανση του DRI μπορεί επίσης να βοηθήσει, αν και είναι απαραίτητες προφυλάξεις κατά της επανα-οξείδωσης.
4. Ποιότητα Χάλυβα
Παγκοσμίως, το DRI χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή χάλυβων υψηλής ποιότητας σε EAF, συμπεριλαμβανομένων:
- Σωληνωτά είδη πετρελαίου (θήκη, σωλήνας γεώτρησης)
- Βαθιά σχεδίαση φύλλων αυτοκινήτων
- Ειδικά σύρματα και χάλυβες (χάλυβας ελατηρίου, χάλυβας ρουλεμάν)
- Χάλυβες ρότορα, χάλυβες κάννης όπλου και υλικά για αεροδιαστημικές, αεροπορικές και πυρηνικές εφαρμογές
Επειδή το DRI περιέχει αμελητέα υπολειμματικά στοιχεία (Cu, Ni, Cr, Mo, κ.λπ.), επιτρέπει την παραγωγή καθαρότερων χαλύβων με λιγότερες εγκλείσεις, βελτιώνοντας την απόδοση θερμής και ψυχρής έλασης—ειδικά τις ιδιότητες εφελκυσμού. Το DRI βοηθά επίσης στη μείωση της περιεκτικότητας σε θείο και στην τροποποίηση της μορφολογίας των εγκλείσεων θειούχου, ενισχύοντας την ποιότητα του χάλυβα, την ολκιμότητα και την αντοχή στην διαστολή και τη στρέψη.
Είμαστε επαγγελματίας κατασκευαστής ηλεκτρικών φούρνων. Για περαιτέρω ερωτήσεις ή εάν χρειάζεστε φούρνους υποβρύχιου τόξου, ηλεκτρικούς φούρνους τόξου, φούρνους εξευγενισμού χυτών ή άλλο εξοπλισμό τήξης, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας στο susan@aeaxa.com
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!
