Повышение качества железа прямого восстановления (ДРИ ) для использования в электросталеплавильном производстве(1)
Железо прямого восстановления (ДРИ )является вторым наиболее жизнеспособным источником первичного железа, используемого в сталеплавильном производстве, послечугунили чугун, произведенный вдоменные печи. ДРИ производится путем прямого восстановления железной руды с использованиеммонооксид углеродаиводород. Шахтные реакторы на природном газе обычно используются в Северной и Южной Америке для производства ДРИ , в то время как ДРИ на основе угля распространены на азиатских рынках. Недорогие поставки природного газа в США делают ПВЖ привлекательным источником железа для сталелитейщиков.
На рис. 1 показаны различные способы производства стали, а именно интегрированный подход с доменной печью и подход, основанный на электроэнергии, с использованием прямого восстановления и металлолома. В Северной Америке более 60% стали производится наЭДПмаршрут.
Рисунок 1: Известные маршруты производства стали
В электросталеплавильном производстве, где требуется низкое содержание остаточных элементов, может потребоваться от 10 до 30% шихтового материала из металлов на основе руды (чугун или железо с прямым восстановлением), чтобы компенсировать примеси в ломе и увеличить содержание углерода в металлоломе. заряд.
Установки из чистого железа, поставляемые ОБМ
, помогают электросталеплавильным заводам производить улучшенные сорта стали и контролировать химический состав сплава. Разбавление остатков становится все более и более серьезной проблемой для производителей стали на рынках, где металлолом постоянно перерабатывается, и, таким образом, производителям стали требуется все больше и больше единиц «чистого» железа в сырьевой смеси для поддержания низкого уровня в конечном продукте. Многие предприятия ЭДП предпочитают потреблять передельный чугун, поскольку при этом существенно снижается потребность в электроэнергии и, следовательно, повышается производительность печи. ОБМ
обычно имеют гораздо более стабильные химические и физические характеристики, чем переработанный железный и стальной лом. Сегодня различия в химическом составе железного и стального лома могут привести к значительным различиям в результатах эксплуатации.
Однако не все ОБМ одинаковы. В таблице 1 показано сравнение РУО с точки зрения ценности их использования для электросталеплавильного производства. Чугун имеет несколько преимуществ по сравнению с ДРИ , а именно более высокое содержание металлического железа, меньшее количество примесей, более низкую температуру плавления и более высокое содержание углерода, что приводит к более низкой потребности в мощности плавления. Кроме того, ДРИ создает серьезные проблемы при транспортировке и хранении, поскольку при транспортировке образуются значительные штрафы. С эксплуатационной точки зрения, передельный чугун представляется более благоприятным выбором в качестве источника РУО в электросталеплавильном производстве.
Таблица 1: Сравнение чугуна и прямого восстановления
В настоящее время чугун в основном производится доменным способом. Работа доменной печи и вспомогательные процессы вносят наибольший вклад в выбросы СО
.2на тонну производства стали за счет использования угля и кокса. Процессы ДРИ
, основанные на природном газе, производят менее половины СО
.2выбросы доменной печи. Следовательно, существует возможность устранить недостатки ПВЖ и приблизить его к чугуну, сохранив при этом общий уровень выбросов на низком уровне.
В этой статье изложены два подхода к повышению ценности использования прямого восстановления в электросталеплавильном производстве. Первый подход основан на предварительном нагреве ЖВЖ перед подачей в электропечь с использованием кислородно-топливного сжигания, а второй – на полном преобразовании ЖВЖ в жидкий чугун или чугун путем плавления с использованием кислородно-топливного сжигания. Оба подхода основаны на сжигании природного газа и/или водорода в качестве топлива для минимизации выбросов СО .2выбросы. В следующих разделах описываются оба этих подхода с изложением преимуществ, осуществимости и возможных следующих шагов.
