Midrex

Midrex

Midrex-installation vid stålverket Saldanha i Sydafrika
Datum för stiftelse/skapande/förekomst 1966
Upphovsrättsägare Kobe stål
Produkter varmt brikettjärn

Diagram över Midrex-processen

Midrex ( Eng.  Midrex ) är en process för framställning av direkt reducerat järn (vanligtvis metalliserade pellets ) i anläggningar av gruvtyp , såväl som en anläggning med samma namn där en sådan process implementeras. Järnmalm eller järnmalmspellets används som råvara och omvandlad naturgas  används som reduktionsmedel .

Midrex-processen, tillsammans med HYL-III, som också använder naturgas som reduktionsmedel, är den mest använda koksfria metallurgitekniken.

Historik

Tekniken utvecklades 1966 i USA av Midland-Ross Corporation .  1969 togs den första Midrex-anläggningen för tillverkning av järnsvamp med en kapacitet på 360 tusen ton per år i drift vid Oregon Steel- fabriken i Portland [1] [2] .

1983, i USSR, vid Oskol Electrometallurgical Plant , lanserades fyra Midrex-enheter med en total kapacitet på 1 700 tusen ton metalliserade pellets per år [3] .

Metoder för att intensifiera Midrex-processen med motsvarande förbättring av tekniska och ekonomiska indikatorer under olika tidsperioder bestod i att värma reducerande gaser och blåsa in syre i ugnen (1990-talet), samt att generera reducerande gas genom partiell oxidation av naturgas med syre i ugnen. en brännare, som installeras omedelbart efter reformern (2000-talet) [4] .

Midrex-processen, tillsammans med HYL-III, som också använder naturgas som reduktionsmedel , har blivit den mest utbredda bland teknikerna för direkt reduktion av järn, gemensamt kallad "koksfri metallurgi" [5] [6] . Med tanke på den relativa billigheten av naturgas kännetecknas produktionen av metalliserade pellets vid Midrex-anläggningar av bättre ekonomisk prestanda jämfört med andra metoder [7] .

Från och med 2021 ägs tekniken av amerikanska Midrex Technologies Inc., som förvaltas av Kobe Steel [8] [9] .

Teknik och utrustning

Reduktionen av järnoxider av pellets eller klumpig malm sker i en schaktugn, där ett motflöde av järnhaltigt material som sjunker under sin egen vikt och hetreducerande gas organiseras. Temperaturen i ugnsutrymmet hålls under laddningsmaterialens mjukningspunkt . Väte och kolmonoxid, som bildas som ett resultat av omvandlingen av naturgas i en separat reaktor (reformer) [10] [11] , fungerar som ett reduktivt enzym .

Omvandlingen av naturgas sker i reaktionsrör fyllda med en katalysator . Det ringformiga utrymmet värms upp genom att bränna en blandning av toppgas som produceras i metalliseringsprocessen och naturgas i brännare placerade i botten av reaktorn. Toppgasen utsätts för damm- och fuktrening innan den matas in i omvandlaren. En del av den omvandlade gasen används vid framställning av inert gas [12] [13] [11] .

Varje pläteringsanläggning inkluderar: en schaktugn , en naturgasreformer, ett inertgasproduktionssystem, ett aspirationssystem och tillhörande system. Schaktugnen består av en lasttratt, en övre grind med laddningsfördelare, en nedre grind och en pendelmatare för lossning av den metalliserade produkten. Beroende på höjden är ugnen uppdelad i reduktionszonen (från nivån av grist till nivån av formorna ), mellanzonen och kylzonen [14] [15] [11] .

Följande kemiska reaktioner utvecklas i ugnsutrymmet [16] [17] :

Metalliserade pellets kyls ned till 40–50 °C i ugnens nedre del och lastas av med matare, varefter de siktas för att sålla bort fina partiklar. Kylning sker med en gas som består av en blandning av reducerande och rökgaser. Därefter används den metalliserade produkten för att tillverka stål , vanligtvis i ljusbågsugnar [18] . Variationer av Midrex-processen är kända, i vilka heta metalliserade pellets laddas i en elektrisk ugn, förbigående av kylningssteget. I detta fall uppnås totala besparingar i energiresurser för stålproduktion [19] .

Spillgasvärme utnyttjas med hjälp av rekuperatorer för uppvärmning av naturgas och luft som tillförs bränsleförbränning i reformern [20] .

Huvudinriktningen för processförstärkningen är att öka reduktionstemperaturen utan att mjukgöra malmdelen och att öka trycket på den reducerande gasen. För att kunna höja återvinningstemperaturen används flussning av pellets och tillsats av klumpig malm till laddningen [21] .

Enligt data från 2007 nådde diametern på Midrex industrianläggningar 5,5 m, den årliga produktiviteten för sådana ugnar var cirka 800 tusen ton metalliserade pellets [22] .

Anteckningar

  1. ↑ Knyazev, Gimmelfarb, Nemenov, 1972 , sid. 69.
  2. ↑ Kurunov, Savchuk, 2002 , sid. 43.
  3. ↑ Yusfin, Pashkov, 2007 , sid. 212.
  4. ↑ Kurunov, Savchuk, 2002 , sid. 44.
  5. ↑ Romenets et al., 2013 , sid. 38.
  6. ↑ Lyakishev, 2000 , sid. 305-306.
  7. ↑ Romenets et al., 2013 , sid. 39.
  8. ↑ Reuters, 2021 .
  9. ↑ Kobe stålsätter .
  10. ↑ Tulin et al., 1987 , sid. 230-231.
  11. ↑ 1 2 3 Lyakishev, 2000 , sid. 323-324.
  12. ↑ Yusfin, Pashkov, 2007 , sid. 239-240.
  13. ↑ Knyazev, Gimmelfarb, Nemenov, 1972 , sid. 70.
  14. ↑ Yusfin, Gimmelfarb, Pashkov, 1994 , sid. 180-182.
  15. ↑ Yusfin, Pashkov, 2007 , sid. 212-213.
  16. ↑ Tulin et al., 1987 , sid. 231.
  17. ↑ Yusfin, Pashkov, 2007 , sid. 218-219.
  18. ↑ Yusfin, Pashkov, 2007 , sid. 215-216.
  19. ↑ Kurunov, Savchuk, 2002 , sid. 48-49.
  20. ↑ Yusfin, Pashkov, 2007 , sid. 244-245.
  21. ↑ Yusfin, Pashkov, 2007 , sid. 227-228.
  22. ↑ Yusfin, Pashkov, 2007 , sid. 228.

Källor

Populärvetenskapliga publikationer Onlinekällor