احیاءمستقیم در کوره گردان به روش slrn

[XMEHRDADX 7,514]

روش SL/RN روشي است كه در آن آهن اسفنجي در كوره افقي دوار با شيب حدود 5 درجه و با استفاده از زغال به عنوان عامل احيا‌كننده توليد مي‌شود. سنگ آهن (هماتيت يا مگنتيت) به همراه زغال سنگ، آهك يا دولوميت (جهت حذف گوگرد) به طور مداوم وارد كوره گردان مي‌شود. زغال در اين فرآيند هم نقش سوخت و هم عامل احيايي را ايفا مي‌كند. كوره توسط يك مشعل كه در خروجي آن قرار دارد و نيز بر اثر سوختن زغال گرم مي‌شود. در طول كوره تعدادي لوله وجود دارد كه از طريق آنها هوا به مقدار كنترل شده به داخل كوره وارد مي‌شود. هواي ورودي موجب سوختن زغال و توليد گاز احيايي (H2,CO)(H2,CO) در كوره مي‌‌شود. با چرخش كوره مواد از قسمت ورودي كوره به آرامي به سمت انتهاي آن حركت مي‌كنند. در اين مسير دو ناحيه وجود دارد. در ناحيه اول مواد پيشگرم شده و دما تقريبا به 1000 درجه سانتيگراد مي‌رسد. بعد از عبور از ناحيه پيشگرم، در ناحيه دوم سنگ آهن احيا شده و آهن اسفنجي با دمايي حدود 1100 درجه از كوره خارج شده و وارد خنك‌كننده مي‌‌شود. آهن اسفنجي در خنك‌كننده به وسيله آب تا دماي 150-100 درجه سرد مي‌شود و پس از آن از جدا‌كننده‌هاي مغناطيسي عبور مي‌كند. در آنجا آهن اسفنجي جدا شده و بعد از سرند و دانه‌بندي توسط نوار نقاله به سيلوي محصول منتقل مي‌شود. شكل زير طرح كوره و تجهيزات اين روش را نشان مي‌دهد.

 

كاركرد SL/RN به شدت تحت‌تاثير نوع بار كوره يعني زغال و سنگ آهن و گندله‌ها و همچنين سايز كوره است. تقريبا 70 تا 80 درصد هزينه‌هاي توليد در اين روش مربوط به هزينه‌هاي مواد اوليه است.

 

در اين روش مي‌توان از انواع سوخت‌هاي جامد از قبيل آنتراسيت، زغال قهوه‌اي (lignite)، زغال چوب، زغال‌هاي با مواد فرار، بتمنس (bituminous)و sub-bituminous، coke breeze و حتي موادي با خاكسترهاي نسبتا زياد استفاده كرد. اندازه سوخت‌هاي مورد استفاده در كوره معمولا 10 تا 16 ميليمتر است.

 

يكي از مشخصه‌هاي اين روش وابسته نبودن آن به نوع مواد آهني ورودي است.

 

عملكرد اين روش با سنگ هماتيت بهتر است. سنگ آهن‌ها در اين روش از تنوع بالايي برخوردارند و مي‌توان از كلوخه، گندله، ايلمنيت ( اين كاني فرمول شيميايي FeTiO3 و خاصيت مغناطيسي ضعيف دارد)، كنستانتره و همچنين ضايعات كارخانه‌هاي فولاد به عنوان ماده اوليه استفاده كرد.

 

درجه فلزي آهن اسفنجي در اين روش مستقل از سايز ذرات بار است. براي ذرات با اندازه‌هاي كوچك، بهتر مخلوط شدن بار با احيا‌كننده‌ها منجر به بالا‌رفتن رشد توليد مي‌شود.

 

زماني كه اندازه ذرات كمتر از 2 ميليمتر باشد ، تشكيل و رشد ته ديگ روي ديواره كوره افزايش مي‌يابد. براي جلوگيري از اين موضوع، بايستي متناوبا جداره كوره پاك‌سازي شود. بنابراين از ذرات ريز به صورت كنستانتره استفاده مي‌شود. براي ذرات با اندازه كوچك‌تر از 6 ميليمتر امكان بالا رفتن سولفور بيشتر خواهد شد.

اندازه‌هاي مناسب سنگ‌هاي مورد نياز براي كوره SL/RN به قرار زير است:

 

Lump ore 5-20 mm

Pellets 6-15 mm

Beach sand 0.1-0.5 mm

Ilmenite (25-35 % Fe) 0.05 – 0.3 mm

 

Beach sand و Ilmenite به صورت كنستانتره بار كوره مي‌شوند.

 

جداول فوق تركيبات نوعي بار و محصولات روش SL/RN را نشان مي‌دهند.

 

مصرف انرژي در كارخانه هاي مجهز به اين روش، بستگي به مصرف بهينه از مقادير بسيار زياد گازهاي خروجي دارد. از گرماي گازهاي خروجي مي‌توان به ازاي هر تن DRI، بسته به نوع مواد احياكننده 500 تا 700 كيلووات ساعت برق توليد كرد (اين امكان در كارخانه‌هاي با بيشتر از يك كوره وجود دارد). اين ميزان تقريبا 40 درصد نيروي برق مورد نياز كارخانه را شامل مي‌شود.

 

مصرف نوعي يك كارخانه به ازاي هر تن DRI توليدي از lump ore به صورت زير است:

 

 

مزاياي روش SL/RN

- امكان استفاده از انواع سوخت‌هاي جامد حتي زغال‌هاي با كيفيت پايين و ارزان

 

- انعطاف‌پذيري روش بسته به نوع مواد آهني مصرفي آن

 

- عدم نياز به گاز طبيعي

 

- امكان نصب چند خط توليد با بهينه گردش مواد

 

- مصرف برق كمتر نسبت به روش‌هاي ديگر

 

- توليد درصدي از برق مورد نياز كارخانه

 

 

معايب روش SL/RN

 

آلودگي بيشتر

 

ظرفيت پايين توليد

 

زمان احياي بالاتر نسبت به روش‌هاي ميدركس و اچ واي ال

 

مصرف بالاتر آب نسبت به روش ميدركس لزوم احداث واحد جنبي توليد برق در فاز اول احداث چنين كارخانه‌اي كه در پي آن مصرف آب بالاتر از روش‌هاي ديگر است.

 

 

 

نويسنده: ندا لطفي زاده كارشناس دفتر فلزات آهني سازمان توسعه و نوسازي معادن و صنايع معدني ايران

 

 

منبع:معدن و توسعه 477