روش های احيای مستقيم آهن

صفحه 1:


صفحه 2:
روشهای اهیا مستقیم آهن تولید آهن اسفنجی در مقایسه با روش قدیمی و سنتی تولید آهن بوسیله کوره بلتد دارای سابقه کوتاه ۵۰ ساله میباشد . تولید آهن از طریق روس کوره بلند دارای مزیتهای زیادی میباشد که هنوز هیچ روشی نتوانسته جایگزین لن گردد ولی بدلایلی از جمله کاهش میزان دغال سنگ کک شووو مسائل محیطی باعک شده که روشهای جدید احیا آهن مورد توجه قرار گیرد . اولین بار احیامستقیم یا تولید آهن اسفنجی توسط محققان آمریکایی و مکزیکی صورت گرفت . 

صفحه 3:
در کوره بلند واکنشهای سنتیک احیا عموما زیر نقطه دوب آهن و حدود ۸۲۰ درجه سانتگراد انجام میگیرد ولی بدلیل ظرفیت گرمایی بالای کک محصول کوره بلند بصورت مذاب میباشد ازطرف دیگر حل شدن کربن موجود درذغال باعث تولید محصول به صورت چدن میگردد که برای تولید فولاد یک مرحله فرآیند دیگر ضروری است . در روش احیا مستقیم ارزش حرارتی گاز طبیعی چون پایین تر از کک میباشد واکتشهای احیا در مشکل ‎ie Zs or‏ بای واکنشهای احیا میباشد چون دردمای پایین واکنش شکستن گاز و تولید گازهای احیا کننده منواکسیدکرین صورت نمیگیرد باعبور گازدر این درجه حرارت نمیتوان آهن را احیا نمود برای حل اين مشکل محققان از یک رفرمرگازی پا محفظه شکست گاز استفاده میکنند . روشهای اهبا مستقیم آهن 

صفحه 4:
روشهای اهبا مستقیم [ 0 دررفرمورگازی با شکستن گازطبیعی گازهای منواکسیدکرین و هیدروژن تولید میشوند که باگرم کردن تا۱۰۰۰درجه سانتیگراد میتواند واکنشهای احیا باسرعت مناسب صورت گیرد . #اولین شرکتی که در زمینه تولید آهن اسفنجی فعالیت نمود شرکت میدرکس آمریکا بودکه هم اکنون تولید با لین روش و بانام این شرکت در اکثر نقاط جهان ادامه دارد و ۶۵ درصد سهم تولید آهن اسفنجی از این روش میباشد . گروه دیگری که در تولید آهن اسفنجی فعالیت داشته اند شرکت مکزیکی .]7 بوده است لین شرکت هم اکنون ادعادارد با حذف رفرمرگازی توانسته نسل چهارم کوره های خودرا به بازار عرضه نماید . #تولیدآهن اسفنجی رشد چشمگیری داشته که امیلیون تن در سال ۱۹۷۰ به ۵۴ میلیون تن درسال ۲۰۰۴ رسیده است . 

صفحه 5:
روشهای اهبا مستقیم #با توجه به لين میزان تولید بازهم سهم آهن اسفنجی ۵ درصد کل فولاد خام تولیدشده و نسبت به سنگ معدن مصرفی در تولید فولاد ۸ در معدن مصرفی درصنایع فولادسازی جهان میباشد . #بالا رفتن قیمت گاز طبیعی و ذغال سنگ کک شو باعث شده تا محققین به سمت روشهای تولید با ذغال سنگ کک نشو در تهیه آهن اسفنجی روی بیاورند ولی هنوز ظرفیتهای بیش از ۱ میلیون تن در سال نتوانسته لند با این روش احدات و بهره بردازی نمایتد . # تمامی شرکتهای بزرگ همانند میدر کس دنبال روشهای جدید استفاده از ذغال سنگ کک نشو میباشند که بتوان هزینه تولید فولاد را کاهش داد و دربازار رقابت باقى بماند . 

صفحه 6:
روشهای اهبا مستقیم آهن روشهای مهم تولید آهن به روش احیا مستقیم فرآیند میدرکس فرآیند اچ وای ال 111/1 ( نسل چهارم ) فرایند 51/۳ ITmK3 «13° CIRCORED (Lurgi) «213° CIRCOFER (Lurgi) 121,3® 

صفحه 7:
روشهای احبا مستفیم آهن ۱- روش ‎no‏ ‏#سنگ آهن ورودی :ازنوع گندله پس از گندله سازی عامل احیاکننده :گازطبیعی شکسته شده بوسیله فرایند رفرمینگ #نوع كوره احيا :2 کوره شافت عمودی #درجه حرارت احيا :حدود ‎10٠‏ تا ‎1١‏ درجه سانتيكراد #سابقه فرآيند: از حدود سال 1918 ميلادى #ظرفيت بهينه :2 يك ميليون تن براى هر مدول 

صفحه 8:
روشهای احبا مستفیم آهن تولید آهن اسفنجی به روش احیا مستقیم میدرکس : کیفیت مواد اولیه مصرفی در فرایندهای تولید آهن و فولاد کم و بیش به روش تولید آنها بستگی دارد. آگاهی از مواد اولیه لازم. آماده سازى آن مواد و نيز مواد واسطه و نهایی برای تولید به روش میدرکس لازم است. احیاء مستقیم به روش میدرکس شامل تاسیسات و واحدهای ذیل می باشد که به اختصار تشریح می شوه ۱- کوره احیاء برای تولید آهن اسفنجی ۲- راکتور تولید گاز احیاء کننده ۳- تجهیزات جانبی 

صفحه 9:
روشهای احبا مستفیم آهن رفورمر تولید گاز احیا رفورمرگازی در روش میدرکس مکعب مستطیلی به ابعاد ۸۶۴۰۱۰ متر میباشد که داخل محفطه لوله هایی از جنس استیل قرارگرفته است درچهار ردیف داخل لوله ها از کاتالیزور پرشده است مخلوط گاز خروجی و گازطبیعی وارد لوله ها میشوند چون دمای لوله ها بالا است درون لوله واکنش تولید گاز احیا صورت میگیرد ( گرم بودن لوله ها به علت مشعلهایی است که حرارت لازم جهت اکسایش متان را فراهم می آورند:) گاز احیا که شامل یبا" و 6260 می باشد به مت کوزه میروند قطر ‎aly)‏ ها ۰ میلیمتر و ضخامت ‎٩‏ میلیمتر است . دمای لوله ها حدود ۱۱۰۰ درجه میباشد . 

صفحه 10:
گاز عروجیکوره اب بای اکایش جذفسچ ]راکو بای نود كاز احيا كنندة كاز مخروجى كوره إحبا براق سوخت س» ‎asl gt‏ حاوى هبد رون :اكسي د كرين» بخار آب ‎uti,‏ سازى براق كاذ روجى كورهاحيا حاو ق كا كرنيك ‎١‏ ‏بخار أب كسيد كرين ‏ هيدرو ود تلد ده ‏وه سا ‎tate aie ches Sat of ut‏ له 00 ‏أهن فى 1017 درصد ‏کرین 1 نا5درصد ‎ ‎ 

صفحه 11:
روشهای احبا مستقیم آهن ادامه مواد آلبازى فولاد خام 11 

صفحه 12:
موه unex Dirac Rood len Retin: Fo) > od ‏و تا‎ ‏مام‎ ‎So (Os-r Folio Sesh > Fo, Reforming: GeO, 200424, 0۷۵ ۵ 

صفحه 13:
سنگ آهن ورودی : عامل احیاکننده : درچه سرارش احیا سابقه فرآیند : ظرفیت بهینه : روشهای اهبا مستقیم آهن ازنوع گندله پس از گندله سازی گازطبیعی شکس ته شده بدون فرایند رفرمینگ کوره شافت عمودی حدود ۸۵۰ تا ۸۷۰ درجه سانتیگراد از حدود سال ۲۰۰۳ میلادی هشتصدهزار تن برای هر مدول 

صفحه 14:
روشهای احبا مستفیم آهن در روشهای اچ وای ال قدیمی تر روش او۲و۳ گاز طبیعی بوسیله رفرمینگ شکسته شده و همانند روش میدرکس به داخل کوره احیا دمیده میشود . احیای مستقیم سنگهای آهن به روش اچ - وای - ال سه بر خلاف روشهای اچ- وای - ال یک و دو هداوم فى باشد . برای تولید آهن اسفنجی در حللت جاند: هر مدول اچ - وای - ال سه فقط یک کوره دارد. کندله های پخته از سنک آهن همائیتی در مخازن غورجین مانندی در بالای کوره تخلیه می شهند . ولی در روش اچ وای ال ۴ عملیات رفرمینگ نیز حذف شده و گندله به صورت مداوم از بالای کوره وارد شده همراه آن گاز طبیعی از بالای کوزه وارد می گردد و از وسط کوره گاز پروسس و اکسیژن جهت انجام واکنش به داخل کوره شارژ می شود گاز طبیعی که از بالای کوره وارد می گردد . 

صفحه 15:
روشهای اهیا مستفیم آهن عموما از رکپراتور عبور کرده تا هم خشک شود و هم حرارت آن بالا رود . احیا آهن در روشهای احیا مسقیم بوسیله گاز طبیعی بوسیله عوامل احیا کننده 7" و 0 انجام میگیرد در داخل کوره آهن به صورت گندله واردشده و با دمش گاز طبیعی مواد گرم شده وبا دمش گازهای احیا و اکسیژن جهت سوختن گاز طبیعی عمل احیا شبك أهن رصورت ميكيره - 

صفحه 16:
سنگ آهن ورودی : عامل احیاکننده : نوع کوره احیا : درجه حرارت احیا : سابقه فرآیند : ظرفیت بهینه : روشهای احبا مستقیم آهن ۳- فرآیند 51/10 پصورت کلوخه یا گندله ذغال سنك كك نشو Rotary Kiker 159 0555 حدود ۱۰۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد از حدود سال ۱۹۸۰ میلادی یک صدهزار تن برای هر مدول 

صفحه 17:
روشهای احبا مستقیم آهن فرآیند "51/18 روشی است که در این روش از کوره های دوار استفاده میشود تحقیقات اولیه آن به حدود پس از جنگ جهلنی دوم میرسد که شرکتهای مختلفی اعمم از اروپایی و آمریکلیی در شکل دهی این روش حضور داشته لند که نام لين فرآینداز همین موضوع منشا گرفته است که هر حرف آن لول نام یکی آزلین شرکتها میباشد . ولى بيشتر تحقيقا ت در كشور آلمان و توسط شرکت 2701 لنجام گرفته است . تکنولوژی تولید در کوره دوار قبل از آهن اسفنجی با فرآیند تولید سیمان و آهک طراحی و شروع به كار رده است . در ولقع تولید آهن در لین کوره ها بهینه سازی شده همان فرلند تولید سیمان و آهک امیباشد: شنک آهن در این فرآیند بصورت کلوخه یا کتدله همراه با دغال کک نشو ومقداری آهک و دولومب جهت تعدیل مقدار گورگرد موجو در ذغال سنگ از یک طرف کوره افقی دار وارد آن میشود . کوره احیا یک کوره افقی مایل بازاویه حدود ۵ درجه : کوره دراثر سوختن ذغال و ورودهوا و نرمه ذغال سنگ تا حدود ۱۰۰۰ درچه گرم میشود که مواد شارژ شده در قسمت اول کوره پیشگرم شده و در قسمت دوم تا ‎٩۳‏ درجه فلزی احیا می گردد . 

صفحه 18:
روشهای احبا مستقیم آهن مواد احیا شده گرم يس از خروج از کوره وارد یک کوره دوار حنک کننده ميشوند تا درجه حرارت آنها يايين بیلید سپس با خروج از کوره خنک کننده و گذشتن از زیر دستگاه جداکننده مغناطیسی مولد ی از خاکستر جداشده و برای انبار کردن یا انجام عملیات ذوب به كوره قوس منتقل گردد . سنگ آهن مصرفی درکوره دوار درلین روش بدلیل درفشار نبودن کلوخه های موادشارژ از حساسیت کوره های عمودی برخوردار نبوده و میتوان از انواع سنگهای آهن با دلنه بندی کلوخه بین ۶ تا ۲۰ میلیمتر در این کوره استفاده نمود . حرکت کلوخه ها بصورت مداوم و به آرامی در داخل کوره افقی دوار اشد . عموماکلوخه خام مخلوط اط نزم سنگ آهن و نرمه ذغال و جسب سر میباشد که نتيجه بهتری بدر مرحله را دارد ذغال سنگ مورد استفاده چون از نوع ارزان بوده و قابلیت تبدیل به کک را ندارد بسیار در دسترس یباشد . ذغال مورد استفاده میتواند تا حدود ۲۰ : مولد فرار داشته باشد ولی کرین ّن نبلید کمتر از ۵ باشد . دولومیت نیز بدلیل کاهش لثر گوگرد موجود در ذغال سنگ به مواد شارژ اضافه میگردد و همچنین باعث تسریع در عملیات احیا میگردد . 

صفحه 19:
ساختمان کوره افقی دوار کوره دولر اققی مهمترین بحش واحد احيامیباشد اين کوره متشکل از یک استوانه فولادی به قطر ۳ للی ۶ متر و طول ۲۵ للی ۸۰ متر بوده داخل ن جرچینی شده و کوره با یک شیب ملایم ۵-۳ درجه روی چرخدنده های گرداننده نصب می گردند . دمای منطقه احیا حدود ۱۰۷۵ درجه سانتیگراد میباشد . بخاطر بالارفتن دمای کوره پودر ذغال از انتهای خروجی کوره به داحل کوره تزریق میگردد و در فواصل معین یک سری دریچخ جهت دمش هوای پروسس برای سوختن بهتر ذغال سنگ وتولید گاز ()2) جهت احیا طراحی شده اند . گاز پروسس گرم همرا به مقداری هوای آزلد از این دریچه ها به داخل کوره تزریق میگردند . روشهای اهیا مستقیم آهن couPestrs PELETS\¢-1¢mm) een coast) ‏ی‎ ۲ 1 ‘on, FINES | | Con 2 Flow dlanam of tay kin plant 

صفحه 20:


صفحه 21:
سنگ آهن ورودی : عامل احياكننده : نوع كوره احيا درچه سرارش احیا سابقه فرآیند : ظرفیت بهینه : روشهای احبا مستقیم آهن ازنوع گندله خام و مخلوط باذغال ‎ee‏ سا اب 2 سینی دوار 1 و ۱۳۰۰ تا ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد ‎٩ jos a 5‏ میلادی پانصدهزار تن برای طراحی تجاری 

صفحه 22:
روشهای احبا مستفیم آهن شرح فرآیند : پودر سنگ آهن به همراه نرمه ذغال سنگ کک نشو و جسب به صورت گندله در اندازه های معین در آمده و از بالابه داخل کوره شارژ ميشود . کوره بوسیله مشعل تا حدود ۱۳۵۰ سانتیگراد گرم میشود تا واکنش احیا آهن انجام پذیرد . سنگ آهن احیا شده به صورت آهن زینتر شده ۳110065 17012 با حرارت بالا از کوره خارج میشود در بخش خروجی دما تا مرحله خمیری شدن بالا برده میشود و سرباره آن جدا می گردد . آهن با درجه فلزی بالا حدود ‎٩۷‏ درصد بدست آمده که میتواند به عنوان شارژ کوره های الکتریکی استفاده گردد . این فرآیند توسط شرکت میدرکس ابداع گردیده است . 

صفحه 23:
روشهای احبا مستقیم آهن ITmka PROCESS FLOWSHEET Heat Flue Gas aE Mixer Pelletizer Collector Dryer Burner Fuel ‘Separation Iron Nugget Slag 

صفحه 24:
روشهای احبا مستفیم آهن CARCOREO (bury) ‏فر آبند‎ - ۵ سنگ آهن ورودی : بصورت نرمه سنگ آهن عامل احياکننده ‎ :‏ گازطبیعی پروسس شده نوع كوره احيا ‎٠‏ کوره0) لاف بلح درجه حرارت احیا : حدود ۸۰۰ پیش گرم و ۶۵۰ درجه مرحله احیا سابقه فرآیند: از حدود سال ۱۹۹۹ میلای ظرفیت بهینه : . پانصد هزار تن برای هر مدول 

صفحه 25:
روشهای احبا مستفیم آهن شرح فرآیند : ترمه سنگ آهن در مرحله اول تا حدود ۸۰۰ درجه پیش گرم میشود و خشک میگردد لین سنک آهن در یک کوره ار نوم 605۷ اف شا میگردد آهن در مرحله اول تا حدود ۷۰ درصد احیا میگردد. انرژٍی گرملیی کوره بوسیله یک سری مشعل كه با مخلوط گاز طبیعی و هوا کارمیکنند تامین میشود همچنین در مرحله اول مقداری گاز پروسس شده خروجی مرحله دوم عملیات احیا به داخل کوره دمیده میشود . بعد از این مرحله مرحله دوم احیا قرار دارد که تا ‎٩۳‏ ‏درضد آهن اخیا میگردد .:درچه خرارت در لین مرحله کمتر و خدود ۶۳۰ درجه مى باشد ولی فشار محیط احیا باید تا ۴ اتمسفر افزایش پیداکند. 

صفحه 26:
روشهای احبا مستقیم آهن خروجی مرحله دوم با خلوص بالا به صورت بریکت برای شارژ درکوره قوس الکتریک استفاده می گردد . لین روش بدیل استفاده از نرمه سنگ آهن که ارزان ‏ میباشد میتولند رقیبی برای روش میدرکی و اچ وای ال باشد . ولی ضعف این روش درکنترل و ایجاد فشار بالادر کوره احیا میباشد که اپراتوری این مورد کمی با مشکل همراه است . 

صفحه 27:
مود ‎Wwametauschor‏ Rozytcior 

صفحه 28:
سنگ آهن ورودی : بصورت نرمه سنگ آهن عامل احياکننده ‎ :‏ ذغال سنك كك نشو نوع کوره احیا: . کورهت0) لاف بلح دوجه حرارت اخیا : حدود ۱۰۰۰ فرجه سانتیگران سابقه فرآیند: از حدود سال ۱۹۸۵ میلادی ظرفیت بهینه : . پانصد هزار تن برای هر مدول 

صفحه 29:
روشهای احبا مستفیم آهن شرح فر آیند: در این فرآیند که مشابه همان فرآیند 16300900() میباشد با کمی تغییر از پودر ذغال سنگ بجای گاز طبیعی پروسس شده به عنوان عامل احیا کننده استفاده میشود . نرمه سنگ آهن همراه با آهک جهت کاهش لثر گوگرد ذغال سنگ همراه با نرمه دغال سنگ مخلوط شده و در مرحله اول پیشگرم تا ۷۳ درصد فلزی احیا میگردد . درمرحله دوم آهن تا ‎٩۳‏ درصد فلزی احیا میگردد وبه صورت بریکت آماده شارژ کوره قوس الکتریک میگردد . ذغال سنگ همراه با دمش گاز اكسيّن وارد -54*2 02 (كاربراتور) میگردد و پس از مخلوط شدن در مرحله اول به داخل کوره دمیده میشود . بدلیل وجود کاربراتور جهت مخلوط کردن ذغال سنگ و اکسیژن باید درجه نرمی خاکستر دغال بالاتر از ۰ درجه سانتیگراد باشد . 

صفحه 30:
روشهای احبا مستقیم آهن اين روش خودرا رقیب روش 1۳6669" میدرکس میداند . اين روش نيز مشابه روش قبل ‎bby OTROOREO‏ بالابودن فشار در مرحله دوم احیا از نظر کنترل فشار اتمسفر کوره درای مشکل و با پراتوری سختی دركير ميباشد . 

صفحه 31:
۳ — 000۵۸ روشهای احبا مستفیم آهن