Midrex

Midrex ( eng.  Midrex ) on prosessi pelkistetyn raudan (yleensä metalloitujen pellettien ) valmistamiseksi kaivostyyppisissä laitoksissa sekä samanniminen laitos, jossa tällainen prosessi toteutetaan.  Raaka- aineena käytetään rautamalmia tai rautamalmipellettejä ja pelkistimenä muunnettua maakaasua .

Midrex-prosessi yhdessä HYL-III:n kanssa, joka käyttää myös maakaasua pelkistimenä, on yleisimmin käytetty koksiton metallurgiatekniikka.

Historia

Teknologian kehitti vuonna 1966 Yhdysvalloissa Midland -Ross Corporation .  Vuonna 1969 Oregon Steelin tehtaalla Portlandissa otettiin käyttöön ensimmäinen Midrex - tehdas sieniraudan tuotantoa varten , jonka kapasiteetti oli 360 tuhatta tonnia vuodessa .

Vuonna 1983 Neuvostoliitossa Oskolin sähkömetallurgisessa tehtaassa otettiin käyttöön neljä Midrex-yksikköä, joiden kokonaiskapasiteetti oli 1 700 tuhatta tonnia metalloitua pellettiä vuodessa [3] .

Menetelmiä Midrex-prosessin tehostamiseksi teknisten ja taloudellisten indikaattoreiden vastaavalla parannuksella eri ajanjaksoina olivat pelkistyskaasujen kuumennus ja hapen puhallus uuniin (1990-luku) sekä pelkistyskaasun tuottaminen hapettamalla maakaasua osittain hapella . poltin, joka asennetaan heti reformerin jälkeen (2000-luku) [4] .

Midrex-prosessista, yhdessä HYL-III:n kanssa, joka käyttää myös maakaasua pelkistimenä , on tullut yleisin raudan suorapelkistysteknologioista, jota kutsutaan yhteisesti "koksittomaksi metallurgiaksi" [5] [6] . Kun otetaan huomioon maakaasun suhteellisen halpa, metalloitujen pellettien tuotannolle Midrexin tehtailla on tyypillistä parempi taloudellinen suorituskyky verrattuna muihin menetelmiin [7] .

Vuodesta 2021 lähtien teknologian omistaa amerikkalainen Midrex Technologies Inc., jota hallinnoi Kobe Steel [8] [9] .

Tekniikka ja laitteet

Pellettien tai kokkareisen malmin rautaoksidien pelkistys tapahtuu kuilu-uunissa, jossa järjestetään oman painonsa ja kuuman pelkistyskaasun alle uppoava rautapitoisen materiaalin vastavirta. Uunin tilan lämpötila pidetään panosmateriaalien pehmenemispisteen alapuolella . Vety ja hiilimonoksidi, jotka muodostuvat maakaasun muuntamisen seurauksena erillisessä reaktorissa (reformerissa) [10] [11] , toimivat pelkistävänä entsyyminä .

Maakaasun muuntaminen suoritetaan katalyytillä täytetyissä reaktioputkissa . Rengasmainen tila lämmitetään polttamalla metallointiprosessissa syntyvän pintakaasun ja maakaasun seosta reaktorin pohjassa olevissa polttimissa. Päällimmäinen kaasu puhdistetaan pölystä ja kosteudesta ennen kuin se syötetään muuntimeen. Osa muunnetusta kaasusta käytetään inertin kaasun tuotannossa [12] [13] [11] .

Kukin pinnoituslaitos sisältää: kuilu-uunin , maakaasureformerin, inertin kaasun tuotantojärjestelmän, imujärjestelmän ja apujärjestelmät. Kuiluuuni koostuu lastaussuppilosta, ylemmästä portista panoksenjakajalla, alemmasta portista ja heilurisyöttölaitteesta metalloidun tuotteen purkamiseksi. Korkeuden mukaan uuni on jaettu pelkistysvyöhykkeeseen (jauheen tasolta hormien tasolle ), välivyöhykkeeseen ja jäähdytysvyöhykkeeseen [14] [15] [11] .

Uunin tilassa kehittyvät seuraavat kemialliset reaktiot [16] [17] :

• Raudan talteenotto:

• Rautakarbidien muodostuminen:

• Maakaasun muuntaminen:

Metalloidut pelletit jäähdytetään uunin alaosassa 40–50 °C:seen ja puretaan syöttölaitteilla, minkä jälkeen ne seulotaan hienoaineksen seulomiseksi. Jäähdytys suoritetaan kaasulla, joka koostuu pelkistys- ja savukaasujen seoksesta. Myöhemmin metalloitua tuotetta käytetään teräksen valmistukseen, yleensä valokaariuuneissa [18] . Tunnetaan muunnelmia Midrex-prosessista, jossa kuumametallisoituja pellettejä ladataan sähköuuniin ohittaen jäähdytysvaiheen. Tässä tapauksessa päästään päähän terästuotannon energiaresursseissa saavutetaan [19] .

Jätekaasulämpöä hyödynnetään rekuperaattoreilla maakaasun ja polttoaineen palamiseen syötettävän ilman lämmittämiseen reformerissa [20] .

Prosessin tehostamisen pääsuunta on nostaa pelkistyslämpötilaa pehmentämättä malmiosaa ja nostaa pelkistyskaasun painetta. Talteenottolämpötilan nostamiseksi käytetään pellettien sulattamista ja kokkareisen malmin lisäämistä panokseen [21] .

Vuoden 2007 tietojen mukaan Midrexin teollisuuslaitosten halkaisija oli 5,5 m, tällaisten uunien vuotuinen tuottavuus oli noin 800 tuhatta tonnia metalloituja pellettejä [22] .

Muistiinpanot

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

Lähteet

• Kurunov I.F. , Savchuk N.A. _ Alueettoman raudan metallurgian tila ja näkymät. - M . : Chermetinformatsiya, 2002. - 198 s. -500 kappaletta .  — ISBN 5-85450-61-2.
• Knyazev V.F. , Gimmelfarb A.I. , Nemenov A.M._ _ Koksiton raudan metallurgia. - M .: Metallurgia , 1972. - 272 s. - 1700 kappaletta.
• Romenets V. A. , Galkin V. I. , Fedorova A. A. , Valavin V. S. , Pokhvisnev  Yu . - M .: MISiS , 2013. - Heinä-syyskuu ( nro 3 ). - S. 38-44 . — ISSN 2072-1633 . (Venäjän kieli)
• Tulin N. A. et al.Koksattoman metallurgian kehittäminen / toim. N. A. Tulina,K. Mayer. -M.:Metallurgia, 1987. - 328 s. -2960 kappaletta.
• Yusfin Yu.S. , Gimmelfarb A.A. , Pashkov N.F. Uudet metallin tuotantoprosessit / arvioijat:V. I. Loginov,S. E. Lazutkin. -M .: Metallurgia, 1994. - 320 s. -2000 kappaletta.  —ISBN 5-229-02229-X.
• Yusfin Yu.S. , Pashkov N.F. Raudan metallurgia : oppikirja yliopistoille / arvostelija GN Elansky . -M . : ICC "Akademkniga", 2007. - 464 s. -2000 kappaletta.  —ISBN 978-5-94628-246-8.
• Kirjoittajatiimi . Encyclopedic Dictionary of Metallurgy: Viitekirja: 2 nidettä  / ch. toim. N. P. Lyakishev . - M .  : "Intermet Engineering", 2000. - T. 1:  A - O . — 412 s. -500 kappaletta .  - ISBN 5-89594-037-4 .

• Yuka Obayashi. Kobe Steelin uusi teknologia vähentää masuunin  hiilidioksidipäästöjä 20 % . reuters.com . Reuters (16. helmikuuta 2021). Käyttöönottopäivä: 17.11.2021.
• MIDREX-  prosessi . kobelco.co.jp . Kobe Steel . Käyttöönottopäivä: 17.11.2021.