İndirgeme Demir Döner Fırını

İndirgeme Demir Döner Fırını

Döner fırınlı indirgeme demiri, döner fırınlı direkt indirgeme prosesinin temel ekipmanıdır. Bu teknoloji, reaktör olarak sürekli dönen bir döner fırın kullanır ve bu da onu katı karbon ile demir oksitlerin indirgenmesi yoluyla sünger demir üretimi için önemli bir metalurjik tesis haline getirir. Birincil işlevi, 950-1100°C sıcaklık aralığında demir cevherinin katı faz karbon indirgemesini gerçekleştirmektir. Benzersiz yapısal tasarımı sayesinde, sürekli işleme ve malzemelerin verimli bir şekilde dönüştürülmesini sağlar. Gözenekli ve gevşek bir yapıya sahip olan ürün, sünger demir olarak bilinir ve çelik üretiminde ve polimetalik kaynak geri kazanımında yaygın olarak kullanılır; mineral kaynakları ile yüksek değerli demir ürünleri arasında önemli bir bağlantı görevi görür.

Çalışma Prensibi

Demir indirgeme döner fırınının çalışma mantığı, sürekli dönüş + hassas sıcaklık kontrolü + katı faz indirgeme üzerine kuruludur. Ana gövde, yüksek sıcaklığa dayanıklı refrakter malzemelerle kaplanmış, destekleyici silindirler tarafından sabit bir hızda döndürülen eğimli bir çelik silindirdir. Çalışma sırasında, nitelikli demir cevheri (%66 demir içeriği), indirgeyici madde (linyit veya bitümlü kömür gibi %50 sabit karbonlu kömür) ve kükürt giderici maddeler, hassas oranlarda besleme ucuna sürekli olarak beslenir. Fırın dönerken, malzemeler belirli bir yüksekliğe kaldırılır ve ardından yerçekimi etkisiyle aşağı doğru akar. Bu işlem, cevher ve indirgeyici maddenin iyice karışmasını sağlarken, malzemenin kademeli olarak boşaltma ucuna doğru ilerlemesini de sağlar.

İndirgeme reaksiyonu için gerekli olan 950–1100°C'lik yüksek sıcaklık, boşaltma ucundan verilen havanın, indirgeyici kömürden gelen uçucu maddeler ve reaksiyon sonucu oluşan CO ile yanmasıyla elde edilir. Bu, sıcaklık alanını hassas bir şekilde kontrol etmek için hassas bir fırın başı ek yanma sistemiyle tamamlanır. Malzeme ilerledikçe, sırasıyla kurutma, ön ısıtma, karbonat ayrışması, kükürt giderme ve demir oksit indirgeme aşamalarından geçer. Nispeten düşük indirgeme sıcaklığı nedeniyle, cevherdeki gangın çoğu üründe kalır ve yetersiz karbürizasyon meydana gelir. İndirgeme sırasında oksijen kaybı çok sayıda mikro gözenek oluşturur. Son sünger demir ürünü, boşaltılmadan önce yeniden oksidasyonu önlemek için dikey bir soğutucuda 200°C'nin altına hızla soğutulur. Fırın çıkışından çıkan atık gaz, atık ısıyı geri kazanmak ve enerji verimliliğini artırmak için bir ön ısıtıcıdan geçer.

Başlıca Özellikler

İndirgeme demir döner fırını, benzersiz proses tasarımı sayesinde çeşitli belirgin avantajlar sunmaktadır:

1. Güçlü Hammadde Uyarlanabilirliği: Yüksek silisli düşük demir cevheri, nikel içeren düşük demir cevheri ve titanomagnetit gibi karmaşık cevherlerin yanı sıra çeşitli ince cevherleri ve ayrıca SL-RN veya Krupp-CODIR yöntemleri gibi proses varyantları aracılığıyla demir içeren toz ve lateritik nikel cevheri gibi polimetalik cevherleri de işleyebilir. Yaygın olarak bulunan kömürü indirgeyici madde olarak doğrudan kullanabilir ve kömür külü yumuşama sıcaklığı için esnek gereksinimlere sahip olup, belirli hammaddelere olan bağımlılığı önemli ölçüde azaltır ve maliyetleri düşürür.

2. Orta Düzey ve Kontrol Edilebilir Proses Koşulları: Fırın eğimi, dönüş hızı ve yakıt oranı ayarlanarak reaksiyon atmosferi ve sıcaklığı hassas bir şekilde kontrol edilebilir, böylece aşırı indirgenme veya halka oluşumu etkili bir şekilde önlenebilir. Fırın içindeki ince malzeme yatağı ve geniş boş alan, düzgün gaz akışını sağlar. Bu, polimetalik simbiyotik demir cevherlerinin seçici indirgenmesine elverişlidir ve düşük kaynama noktalı elementlerin buharlaşmasına ve geri kazanılmasına olanak tanıyarak kapsamlı kaynak kullanımını sağlar.

3. Yüksek Ürün Kalitesi ve İstikrarlı Çalışma: Üretilen sünger demir, %90'ın üzerinde metalizasyon derecesine sahiptir. Tanecikli, gözenekli yapısı, sonraki işlemleri kolaylaştırarak çelik üretimi için yüksek kaliteli bir hammadde olarak uygun hale getirir. Ekipman, hafif negatif basınç altında çalışarak ısı kaybını azaltır ve çalışma ortamını iyileştirir. Hassas sıcaklık yönetimi için akıllı bir kontrol sistemiyle birleştiğinde, ürün tutarlılığını ve çalışma güvenliğini artırır.

4. Çevresel ve Ekonomik Faydalar: Proses akışı nispeten basitleştirilmiş olup enerji tüketimi düşüktür. Yerel hammaddelerin kullanımı işletme maliyetlerini daha da düşürebilir. Entegre torba filtreli toz giderme ve kükürt giderme/denitrifikasyon sistemleri, kirletici emisyonlarını etkin bir şekilde kontrol ederek çevre standartlarına uyumu sağlar.

Pratik Uygulamalar

Pratikte, indirgeyici demir döner fırınının temel rolü iki boyutta kendini gösterir: kaynak dönüşümü ve kapsamlı kullanım.

1. Doğrudan indirgenmiş demir (DRI) üretimi için temel reaktör olarak, demir cevherini yüksek oranda metalize edilmiş sünger demire verimli bir şekilde dönüştürür. Bu ürün, elektrik ark fırını (EAF) çelik üretiminde yüksek kaliteli hurda çeliğin yerine geçebilir ve çelik endüstrisinin ithal hurdaya olan bağımlılığını azaltmasına ve düşük karbonlu üretime geçişi kolaylaştırmasına yardımcı olur.

2. Seçici indirgeme ve polimetalik geri kazanım yeteneklerinden yararlanarak, polimetalik simbiyotik cevherlerin ve demir içeren atıkların derinlemesine işlenmesini sağlar. Demir kaynaklarını geri kazanırken, çinko ve kurşun gibi zararlı elementleri uzaklaştırır ve diğer değerli metalleri geri kazanarak, kaynak geri dönüşümü ve çevresel iyileştirme olmak üzere iki amaca birden ulaşır.

Ayrıca, sürekli çalışma, istikrar ve güvenilirlik özellikleri onu büyük ölçekli endüstriyel üretim için uygun hale getirir. Akıllı işletme ve bakım sistemleriyle entegre edildiğinde, üretim verimliliğini önemli ölçüde artırır ve işçilik ve bakım maliyetlerini azaltır.