صنعت DRI: انتخاب لوله اصلاح کننده، مقایسه و کاربرد کوره

Content

1 مروری بر مسیرهای فرآیند DRI
2 معیارهای انتخاب کلیدی برای لوله های اصلاح کننده DRI
3 تفاوت بین کوره DRI و بخاری های معمولی
4 سری محصولات Tuopu Industry DRI
5 سناریوهای کاربردی مناسب برای صنعت DRI
6 سوالات متداول
7 روند توسعه صنعت

فناوری آهن کاهش یافته مستقیم (DRI). نشان دهنده مسیر اصلی تحول سبز در صنعت فولاد است. شرکت Tuopu Industry (Jiangsu) Ltd. به عنوان تامین کننده سطح اول SINOPEC، PetroChina و CNOOC، خدمات جامع قرارداد EPC را برای مونتاژ کوره DRI و لوله اصلاح کننده ارائه می دهد که زنجیره کامل از طراحی مهندسی تا نصب و راه اندازی را پوشش می دهد. فرآیندهای کوره محوری مبتنی بر گاز 75.8 درصد از ظرفیت جهانی را تشکیل می دهند و کاهش آماده سازی گاز عنصر اصلی است. لوله های Reformer باید به مدت 8 تا 12 سال در دمای بیش از 900 درجه سانتیگراد و شرایط فشار بالا به طور پایدار کار کنند.

مروری بر مسیرهای فرآیند DRI

فرآیندهای مستقیم آهن احیا شده سنگ آهن را از طریق احیای گازی یا زغال سنگ در دماهای زیر نقطه ذوب آهن به آهن فلزی با خلوص بالا تبدیل می کند. فرآیندهای کوره محوری مبتنی بر گاز بر ظرفیت جهانی DRI تسلط دارند.

نوع فرآیند	کاهنده	فرم راکتور	اشتراک ظرفیت جهانی	محدوده دما
کوره شفت گازی	گاز طبیعی / هیدروژن	کوره شفت	75.8٪	900-1050 درجه سانتیگراد
کوره دوار بر پایه زغال سنگ	زغال سنگ غیر کک	کوره دوار	24%	900-1050 درجه سانتیگراد
تخت سیال مبتنی بر گاز	گاز طبیعی	راکتور بستر سیال	0.2٪	حدود 600 درجه سانتیگراد
کوره اجاق دوار	زغال سنگ / کک	کوره اجاق دوار	اشتراک جزئی	1250-1350 درجه سانتیگراد

فرآیندهای کوره محوری مبتنی بر گاز به دلیل راندمان بالا، انتشار کم و فرم‌های محصول انعطاف‌پذیر، بازار را هدایت می‌کنند. Tuopu Industry خطوط تولید کاملی را به‌طور خاص برای کوره‌های محوری مبتنی بر گاز و سیستم‌های اصلاح مرتبط طراحی می‌کند که زنجیره تامین کامل از بدنه کوره کاهش تا مجموعه‌های لوله اصلاح‌کننده را پوشش می‌دهد.

معیارهای انتخاب کلیدی برای لوله های اصلاح کننده DRI

لوله های اصلاح کننده به عنوان اجزای اصلی فشار در کوره های اصلاح کننده عمل می کنند که تحت شرایط بسیار شدید کار می کنند: دمای داخلی بیش از 900 درجه سانتیگراد، گرمایش تابشی مستقیم از شعله های احتراق در قسمت بیرونی، فشار داخلی بالای گاز و ساییدگی مکانیکی از بسترهای کاتالیست.

استانداردهای مواد

آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت نیکل-کروم بالا (گرید HP و HK) با 25٪ -35٪ کروم و 35٪ -45٪ نیکل، به علاوه نیوبیم، تنگستن و تیتانیوم برای تقویت مرز دانه.

فرآیند تولید

ریخته گری گریز از مرکز ریزساختار دیوار متراکم و اندازه دانه تصفیه شده را تضمین می کند و به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خزش در دمای بالا و عملکرد اکسیداسیون را در مقایسه با ریخته گری استاتیک افزایش می دهد.

پارامترهای عملیاتی

دمای داخلی 900-1050 درجه سانتیگراد، دمای دیوار تا 1100 درجه سانتیگراد، تحمل فشار داخلی کاهش دهنده گاز و وزن بستر کاتالیزور.

عمر خدمات

چرخه عملیاتی معمولی تقریباً 8 تا 12 سال بسته به دمای عملیاتی، نوسانات فشار، فرکانس تعویض کاتالیزور و درجه مواد لوله.

حالت‌های شکست اولیه لوله‌های ریفرمر شامل تغییر شکل خزشی، ترک‌خوردگی ناشی از خستگی حرارتی، شکنندگی کربوریزاسیون و پوسته پوسته شدن اکسید می‌شود. صنعت Tuopu این خطرات را از طریق نسبت‌های ترکیب آلیاژ بهینه، نرخ‌های خنک‌کننده ریخته‌گری کنترل‌شده و پروتکل‌های دقیق بازرسی کارخانه برطرف می‌کند. محصولات این شرکت به عنوان تامین‌کننده سطح اول SINOPEC، PetroChina و CNOOC، عملکرد پایدار طولانی‌مدتی را در چندین تاسیسات DRI نشان داده‌اند.

تفاوت بین کوره DRI و بخاری های معمولی

کوره DRI به عنوان راکتور اصلی در فرآیندهای احیای مستقیم مبتنی بر گاز عمل می کند. طراحی ساختاری آن به طور مستقیم بر راندمان کاهش، مصرف انرژی و نرخ فلزی شدن محصول تأثیر می گذارد. در مقایسه با بخاری های معمولی، کوره های DRI در اصول فرآیند و طراحی ساختاری تفاوت اساسی دارند.

بعد مقایسه	کوره DRI	بخاری آتش سوزی معمولی
عملکرد اصلی	راکتور احیای مستقیم سنگ آهن	تامین حرارت مواد یا واکنش شیمیایی
تماس گاز جامد	تماس گاز و جامد جریان مخالف	تبادل حرارتی تابش/همرفت
سیستم آب بندی	سیستم آب بندی دینامیک	آب بندی استاتیک
ساختار آستر	پوشش مواد نسوز	آجرهای نسوز یا ریخته گری
کنترل دما	کنترل دقیق در دمای 900-1050 درجه سانتیگراد	بسته به الزامات فرآیند متفاوت است
فرم محصول	DRI سرد، DRI داغ، آهن بریکت شده داغ	بدون تغییر شکل محصول

یک کوره شفت DRI مبتنی بر گاز معمولی از یک ظرف استوانه ای تشکیل شده است که با مواد نسوز پوشانده شده است. گلوله‌های سنگ آهن یا سنگ کلوخه از بالا شارژ می‌شوند و با نیروی گرانش پایین می‌آیند و با گاز کاهنده جریان رو به بالا به روش جریان مخالف تماس می‌گیرند تا واکنش کاهش را تکمیل کنند. Tuopu Industry خدمات پیمانکاری EPC را برای کوره DRI ارائه می دهد که گردش کار کامل از طراحی مهندسی و ساخت تجهیزات تا نصب، راه اندازی و مدیریت پروژه را پوشش می دهد.

سری محصولات Tuopu Industry DRI

شرکت Tuopu Industry (Jiangsu) Ltd. یک پایگاه تولیدی برای بخاری‌های آتش‌زا در مقیاس بزرگ، یک سایت تولید هوشمند برای لوله‌های کوره، و یک اسکله رول‌آن/رول آف دارد. این شرکت قابلیت های قرارداد EPC را از تامین تجهیزات اصلی تا تحویل مهندسی کامل ارائه می دهد. در زیر سری محصولات اصلی برای صنعت DRI آمده است:

مونتاژ لوله اصلاح کننده برای DRI

مولفه فشار هسته

کوره DRI

راکتور احیا

کوره کراکینگ اتیلن

واحد پتروشیمی

اصلاح کننده تولید هیدروژن

واحد پالایش

اصلاح کننده چهار در یک

ادغام در مقیاس بزرگ

سناریوهای کاربردی مناسب برای صنعت DRI

فرآیندهای DRI به طور گسترده در سناریوهای زیر اعمال می شوند:

تولید فولاد سبز

هنگامی که از هیدروژن 100٪ سبز به عنوان عامل کاهنده استفاده می شود، فرآیندهای DRI به انتشار کربن نزدیک به صفر می رسند که نشان دهنده مسیر فناوری اصلی برای کربن زدایی صنعت فولاد است. مصرف انرژی تقریباً نصف مسیرهای کوره بلند است.

مینی آسیاب فولاد

کارخانه‌های DRI انعطاف‌پذیری طراحی را ارائه می‌دهند که از 0.5 میلیون تن در سال شروع می‌شود و کارخانه‌های فولادی مینی آسیاب با کوره‌های قوس الکتریکی را تشکیل می‌دهند. این امر آنها را به ویژه برای مناطقی با منابع پراکنده یا عرضه گاز طبیعی یا هیدروژن محدود مناسب می کند.

مکمل مواد خام درجه بالا

آهن بریکت شده داغ (HBI) با فشرده‌سازی DRI داغ به بریکت‌های با چگالی بالا تولید می‌شود و امکان ذخیره‌سازی ایمن و حمل و نقل در مسافت‌های طولانی را به عنوان جایگزینی عالی برای ضایعات فولادی با کیفیت فراهم می‌کند.

پروژه های یکپارچه سازی پالایشی-شیمیایی

قابلیت‌های قرارداد EPC صنعت Tuopu بخش‌های پتروشیمی، شیمیایی زغال سنگ و پالایشگاه نفت را پوشش می‌دهد و کوره DRI و سیستم‌های اصلاحی مرتبط را برای پروژه‌های یکپارچه‌سازی پالایش و شیمیایی فراهم می‌کند.

سوالات متداول

چه موادی معمولا برای تولید لوله های اصلاح کننده DRI استفاده می شود

لوله‌های اصلاح‌کننده DRI معمولاً از آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت نیکل-کروم بالا (مانند گریدهای HP و HK) با استفاده از فناوری ریخته‌گری گریز از مرکز، برای تحمل دمای بالای 900 درجه سانتی‌گراد و محیط‌های فشار داخلی گاز بالا تولید می‌شوند.

آنچه یک کوره DRI را از بخاری های معمولی متمایز می کند

کوره DRI یک راکتور محوری است که به طور خاص برای احیای مستقیم سنگ آهن طراحی شده است. ویژگی‌های تعیین‌کننده آن شامل تماس گاز و جامد ضد جریان، سیستم‌های آب‌بندی دینامیکی و پوشش نسوز است که اساساً در اصول فرآیند و طراحی ساختاری با بخاری‌های معمولی متفاوت است.

ترکیب معمولی کاهش گاز در فرآیندهای DRI مبتنی بر گاز چیست؟

در فرآیندهای DRI مبتنی بر گاز، گاز احیا کننده معمولاً شامل تقریباً 55٪ هیدروژن و 36٪ مونوکسید کربن، با نسبت H2/CO حدود 1.5 است که از طریق اصلاح کاتالیزوری گاز طبیعی در Reformer Tubes ایجاد می‌شود.

اشکال اصلی محصول DRI چیست؟

محصولات DRI به سه شکل اصلی موجود هستند: DRI سرد (CDRI)، DRI گرم (HDRI) و آهن بریکت شده گرم (HBI). HBI با فشرده سازی DRI داغ به بریکت های با چگالی بالا برای نگهداری و حمل و نقل ایمن تولید می شود.

عمر معمولی یک Reformer Tube چقدر است

در شرایط عملیاتی معمولی، لوله های Reformer معمولاً عمر مفیدی بین 8 تا 12 سال دارند که بستگی به دمای عملیاتی، نوسانات فشار، فرکانس تعویض کاتالیزور و درجه مواد لوله دارد.

Tuopu Industry چه خدمات مرتبط با DRI را ارائه می دهد

شرکت Tuopu Industry (Jiangsu) Ltd. تولید و تامین تجهیزات اصلی از جمله کوره DRI و مونتاژ لوله اصلاح کننده برای DRI و همچنین خدمات پیمانکاری EPC برای بخاری های آتش زده را که طراحی مهندسی، ساخت تجهیزات، نصب، راه اندازی و مدیریت پروژه را پوشش می دهد، ارائه می دهد.

روند توسعه صنعت

صنعت جهانی DRI در حال تحول عمیق سبز است. فرآیندهای متداول DRI مبتنی بر گاز طبیعی در حال حاضر انتشار CO2 به میزان قابل توجهی نسبت به مسیرهای کوره بلند نشان می دهند، در حالی که فناوری DRI با استفاده از هیدروژن 100٪ سبز به عنوان عامل کاهنده به عنوان مسیر کلیدی برای کربن زدایی صنعت فولاد در نظر گرفته می شود. ارائه‌دهندگان پیشرو فناوری مانند MIDREX طرح‌های کارخانه‌ای را توسعه داده‌اند که قادر به تعویض انعطاف‌پذیر بین احیاکننده‌ها (گاز طبیعی، هیدروژن، گاز سنتز) هستند و رابط‌های فنی را برای کاهش کاملاً مبتنی بر هیدروژن در آینده ذخیره می‌کنند.

Tuopu Industry از نزدیک این روند را زیر نظر دارد و طرح‌های مونتاژ لوله‌های اصلاح‌کننده و کوره DRI آن هم‌اکنون قادر به انطباق با ترکیبات کاهش‌دهنده مختلف گاز هستند. این شرکت قابلیت‌های پیمانکاری EPC را ارائه می‌کند که پروژه‌های DRI را در مقیاس‌های مختلف، از تامین تجهیزات اصلی تا تحویل مهندسی کامل، با راه‌حل‌های سفارشی‌سازی شده پوشش می‌دهد.