موضوع : تولید آهن به روش اسفنجی

از بين روشهاي صنعتي احياي مستقيم كانه هاي آهن كه از گاز طبيعي استفاده مي كنند توليد اهن اسفنجي به روش ميدركس توسعه چشم گيري داشته است باردهي مداوم آهن اسفنجي به صورت سرد يكي از روش ميدركس مي باشد واحدهاي متعددي به اين روش در دهه اخير در كشورهاي مختلف تاسيس و شروع به كار كرده اند

ابداع روش ميدركس به وسيله DBeggs wtmarton و تحقيقات لازم براي توسعه آن از سال 1965 ميلادي درشركت  ميدلند روس انجام گرفت در سال 1976 ميلادي يك واحد احياي مستقيم آزمايشي با توليدي برابر 5/1 تن آهن اسفنجي در ساعت در توله دو واقع در اوهيو و سپس واحد ديگري به ظرفيت ساليانه 150هزار تن در پرتلند آمريكا تاسيس شد كه در سال 1969 ميلادي شروع به توليد كرد متعاقباً واحدهاي ديگري در چرجتاون آمريكا و در كارخانه فولادسازي هامبورگتاسيس شدند كه در سال 1971 ميلادي راه افتادند واحد بعدي سيدبك رد كانادا بود كه در سال 1973 ميلادي راه اندازي شد در ژانويه 1974 ميلادي اجازه ساخت كارخانه هاي توليد آهن اسفنجي به روش ميدركس به گروهفولاد كورف واگذار شد 

در كشورهاي پيشرفته صنعتي مانند آمريكا و آلمان فدرالكانادا اتحاد جماهير شوروي و نيز كشورهايي كه داراي منابع غني گاز طبيعي هستند در دهه گذشته از توليد آهن اسفنجي به روش ميدركس استقبال كرده اند 

مضافاً به اينكه ابعاد و ظرفيت توليد آهن اسفنجي كوره هاي احيا در واحدهاي ميدركس گسترش چشمگيري يافته است و مثلاً قطر كوره  احيا در مدول 200 6/3 متر قطر كوره احيا در مدول 400 88/4 متر ظرفيت روزانه نسل اول آن مدول 1000 و ظرفيت روزانه نسل دوم آن 1250 تنبودهاست اما قطر كوره احيا در مدول 400 به 5/5 متر و ظرفيت روزانه آن به حدود 1700 تن اهن اسفنجي افزايش يافته است به عقيده سازندگان واحدهاي ميدركس  گسترش ظرفيت كوره هاي احيا به دلايل اقتصادي ممكن مي باشد گرچه در اين زمين دلايل كافي در دست نيست ولي اين امر طبيعي به نظرمي رشد

در اغلب روشهاي صنعتي توليد آهن اسفنجي به روش ميدركس گاز طبيعي به عنوان عامل احيا كننده و گرما زا مصرف مي شود يك واحد ميدركس از دو قسمت اصلي تشكيل مي شود : 

قسمت اول  تجهيزات لازم براي تبديل گاز طبيعي به گاز احيا كننده

قسمت دوم تجهيزات لازم براي احياي كسيدهاي آهن توسط گاز احيا كننده

 توليد آهن اسفنجي  گاز احيا كننده به روش ميدركس مداوم است درزير باختصار تجهيزات واحدهاي ميدركس تشريح مي شود 

ذكر اين نكته ضروري است كه چون تجهيزات واحدهاي مختلف و نيز ويژگي احيا به اين روش در دهه گذشته تغييرات زيادي داشته لذا خصوصيات ارائه شده در زير مربوط به واحدهايي است كه ويژگي آنها در منابع منتشر شده و براي كليه واحدهاي ميدركس عموميت ندارد

تجهيزات انتقال بار به كوره احيا و تخليه آهن اسفنجي از كوره به روش ميدركس

در سيستم ميدركس بار گندله يا سنگ آهن خرد شده پيش از ورود به سيلوهاي روزانه سرند مي شوند دانه بندي بار براي كوره از اين قرار است :

بار درشتر از 50 ميليمتر 

بار بيشتر از 6تا50 ميليمتر

بار بين 3 تا 6 نيليمتر 

و بار زير 3 ميليمتر 

بار با دانه بندي 6 تا 50 ميليمتر و 3 تا 6 ميليمتر به نسبت معيني در كوره احيا تغذيه مي شود براي دانه بندي گندله و يا سنگ آهن خرده شده و به روش ميدركس تجهيزاتي پيش بيني شده است همچنين آهن اسفنجي توليد شده در كوره احيا پيش از ورود به سيلوها و مصرف مستقيم سرند مي شوند و نرمه آن در برخي از واحدها به خشته تبديل شده و در برخي مستقيماً در كوره هاي قوس الكتريكي به مصرف       مي رسد طرح برخي از تجهيزات انتقال گندله و سنگ آهن خرد شده به كوره و نيز آهن اسفنجي به صورت گندله و يا كلوخه در مي آيد

در يك ميدركس بار به وسيله نوار نقاله از سيلوهاي روزانه به مخزن تغذيه قيف مانندي كه در بالاي كوره قرار گفته تخليه ميگردد اين مخزن در واحدهاي ميدركس مستقر در مجتمع فولاد اهواز 75 متر مكعب گنجايش دارد هنگامي كه نوار نقاله كار نمي كند گندله اين مخزن به عنوان ذخيره مورد استفاده قرار مي گيرندضمناً گندله مي تواند توسط يك اسكيپ بالا برنده (به جاي نوار نقاله  در اين مخزن تخليه گردد

توليد آهن به روش اسفنجي

فهرست مطالب

مقدمه ۴

تجهیزات انتقال بار به کوره احیا و تخلیه آهن اسفنجی از کوره به روش میدرکس ۶

تجهیزات کوره احیا به روش میدرکس ۱۰

کوره احیا به روش میدرکس ۱۰

درجه حرارت و فشار در کوره احیا ۱۱

توزیع گاز سرد کننده آهن اسفنجی در کوره احیا ۱۲

خوشه شکنهای کوره احیا ۱۳

پاروی تخلیه آهن اسفنجی در کوره میدرکس ۱۴

تولید گاز احیا کننده به روش میدرکس ۱۴

ساختمان راکتور تولید گاز احیا کننده به روش میدرکس ۱۵

لوله های راکتور گاز احیا کننده به روش میدرکس ۱۷

کنترل راکتور تولید گاز احیا کننده (رفورمر به روش میدرکس ۱۷

کاتالیزور و مواد خنثی در لوله های راکتور تولید گاز احیای کننده به روش میدرکس ۱۹

بازیاب حرارتی (رکوپراتور واحد میدرکس ۲۱

سیستم شستشوی گاز خروجی کوره احیا و گاز سرد کننده آهن اسفنجی به روش میدرکس ۲۳

کمپرسور گاز خروجی و گاز سرد کننده به روش میدرکس ۲۴

سیستم تولید و مصرف گاز خنثی به روش میدرکس ۲۴

سیستم آبرسانی واحد میدرکس ۲۵

ویژگی گاز احیا کننده گاز خروجی و گاز سرد کننده یک واحد میدرکس ۲۷

موازنه انرژی و مواد در یک واحد میدرکس ۲۸

ویژگی های چند واحد میدرکس ۲۹

ویژگیهای واحدهای میدرکس مجتمع فولاد اهواز ۲۹

تولید آهن اسفنجی به روشهای اچ وای ال یک و دو ۳۰

کوره های تولید آهن اسفنجی به روش اچ وای ال یک و دو در دوره تخلیه آهن اسفنجی ۳۳

مراحل تولید آهن اسفنجی در واحد اچ وای ال یک و دو ۳۴

حرارت لازم برای تولید بخار آب در روش اچ وای ال ۳۷

میزان گاز لازم در روش اچ وای ال یک ودو ۳۷

تولید آهن اسفنجی به روش اچ وای ال سه ۳۸

احیای سنگ آهن به روش اچ وای ال سه ۳۸

بررسی کلی مطالب ۳۹

استاندارد AISI 39

استاندارد آلمانی DIN 42

فولادهای غیر آلیاژی ۴۲