bedrijfsnieuws over De staalindustrie bevordert het gebruik van waterstof voor hoogovens van gesinterde kwaliteit

Stel je een hoogoven voor als een enorme chemische reactor, met gesinterd erts als zijn cruciale grondstof. Wanneer de sinterkwaliteit verslechtert—voortijdig afbrokkelt of zachter wordt—kan dit de gaskanalen blokkeren, waardoor de productie-efficiëntie afneemt en de kwaliteit van het gesmolten ijzer in gevaar komt. Dit artikel onderzoekt kwaliteitsbeoordelingsmethoden voor gesinterd erts, optimalisatiestrategieën en de veelbelovende toepassing van waterstofmetallurgie in de hoogovenijzerbereiding om staalproducenten te helpen kosten te verlagen, efficiëntie te verhogen en te decarboniseren.

Uitdagingen in de hoogovenijzerbereiding en het belang van sinter

De staalindustrie staat onder toenemende druk van fluctuerende marktvraag en stijgende grondstofkosten. Om zich aan te passen, implementeren producenten in toenemende mate kostenbesparende maatregelen, zoals het verlagen van de cokespercentages en tegelijkertijd het verhogen van de koleninjectieverhoudingen. Deze strategieën leiden echter vaak onbedoeld tot een vermindering van de permeabiliteit van de oven door onvolledige kolenverbranding (waardoor fijne deeltjes ontstaan) en een toename van de slakvolumes.

Het handhaven van een optimale gaspermeabiliteit is essentieel voor de werking van de hoogoven. Een efficiënte gasstroom zorgt voor de juiste redoxreacties, maximaliseert het brandstofgebruik en verbetert zowel de output als de ijzerkwaliteit. Als de primaire grondstof van de oven hebben de fysische eigenschappen van gesinterd erts—waaronder deeltjesgrootteverdeling, mechanische sterkte en reduceerbaarheid—direct invloed op de permeabiliteit in de hele ovenschoorsteen.

Belangrijkste indicatoren voor sinterkwaliteit

Een uitgebreide sinterevaluatie vereist het monitoren van deze kritieke parameters:

• Reductie Degradatie Index (RDI): Meet de weerstand tegen groottevermindering tijdens reductie bij hoge temperaturen. Hogere RDI-waarden duiden op een grotere generatie van fijne deeltjes die de gasstroom in de bovenste oven belemmeren.
• Verzachtings-Smeltingseigenschappen (S- en KS-waarden): S markeert de initiële verzachtingstemperatuur, terwijl KS de handhaving van de permeabiliteit onder belasting evalueert. Optimale waarden zorgen voor een stabiele cohesiezonevorming in de onderste oven.
• Reduceerbaarheidsindex (RI): Kwantificeert de gemakkelijke reductie van erts. Hoewel een hoge RI de brandstofefficiëntie verbetert, correleert deze vaak met een verhoogde RDI, wat een zorgvuldige afweging vereist.
• Tumbler Index (TI): Beoordeelt de mechanische duurzaamheid tijdens hantering en belading.
• Gangue-gehalte (Vg) en smeltpunt (Tmg): Deze niet-ijzercomponenten beïnvloeden de vloeibaarheid van de slak en de permeabiliteit van de oven.

Strategieën voor het verbeteren van de sinterkwaliteit

Geavanceerde sinteroptimalisatie omvat:

• Mengen van grondstoffen: Het aanpassen van de verhoudingen van ijzererts, flux en brandstof om de chemische samenstelling en minerale fasen te regelen. Zo verminderen toevoegingen van kalksteen de RDI, terwijl silica de RI verhoogt.
• Controle van procesparameters: Nauwkeurige regulering van de sintertemperatuur, -duur en -atmosfeer om optimale poriestructuren en minerale assemblages te creëren. Zuurstofverrijkte sintering verbetert de productiviteit en vermindert het brandstofverbruik.
• Innovatieve technologieën: Hybrid Pelletized Sinter (HPS)-technologie integreert ge pelletiseerde concentraat in het sintermengsel, wat resulteert in sterker, meer reduceerbaar sinter met een lagere RDI—zoals aangetoond door Monster D met 40 gew.% hoogwaardige pellets.

Toepassingen van waterstofmetallurgie

Het potentieel van waterstof als een schone, efficiënte reductiemiddel transformeert de hoogovenwerking. Het injecteren van waterstofrijke gassen (LNG, H ₂ ) maakt het volgende mogelijk:

• Vervanging van cokes en CO ₂ emissiereductie
• Verbeterde reductiekinetiek door de superieure reduceerbaarheid van waterstof
• RDI-verbetering door anti-degradatie-effecten
• Bredere verzachtingsbereiken en betere KS-waarden voor een lagere ovenpermeabiliteit

Er blijven uitdagingen bestaan, waaronder de controle van de verbranding om thermische schommelingen te voorkomen en de vermindering van waterstofbrosheid. Verder onderzoek naar het gedrag van waterstof en injectieprotocollen is essentieel voor volledige implementatie.

Experimentele bevindingen

Laboratoriumstudies die omstandigheden met hoge koleninjectie en waterstofrijk simuleerden, onthulden:

• Waterstof verlaagde consistent de RDI-waarden evenredig met de concentratie, waarbij HPS-sinter (Monster D) superieure anti-degradatieprestaties vertoonde.
• Waterstof breidde de verzachtingsintervallen uit en verbeterde de KS-waarden, met name ten voordele van zwakkere sinters (A/B) versus stabiele presteerders (C/D).

Toekomstige richtingen

Voortdurende vooruitgang vereist:

• Fundamenteel onderzoek naar waterstofreacties in hoogovens
• Ontwikkeling van next-generation sinterversterkingstechnieken
• Dynamische optimalisatie van operationele parameters die de sintereigenschappen afstemmen op waterstofinjectieregimes

Door geïntegreerd sinterkwaliteitsbeheer en de implementatie van waterstofmetallurgie kan de staalindustrie gelijktijdige verbeteringen bereiken in productiviteit, kostenefficiëntie en milieuprestaties—en zo de weg vrijmaken voor duurzame ijzerbereiding.