Blogue sobre Indústria siderúrgica avança na sinterização de qualidade Utilização de hidrogénio para altos fornos

Imagine um alto forno como um enorme reator químico, com minério sinterizado servindo como matéria-prima crucial.Quando a qualidade do sinter se deteriora, o sinter pode obstruir os canais de fluxo de gásEste artigo explora os métodos de avaliação da qualidade do minério sinterizado, as estratégias de otimização, as possibilidades de obtenção de minério de ferro, a capacidade de produção e a qualidade do ferro fundido.e a aplicação promissora da metalurgia do hidrogénio na fabricação de ferro de alto forno para ajudar os siderúrgicos a reduzir os custos, ganhos de eficiência e descarbonização.

Desafios na fabricação de ferro em alto forno e importância da sinterização

A indústria siderúrgica enfrenta pressões crescentes decorrentes da flutuação da procura do mercado e do aumento dos custos das matérias-primas.Os produtores implementam cada vez mais medidas de redução de custos, como a redução das taxas de coque, aumentando simultaneamente os rácios de injecção de carvãoNo entanto, estas estratégias frequentemente degradam inadvertidamente a permeabilidade do forno através da combustão incompleta do carvão (gerando partículas finas) e do aumento dos volumes de escória.

A manutenção de uma permeabilidade óptima do gás é fundamental para o funcionamento do alto forno.e melhora tanto a produção como a qualidade do ferro- como matéria-prima primária de forno, as propriedades físicas do minério sinterizado, incluindo a distribuição do tamanho das partículas, a resistência mecânica,e reducibilidade influenciam diretamente a permeabilidade em toda a pilha de fornos.

Principais indicadores de qualidade da sinterização

A avaliação abrangente do sinter requer o controlo destes parâmetros críticos:

• Índice de degradação da redução (IDR):Medir a resistência à degradação do tamanho durante a redução a altas temperaturas.
• Propriedades de amolecimento e fusão (valores S e KS):S indica a temperatura de amolecimento inicial, enquanto KS avalia a manutenção da permeabilidade sob carga.
• Índice de reducibilidade (RI):Quantifica a facilidade de redução de minério. Enquanto um RI elevado melhora a eficiência do combustível, muitas vezes correlaciona-se com um aumento do RDI, exigindo um equilíbrio cuidadoso.
• Índice do Tumbler (TI):Avalia a durabilidade mecânica durante a manipulação e carregamento.
• Teor de gangue (Vg) e ponto de fusão (Tmg):Estes componentes não ferrosos influenciam a fluidez da escória e a permeabilidade do forno.

Estratégias de melhoria da qualidade da sinterização

A otimização avançada do sinter envolve:

• Mistura de matérias-primas:Ajustar as proporções de minério de ferro, fluxo e combustível para controlar a composição química e as fases minerais.
• Controle de parâmetros do processo:Regulação precisa da temperatura de sinterização, duração e atmosfera para projetar estruturas de poros ideais e conjuntos de minerais.A sinterização enriquecida com oxigénio melhora a produtividade e reduz o consumo de combustível.
• Tecnologias inovadoras:A tecnologia HPS (Hybrid Pelletized Sinter) incorpora concentrado pelletizado na mistura de sinterizadores, produzindo um produto mais forte,Sinter mais redutível com RDI mais baixo, como demonstrado pela amostra D contendo 40 wt% de grânulos de alta qualidade.

Aplicações na metalurgia do hidrogénio

O potencial do hidrogénio como redutor limpo e eficiente está a transformar as operações dos altos fornos.₂) permite:

• Substituição de coque e CO₂redução das emissões
• Cinética de redução melhorada da reducibilidade superior do hidrogênio
• Melhoria da IDR através de efeitos anti-degradação
• Intervalos de amolecimento mais amplos e melhores valores de KS para uma menor permeabilidade do forno

Os desafios permanecem, incluindo o controlo da combustão para evitar flutuações térmicas e a mitigação da fragilidade do hidrogénio.É essencial uma investigação mais aprofundada sobre o comportamento do hidrogénio e os protocolos de injecção para a sua plena aplicação..

Descobertas experimentais

Os estudos de laboratório que simulam uma elevada injecção de carvão e condições ricas em hidrogénio revelaram:

• O hidrogénio diminuiu de forma consistente os valores RDI proporcionalmente à concentração, sendo que o sinter HPS (Amostra D) apresentou um desempenho anti-degradação superior.
• O hidrogênio ampliou os intervalos de amolecimento e melhorou os valores de KS, beneficiando particularmente os sinterizadores mais fracos (A / B) em comparação com os desempenhos estáveis (C / D).

Orientações futuras

Os progressos continuados exigem:

• Investigação fundamental sobre as reacções de hidrogénio em altos fornos
• Desenvolvimento de técnicas de reforço de sinterização de próxima geração
• Optimização dinâmica dos parâmetros operacionais, alinhando as propriedades do sinter com os regimes de injecção de hidrogénio

Através de uma gestão integrada da qualidade da sinterização e da implementação da metalurgia do hidrogénio, a indústria siderúrgica pode alcançar simultaneamente melhorias na produtividade, na eficiência de custos, na eficiência energética e na eficiência energética.e desempenho ambiental, abrindo caminho para uma produção de ferro sustentável.