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

 

 

مقدمه

ابداع روش ميدركس به وسيله D .Beggs w .t .marton 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 هامبورگ، تاسيس 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 فدرال، كانادا ، 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 گيرند .ضمناً گندله مي تواند توسط يك اسكيپ بالا برنده (به جاي نوار نقاله ) در اين مخزن تخليه گردد .

سطح مواد در مخزن بالاي كوره از طريق ميله اي راديو اكتيو تعيين مي گردد. اين ميله از طرفي با سطح بار و از طرف ديگر با سيستم كنترل در تماس مي باشد و سطح بار به طور اتوماتيك اندازه گيري مي گردد . در صورتي كه گندله در اين مخزن در چهار سطح زير باشد . سيستم كنترل علائم هشدار دهنده ذيل را مخابره مي كند :

1-بالاترين سطح بار:         اخطار داده مي شود 

2-پر                   :      دستور توقف نوار نقاله تغذيه كننده بار به مخزن صادر 

                                مي گردد.

3-خالي               :    دستور كارنوار نقاله تغذيه كننده باربه مخزن صادر ميشود .

4-پايين ترين سطح:   تخليه كوره متوقف و اخطار لازم داده مي شود .

مخزن بالاي كوره توسط لوله نسبتاً طويلي به قسمت توزيع كننده بار (آپولو) ارتباط دارد. چون مخزن تغذيه بار در بالاي موره روباز است ، لذا براي جلوگيري از داخل كوره جريان دارد و فشارآن به طور اتوماتيك كنترل مي گردد . به اين وسيله از نشت گاز احيا كننده كوره به خارج جلوگيري به عمل مي آيد . گاز خنثي نيز به علت طويل بودن لوله هاي رابط بين مخزن تغذيه بار و 12 لوله توزيع كننده بار در كوره به خارج كوره نفوذ نمي كند . مضافاً به اينكه زير مخزن تجهيزاتي براي آب بندي گاز پيش بيني شده است كه از اين قرار مي باشند :

1- دريچه كشوئي هيدروليكي كه در هنگام خالي شدن مخزن به طور اتوماتيك بسته مي شود و از خروج گاز به خارج جلوگيري به عمل     مي آورد .

2- فلانچها كه براي جلوگيري از خروج گاز نصب شده و در مواقع اضطراري آنها به وسيله بازوي هيدروليكي از هم باز و يك صفحه به وسيله دست بين آنها قرار داده مي شود .

3- يك كمپنزاتور كه براي تعديل انبساط حرارتي كوره پيش بيني شده است .

توزيع يكنواخت گدله در كوره احيا براي جريان يكنواخت گاز احيا كننده در بين گندله ها  از اهميت خاصي برخوردار است . با احياي بار گندلهدر كوره ، درجه فلزي آن بالا مي رود ، درجه فلزي آهن اسفنجي توليد شده در كورههاي ميدركس حدود 92 در صد و اكسيد آهن احيا نشده در آهن اسفنجي به صورت وسيت مي باشد .

در شروع راه اندازي كوره احيا ، بار به ميزان كافي احيا نمي گردد . لذا درجه فلزي آهن اسفنجي توليد شده كافي نيست به اين علت بار مجدداً به كوره برگشت داده مي شود . مسير جريان بار برگشتي به كوره نيز مي شود .

گندله هاي آهن اسفنجي سرد پس از خروج از كوره سرند مي گردند . ميزان نرمه آهن اسفنجي زير 5 ميليمتر در روند احيا به روش ميدركس حدود 2/0 در صد است . نرمه مي تواند مستقيماً يا پس از خشته شدن در واحد فولاد سازي مصرف مي گردد . آهن اسفنجي درشتر از 50 ميليمتر خرد و همراه ساير گندله ها به مخزن ذخيره حمل ودر آنجا انبار مي شوند . طرح تجهيزات دانه بندي گندله هاي آهن اسفنجي  داده شده است .  همچنين سيلوهاي ذخيره آهن اسفنجي ديده مي شود . در اين مخازن براي جلوگيري از اكسايش گندله ها ، گازي خنثي جاري است .

تجهيزات كوره احيا به روش ميدركس

واحدهاي صنعتي احياي مستقيم كه به روش ميدركس آهن اسفنجي توليد مي كنند در دهه گذشته به سرعت تكامل يافته اند . در اين بخش كوشش مي شود باختصار تجهيزات كوره هاي توليد آهن اسفنجي به روش ميدركس كه مشابه آنها در مجتمع فولاد اهواز مستقر هستند و يا در مباركه مستقر خواهند شد بررسي شود .

كوره احيا به روش ميدركس

كوره احيا در روش ميدركس از يك قسمت فوقاني و يك قسمت تحتاني تشكيل شده است . قسمت فوقاني كوره كه منطقه اصلي احيا    مي باشد، استوانه اي به قطر 8/4 تا 5 متر و ارتفاع 9 متر است كه حجم مفيد آن حدود 220 متر مكعب مي باشد ، اما كل ارتفاع كوره 12 تا 14 متر مي باشد .

بار به صورت سنگ آهن خزد شده يا گندله سنگ آهن از بالاي كوره به طرف پايين جريان داشته و در مدتي حدود 5/6 ساعت در منطقه  احيا به وسيله گاز احيا كننده به اهن اسفنجي تبديل مي شود . گاز احيا كننده از بالاي كلوخه شكنهاي فوقاني ازطرق لوله كمربندي وارد كوره شده ودرخلاف جهت نزول بار ، جريان مي يابد . گاز كم كم سرد و پس از حذف رطوبت گندله ، آن را احيا و خود تا اندازه اي اكسيد مي شود . طرح لوله كمربندي براي توزيع گاز احيا كننده در كوره آمده  است .

درجه حرارت و فشار در كوره احيا

احياي اكسيدهاي آهن به روش ميدركس به طور كلي بر اساس واكنش زير انجام مي شود :

1- Fe2o3 +3h2 = 2fe+3H2O

2-           Fe2o3+3co=2fe+3vo2

جداره داخلي كوره توسط نسوزهاي مقاوم در برابر سايش و مواد عايق پوشانده شده است تا از تلفات حرارتي كوره تا اندازه اي كاسته شود، مع هذا دماي ديواره خارجي كوره حدود 100 درجه سانتيگراد مي باشد .

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.