ผลกระทบของเหล็กลดโดยตรง (DRI) ต่อการผลิตเหล็กด้วยเตาอาร์คไฟฟ้า

ผลกระทบของเหล็กที่ลดโดยตรง (DRI) ต่อการผลิตเหล็กในเตาอาร์คไฟฟ้า

1. ผลผลิตและผลตอบแทน  

ประสบการณ์การผลิตแสดงให้เห็นว่าการใช้ DRI ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อผลผลิตและผลตอบแทนของ เตาอาร์คไฟฟ้า. ในประเทศจีน โรงงาน EAF ขนาดใหญ่หลายแห่งที่เพิ่งได้รับมอบหมายต้องเผชิญกับความท้าทายเนื่องจากคุณภาพเศษเหล็กที่ไม่ดี โดยมีความหนาแน่นรวมต่ำถึง 0.3–0.7 t/m³ สิ่งนี้มักต้องใช้เศษเหล็ก 3–4 ครั้งต่อการหลอมแต่ละครั้ง การแทนที่เศษเหล็กที่มีความหนาแน่นต่ำด้วย DRI สามารถลดจำนวนครั้งในการชาร์จได้ ทำให้รอบการหลอมสั้นลง การเติม DRI อย่างต่อเนื่อง 20–50% สามารถเพิ่มผลผลิตของเตาได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับหัวเผาออกซิเจน-เชื้อเพลิง การปฏิบัติงานแบบโฟมสแลก และการอุ่นเศษเหล็ก

ผลตอบแทนของเหล็กได้รับอิทธิพลจากระดับการเกิดโลหะ เนื้อหาของแก๊ง และระดับคาร์บอนของ DRI อัตราการเกิดโลหะที่สูงขึ้นส่งเสริมการกู้คืนที่ดีขึ้น และอาจมีการเพิ่มสารคาร์บูไรเซอร์เพื่อเพิ่มการลดลงของเหล็ก คุณสมบัติและปริมาณของสแลกก็ส่งผลต่อผลตอบแทนเช่นกัน ตัวอย่างเช่น สแลกแบบโฟมที่มีความเป็นเบสคงที่สามารถลดปริมาณสแลกได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลตอบแทน

2. การบริโภควัสดุการผลิต  

- การบริโภคขั้วไฟฟ้า: โดยทั่วไป DRI มีคาร์บอนน้อย การเติมมักต้องใช้สารคาร์บูไรเซอร์ ซึ่งสร้างบรรยากาศการลดที่ช่วยลดการเกิดออกซิเดชันของขั้วไฟฟ้า แม้ว่าการปฏิบัติงานแบบโฟมสแลกแบบจมใต้น้ำจะสามารถเพิ่มความเข้มข้นของอาร์คและเพิ่มความเสี่ยงต่อการแตกของขั้วไฟฟ้าได้ แต่โดยรวมแล้วการบริโภคขั้วไฟฟ้าโดยทั่วไปจะไม่เพิ่มขึ้นเมื่อใช้ DRI  

- การบริโภควัสดุทนไฟ: การชาร์จ DRI แบบแบทช์ไม่ได้เพิ่มการสึกหรอของวัสดุทนไฟอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม การชาร์จอย่างต่อเนื่องอาจทำให้เกิด “การกระเด็นของสแลก” และการสัมผัสกับอาร์ค ซึ่งนำไปสู่การโจมตีวัสดุทนไฟที่สูงขึ้นเล็กน้อย FeO ที่สูงขึ้นในสแลกและเวลาปฏิกิริยา C–O ที่ยาวนานขึ้นยังสามารถเพิ่มการกัดกร่อนทางเคมีได้อีกด้วย แต่การควบคุมสแลกแบบโฟมที่เหมาะสมและการปรับกระบวนการสามารถรักษายุทธศาสตร์การทนไฟให้อยู่ในระดับเดิมได้  

- การบริโภคฟลักซ์: DRI แนะนำให้ใช้แก๊งที่เป็นกรด ซึ่งโดยปกติจะต้องใช้ฟลักซ์มากขึ้นเพื่อรักษาความเป็นเบสของสแลก การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการใช้ DRI เพิ่มขึ้น 1% ทำให้ความต้องการฟลักซ์เพิ่มขึ้นประมาณ 1 kg/t อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก DRI มีฟอสฟอรัสและกำมะถันต่ำ ความเป็นเบสของสแลกที่ต่ำกว่าอาจเป็นที่ยอมรับได้ ซึ่งจะชดเชยการเพิ่มขึ้นของการบริโภคฟลักซ์

3. การเปลี่ยนแปลงในการใช้พลังงาน  

โดยทั่วไปการใช้พลังงานจะเพิ่มขึ้นเมื่อใช้ DRI เนื่องจาก:  

- การลด FeO แบบดูดความร้อน: ยิ่งอัตราการเกิดโลหะต่ำเท่าใด ปริมาณ FeO ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น การลด FeO 1 ton ใช้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 800 kWh  

- เนื้อหาของแก๊ง: SiO₂ ที่สูงขึ้นต้องใช้ปูนขาวมากขึ้นเพื่อรักษาความเป็นเบส ซึ่งจะเพิ่มปริมาณสแลก การหลอมสแลก 1 ton ใช้พลังงานประมาณ 530 kWh  

- เนื้อหาคาร์บอน: DRI ที่มีคาร์บอนสูงขึ้นสามารถลดความต้องการพลังงานได้เนื่องจากปฏิกิริยา [C] + [O] → CO เป็นแบบคายความร้อน ออกซิเจน Nm³ ที่เป่าเพิ่มขึ้นแต่ละครั้งสามารถลดการใช้ไฟฟ้าได้ 2–4 kWh  

- วิธีการชาร์จ: การชาร์จอย่างต่อเนื่องในอัตราที่เหมาะสม (28–38 kg/MW·min สำหรับ DRI เย็น; สูงสุด 50 kg/MW·min สำหรับ DRI ร้อน) ช่วยให้การทำงานเต็มกำลัง ลดเวลาในการให้ความร้อน การชาร์จแบบแบทช์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหาก DRI กองอยู่ใกล้ผนัง สามารถยืดระยะเวลาการหลอมและเพิ่มการใช้พลังงานได้  

- อุณหภูมิการชาร์จ: DRI ที่เย็นสนิทสามารถเพิ่มการใช้พลังงานได้ 100–150 kWh/t เมื่อเทียบกับการหลอมเศษเหล็กทั้งหมด ในขณะที่ DRI ที่ชาร์จร้อนเข้าใกล้ระดับพลังงานของเศษเหล็กเท่านั้น

เพื่อลดการใช้พลังงาน ขอแนะนำให้ใช้ DRI ที่มีโลหะสูงและมี SiO₂ ต่ำ พร้อมกับการคาร์บูไรเซชันที่เหมาะสม การชาร์จแบบร้อน และการป้อนอย่างต่อเนื่อง การอุ่น DRI ล่วงหน้าก็สามารถช่วยได้เช่นกัน แม้ว่าจะต้องใช้มาตรการป้องกันการเกิดออกซิเดชันซ้ำก็ตาม

4. คุณภาพของเหล็ก  

ทั่วโลก DRI ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตเหล็กคุณภาพสูงใน EAF รวมถึง:  

- สินค้าท่อ (ปลอก, ท่อเจาะ)  

- แผ่นยานยนต์แบบดึงลึก  

- ลวดและเหล็กพิเศษ (เหล็กสปริง, เหล็กแบริ่ง)  

- เหล็กโรเตอร์, เหล็กกระบอกปืน และวัสดุสำหรับการบินและอวกาศ การบิน และการใช้งานด้านนิวเคลียร์  

เนื่องจาก DRI มีองค์ประกอบตกค้างเล็กน้อย (Cu, Ni, Cr, Mo, ฯลฯ) จึงช่วยให้สามารถผลิตเหล็กที่สะอาดขึ้นโดยมีสิ่งเจือปนน้อยลง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการรีดร้อนและรีดเย็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติทางแรงดึง DRI ยังช่วยลดปริมาณกำมะถันและปรับเปลี่ยนสัณฐานวิทยาของสิ่งเจือปนซัลไฟด์ ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพของเหล็ก ความเหนียว และความต้านทานต่อการขยายตัวและการบิด

 เราเป็นผู้ผลิตเตาไฟฟ้ามืออาชีพ หากต้องการสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม หรือหากคุณต้องการเตาอาร์คแบบจมใต้น้ำ เตาอาร์คไฟฟ้า เตาหลอมแบบปรับแต่ง หรืออุปกรณ์หลอมอื่นๆ โปรดติดต่อเราได้ที่  susan@aeaxa.com