تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس
اولین واحد احیاء مستقیم میدرکس که در سال ۱۹۶۹ میلادی در شهر پرتلند ایالت ارگون آمریکا نصب گردید، دارای دو کوره عمودی با قطر داخلی ۷/۳ متر بوده و هر یک از کوره ها برای تولید ۱۵۰ هزار تن آهن اسفنجی در سال طراحی شده بودند. به مرور زمان و با توجه به نیاز فولادسازی ها به بار فلزی با کیفیت بالا و قیمت مناسب، شرکت میدرکس در طول چهل سال گذشته طراحی و احداث واحدهای بزرگتر را در دستور کار خود داشته و به تدریج کوره های عمودی میدرکس را از قطر داخلی۷/۳ متر به ۲۵/۴ و نهایتاً به ۵/۷ متر توسعه داده و به صنعت فولاد معرفی نموده است. البته لازم به ذکر است کوره های کوچک تر فرآیند میدرکس همچنان در مدار تولید بوده و به صورت اقتصادی کار می کنند. در اغلب روشهای صنعتی تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس ، گاز طبیعی به عنوان عامل احیا کننده و گرما زا مصرف می شود. یک واحد میدرکس از دو قسمت اصلی تشکیل می شود :
قسمت اول ، تجهیزات لازم برای تبدیل گاز طبیعی به گاز احیا کننده .
قسمت دوم ،تجهیزات لازم برای احیای کسیدهای آهن توسط گاز احیا کننده .
تولید آهن اسفنجی گاز احیا کننده به روش میدرکس مداوم است. در سیستم میدرکس، بار گندله یا سنگ آهن خرد شده پیش از ورود به سیلوهای روزانه سرند می شوند.
مشخصات اصلی روش میدرکس به شرح ذیل می باشد:
- سنگ آهن ورودی: سنگ آهن ورودی در این فرایند به صورت گندله پخته شده میباشد و از کلوخه سنگ آهن هماتیتی با عیار بالا و شرایط مناسب نیز میتوان تا حدود معینی با توجه به شرایط آن استفاده نمود.
- عامل احیاء کننده: گاز طبیعی شکسته شده پس از فرآیند ریفرمینگ میباشد. در فرآیند میدرکس گاز منو اکسید کربن سهم بیشتری نسبت به گاز هیدروژن در مخلوط گاز احیاء کننده دارد.
- نوع کوره احیاء و شرایط آن: کوره میدرکس یک کوره شافت عمودی است که تحت فشار کمی بیش از اتمسفر کارمیکند و ورودی و خروجی آن به صورت آببندی دینامیکی بوده و توسط جریان ورود و خروج مواد تنظیم میگردد.
- درجه حرارت احیاء: حدود ۸۵۰ تا ۹۲۰ درجه سانتیگراد
- ظرفیت فرآیند: کوره میدرکس در ابتدا دارای ابعاد (قطر) کوچکتری بوده و با بهبود تکنولوژی به سمت کوره های با قطر بالاتر و ظرفیت بیشتر توسعه پیدا کرده است. پیدایش نسل کوره های مگا مدول با ظرفیت های سالانه ۱٫۵ میلیون تن و بیشتر نشان دهنده این امر میباشد. البته لازم به تذکر است کوره های کوچکتر فرآیند میدرکس همچنان در مدار تولید بوده و بصورت اقتصادی کار میکنند. این امر نشان دهنده قابلیت این فرآیند در عرضه ظرفیت های مختلف میباشد.
- سهم بازار: حدود ۶۰% کل تولید آهن اسفنجی