Suorapelkistetty rauta (DRI, sienirauta) – määritelmä ja tuotanto
Tutustu suorapelkistettyyn rautaan (DRI, sienirauta): määritelmä, tuotantotavat, kustannukset ja globaalit tuottajat — selkeä opas teollisuudelle.
Suoraan pelkistettyä rautaa syntyy, kun rautamalmia poltetaan sulatusuunissa. Suoraan pelkistettyä rautaa kutsutaan myös sieniraudaksi. Suora pelkistys tarkoittaa hapen poistamista malmista: pelkistävänä aineena toimivat pääasiassa hiilioksideja ja vetyä sisältävät kaasuvirrat. Raudan polttamiseen käytetään sekä kaasua että hiiltä, ja prosessin teknologia vaihtelee käytetyn raaka-aineen ja polttoaineen mukaan.
Miten prosessi toimii
Suorapelkistys tapahtuu tyypillisesti lämpötiloissa noin 700–1100 °C. Malmi voidaan syöttää pelletteinä tai lumpkina suorapelkistysuunin, kuten säiliöuunin (shaft furnace), fluidisoidun vuorauksen uunin tai pyörökromein. Pelkistyksessä hapen poistavat pääasiassa hiilimonoksidi (CO) ja vety (H2), jotka reagoivat malmin oksidien kanssa muodostaen hiilidioksidia (CO2) ja vettä (H2O).
Tuotteet ja jatkokäsittely
- DRI (Direct Reduced Iron) eli suorapelkistetty rauta on usein huokoista ja kimmoisaa, minkä vuoksi sitä kutsutaan myös sieniraudaksi.
- Hot Reduced Iron (HRI) tai hot briquetted iron (HBI) syntyy, kun kuuma DRI puristetaan briketeiksi; näin tuotetta on helpompi varastoida ja kuljettaa ilman reoksidaatiota.
- Kylmä DRI voi olla herkkää reoksidaatiolle ja pölyävämpää; usein sitä käytetään yhdessä ferrometallisten kierrätysmateriaalien kanssa teräksen valmistuksessa.
Käyttötarkoitukset
Suorapelkistettyä rautaa käytetään pääasiassa teräksen valmistukseen sähkökaariuunissa (EAF), joko sellaisenaan tai seostettuna kierrätysromun kanssa. DRI on tärkeä vaihtoehto masuuniperustaiselle raudanvalmistukselle etenkin alueilla, joilla ei ole edullista koksi- tai rautamalmi-infrastruktuuria tai joissa luonnonkaasu on edullista.
Edut ja haitat
- Edut: pienemmät investointikustannukset verrattuna suuriin masuunien linjoihin, mahdollisuus hajautettuun tuotantoon lähellä kaasunlähdettä, ja alhaisemmat CO2-päästöt erityisesti, jos käytetään vetyä tai maakaasuperusteista pelkistystä.
- Haitat: tuotteen herkempi reoksidaatio ja käsittelyvaatimukset, ja jos pelkistys tehdään hiilipohjaisesti, päästöt ja ympäristövaikutukset voivat olla merkittäviä. Energian ja kaasun hinnat vaikuttavat tuotantokustannuksiin.
Maailmanlaajuinen merkitys
Suorapelkistystä käytetään laajasti, ja se on kasvattanut merkitystään terästeollisuudessa. Suoran pelkistyksen käyttäminen maksaa vähemmän kuin masuunien käyttäminen joillakin markkinoilla ja se on usein kilpailukykyinen ratkaisu. Maa, joka valmistaa eniten suorapelkistettyä rautaa, on Intia, mutta merkittäviä tuottajia ovat myös alueet, joilla on runsaasti edullista maakaasua tai muita polttoaineita.
Kehitys ja tulevaisuus
Politiikan ja teknologian kehitys, erityisesti vedyn käyttö DRI-prosessissa (H-DRI), voi merkittävästi pienentää teräksen valmistuksen hiilijalanjälkeä tulevaisuudessa. Samalla HBI:n ja briketoinnin kaltaiset jatkokäsittelyt parantavat suorapelkistetyn raudan käyttökelpoisuutta globaalissa logistiikassa.
Suorapelkistetty rauta on siis keskeinen ja kehittyvä raaka-aine modernissa terästeollisuudessa: se tarjoaa vaihtoehdon perinteisille masuuniperustaisille menetelmille, mutta vaatii huolellista prosessinhallintaa ja materiaalinkäsittelyä optimaalisten ympäristö- ja talousvaikutusten saavuttamiseksi.
Ongelmat
Suoraan pelkistetty rauta ruostuu hyvin helposti. Suoraan pelkistetty rauta syttyy helposti tuleen. Suoraan pelkistetty rauta sisältää jätettä, joka on poistettava, ennen kuin siitä voidaan tehdä terästä. Suoraan pelkistettyä rautaa voidaan valmistaa kerrallaan vain pieni määrä.
Historia
Muinaiset egyptiläiset käyttivät suoraan pelkistettyä rautaa, koska sitä oli helpompi työstää. Suoraan pelkistettyä rautaa voidaan valmistaa alhaisemmassa lämpötilassa.
Käyttää
Suoraan pelkistetystä raudasta ei ole hyötyä yksinään. Ennen kuin sitä käytetään, suoraan pelkistettyä rautaa lyödään vasaralla ja taitetaan monta kertaa, jotta siitä saadaan takorautaa. Takorauta poltetaan teräksen valmistamiseksi.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mitä on suoraan pelkistetty rauta?
A: Suoraan pelkistetty rauta on rautaa, joka syntyy, kun rautamalmia poltetaan sulatusuunissa hapen poistamiseksi.
K: Mikä on toinen nimi suoraan pelkistetylle raudalle?
V: Toinen nimi suoraan pelkistetylle raudalle on sienirauta.
K: Miten happi poistetaan rautamalmista, jotta saadaan aikaan suoraan pelkistettyä rautaa?
V: Happi poistetaan rautamalmista suorapelkistysprosessilla, jossa malmi poltetaan kaasun tai hiilen avulla.
K: Miksi suorapelkistys on parempi menetelmä kuin masuunit?
V: Suora pelkistys on edullisempi menetelmä kuin masuunit sen alhaisempien kustannusten vuoksi.
K: Mikä maa tuottaa eniten suoraan pelkistettyä rautaa?
V: Intia tuottaa eniten suoraan pelkistettyä rautaa.
K: Mitä etuja on suorapelkistetyn raudan käytöstä?
V: Suoraan pelkistetyn raudan käytön etuja ovat alhaisemmat kustannukset ja tehokkaampi tuotantoprosessi.
K: Mitä polttoaineita käytetään suorassa pelkistämisessä suoran pelkistetyn raudan tuottamiseksi?
V: Kaasua ja hiiltä käytetään molemmat polttoaineina suorassa pelkistyksessä, jolla tuotetaan suorapelkistettyä rautaa.
Etsiä