Top Banner
Dengan Mineral Bijih besi batuan dan mineral yang sebagian besar deposites ditemukan dalam batuan sedimen. Mereka terbentuk dari reaksi kimia yang dikombinasikan besi dan oksigen di perairan laut dan segar. Bijih biasanya kaya akan besi oksida dan bervariasi dalam warna dari abu-abu gelap, kuning terang, ungu, merah untuk berkarat. Mineral yang paling penting dalam deposit bijih besi magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goethite (FeO (OH)), limonit (FeO (OH). N (H2O)), ilmenit (FeTiO3), siderit (FeCO3) dan Pyrite (FeS2). Ini bijih besi telah ditambang untuk menghasilkan hampir setiap besi dan baja objek yang kita gunakan saat ini - dari klip kertas untuk mobil dengan balok baja di gedung pencakar langit. Dengan Kotoran Berbahaya Dengan kotoran berbahaya (S, P, Cu, Pb, Zn, V, Ti, Co, Ni, Sn, F, As) rasio konten, bijih besi dapat dibagi menjadi bijih besi belerang tinggi, bijih besi belerang rendah, tinggi besi fosfor Ore, fosfor bijih besi rendah dan sebagainya. Kotoran berbahaya sering mineral yang kita hapus dari bijih besi dalam produksi bijih. Kadang-kadang untuk menghilangkan kotoran ini, beberapa metode fisik atau kimia khusus benefisiasi yang dipilih untuk menyaring mereka. Komponen gangue dan kotoran dapat dibagi menjadi tiga kelompok dari sudut pandang perilaku mereka dalam tanur: - Senyawa elemen, yang tidak memasukkan logam panas dalam kondisi pengoperasian blast furnace. Ini termasuk alumina, kapur, magnesium dan oksida logam alkali - Senyawa elemen yang sebagian masuk logam panas, seperti silika, silikat, titania, sulfur, senyawa mangan, kromium, vanadium. - Senyawa elemen yang benar-benar mentransfer ke logam panas: senyawa fosfor, arsenik, nikel, tembaga dll
30

PBB Indonesia

Feb 15, 2015

Download

Documents

Ardhika Hermigo
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: PBB Indonesia

Dengan Mineral

Bijih besi batuan dan mineral yang sebagian besar deposites ditemukan dalam batuan sedimen. Mereka terbentuk dari reaksi kimia yang dikombinasikan besi dan oksigen di perairan laut dan segar. Bijih biasanya kaya akan besi oksida dan bervariasi dalam warna dari abu-abu gelap, kuning terang, ungu, merah untuk berkarat.

Mineral yang paling penting dalam deposit bijih besi magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goethite (FeO (OH)), limonit (FeO (OH). N (H2O)), ilmenit (FeTiO3), siderit (FeCO3) dan Pyrite (FeS2). Ini bijih besi telah ditambang untuk menghasilkan hampir setiap besi dan baja objek yang kita gunakan saat ini - dari klip kertas untuk mobil dengan balok baja di gedung pencakar langit.

Dengan Kotoran Berbahaya

Dengan kotoran berbahaya (S, P, Cu, Pb, Zn, V, Ti, Co, Ni, Sn, F, As) rasio konten, bijih besi dapat dibagi menjadi bijih besi belerang tinggi, bijih besi belerang rendah, tinggi besi fosfor Ore, fosfor bijih besi rendah dan sebagainya.

Kotoran berbahaya sering mineral yang kita hapus dari bijih besi dalam produksi bijih. Kadang-kadang untuk menghilangkan kotoran ini, beberapa metode fisik atau kimia khusus benefisiasi yang dipilih untuk menyaring mereka.

Komponen gangue dan kotoran dapat dibagi menjadi tiga kelompok dari sudut pandang perilaku mereka dalam tanur:

- Senyawa elemen, yang tidak memasukkan logam panas dalam kondisi pengoperasian blast furnace. Ini termasuk alumina, kapur, magnesium dan oksida logam alkali

- Senyawa elemen yang sebagian masuk logam panas, seperti silika, silikat, titania, sulfur, senyawa mangan, kromium, vanadium.

- Senyawa elemen yang benar-benar mentransfer ke logam panas: senyawa fosfor, arsenik, nikel, tembaga dll

Dengan Kelas

Bijih besi biasanya diklasifikasikan sebagai High grade (65% Fe), Medium grade (62-65% Fe) dan grade rendah (-62% Fe). Biasanya, Steel Tanaman Terpadu (ISP) menggunakan media / High grade Iron Ore sedangkan tanaman Besi Sponge hanya membutuhkan High Grade bijih besi, sebaiknya, dengan 67% Fe.

Dengan Struktur Ore

Menurut struktur, bijih besi dapat dibagi menjadi bijih disebarluaskan, stockwork bijih disebarluaskan, bijih bergaris, bijih banded, bijih besar padat, breksi bijih, Oolite dan berbentuk kacang, berbentuk ginjal, sarang lebah, tepung, bijih bersahaja

Page 2: PBB Indonesia

Dengan Form Khusus

(I) Lumpy / Ore halus: Bijih Besi diperdagangkan dalam benjolan (yaitu bijih berukuran) atau denda. Produksi / ketersediaan benjolan dibatasi berdasarkan kejadian alam dan juga karena generasi banyak denda selama penghancuran benjolan besar hadir di run-of-tambang (ROM).

(Ii) Natural pelet: Ini adalah istilah yang diciptakan oleh produsen di beberapa negara Asia, untuk menunjuk bijih besi berukuran digunakan secara langsung dalam produksi Besi Sponge.

(Iii) Blue Dust: Blue Dust adalah nama yang diberikan untuk alami, sangat gembur, kelas tinggi Haematite Iron Ore bubuk.

Persyaratan yang paling penting pada karakteristik bijih besi adalah:

- Kandungan besi tinggi

- Minimal kotoran berbahaya

- Isi tinggi dari oksida dasar dalam gangue (bijih diri fluks)

- Derivasi Minimum dalam komposisi kimia

- Reducibility Tinggi

- Kekuatan tinggi

- Persempit kisaran suhu pelunakan

- Minimal denda dan distribusi ukuran sempit (Untuk aliran gas seragam)

Deskripsi karakteristik bijih besi diberikan dalam buku teks yang berbeda, monograf. Di sini kita ingin menarik perhatian hanya dua hal:

- Secara teknis, operasi blast furnace diperbolehkan di setiap kandungan zat besi dalam bijih tetapi kaya bijih, lebih ekonomis proses blast furnace. Batas terendah dari kandungan zat besi tergantung pada isi gangue, penanganan biaya dll

- Saat ini pangsa bijih besi mentah (atau bijih benjolan) dalam beban tanur biasanya tidak melebihi 10-15%. Persyaratan pada bijih besi yang ditujukan untuk berkonsentrasi dan aglomerasi dan digunakan dalam bentuk sinter atau pelet bisa berbeda: karakteristik seperti distribusi reducibility, ukuran dan ukuran yang tidak penting untuk bijih tersebut

Sintering Bijih Besi

Page 3: PBB Indonesia

Tanaman sintering besi berhubungan dengan pembuatan besi dan baja, sering dalam pabrik baja terpadu. Proses sintering merupakan langkah pra-perawatan dalam produksi besi, di mana partikel halus bijih besi dan di beberapa tanaman, juga limbah oksida besi sekunder (debu yang dikumpulkan, skala pabrik), yang diaglomerasi dengan pembakaran. Aglomerasi denda diperlukan untuk memungkinkan lewatnya gas panas selama operasi blast furnace berikutnya.

Pelletizing Bijih Besi

Apa

Pelet indurated, bidang bijih dengan kandungan zat besi yang tinggi dan kualitas yang seragam.

Tanaman pelet dapat menghasilkan dua jenis pelet: blast furnace pelet dan pelet reduksi langsung (DR pelet). Blast furnace pelet yang digunakan dalam proses tanur kokas berbasis, yang merupakan metode yang paling umum menghasilkan logam panas (besi cair untuk pembuatan baja). Blast furnace pelet yang disampaikan terutama untuk pabrik baja.

DR pelet yang digunakan dalam proses reduksi langsung untuk memproduksi besi spons, yang merupakan proses rute alternatif, sebagai tahap awal dari besi baja. Proses DR terutama didasarkan pada penggunaan gas alam dan telah menjadi semakin umum di negara-negara dengan akses ke gas alam murah.

Proses

Tujuan dari proses ini adalah untuk mengubah konsentrat pelet menjadi pelet keras yang dapat digunakan sebagai pakan ledakan tungku atau langsung pengurangan pakan tungku. Transformasi dicapai oleh bepergian parut dan kiln. The bepergian grate mengangkut konsentrat pelet melalui serangkaian zona suhu dikontrol untuk menghasilkan pelet dipanaskan dari 800-900 ° C, yang turun ke rotary kiln. The rotary kiln selesai indurasi dan dioperasikan pada 1200-1350 ° C. Pelet indurated sekarang jatuh ke pendingin annular mana pelet didinginkan ke suhu yang cocok untuk mengangkut pada sabuk untuk memuat keluar fasilitas. Gas-gas dari pendingin yang didaur ulang ke kiln dan parut, mengakibatkan Parut-Kiln menjadi sistem paling efisien energi untuk memproduksi pelet indurated.

Pembriketan Bijih Besi

Pembriketan adalah selain sintering dan pelletising metode ketiga menggumpal partikel halus. Dalam proses pembriketan partikel halus yang dikompresi dengan partila atau controlles penuh membentuk untuk menghasilkan suatu benda padat dari bentuk yang ditetapkan.

Pembriketan denda mempertahankan:

- Mudah penyimpanan, penanganan dan transportasi

Page 4: PBB Indonesia

- Pencegahan proses aglomerasi yang tidak terkontrol

- Generasi dari ukuran dan bentuk bahan untuk aplikasi lebih lanjut sesuai.

The briket tekanan dan temperatur, jenis dan jumlah agen pengikat dan pengobatan sekunder followong menentukan mekanisme yang mengikat. Mengikat dicapai melalui mekanisme berikut:

- Molekul tarik (van-der Waals-kekuatan)

- Lebur atau sintering butir tunggal karena plastisitas yang disebabkan oleh suhu atau tekanan

- Direkristalisasi

- Penetrasi Reksa perekat diserap atau zat pengikat lapisan

- Controlled mengikat

-

Fungsi Coke di Blast Furnace

Untuk tanur ironmaking fungsi yang paling penting dari kokas adalah:

- Untuk memberikan struktur melalui mana gas bisa naik dan didistribusikan melalui beban. Coke adalah bahan padat dan permeabel sampai suhu yang sangat tinggi (> 2000 ° C), yang sangat penting terutama di perapian dan mencair dan melembutkan zona. Di bawah mencair zona kokas adalah satu-satunya bahan padat, sehingga total berat isi tanur didukung oleh struktur kokas. Tempat tidur kokas harus permeabel, sehingga terak dan besi dapat mengalir ke bawah untuk menumpuk di perapian dan mengalir ke lubang keran.

- Untuk menghasilkan panas untuk melelehkan beban

- Untuk menghasilkan mengurangi gas

- Untuk memberikan karbon untuk karburisasi dari logam panas

- Untuk bertindak sebagai filter untuk jelaga dan debu.

Coke di Blast Furnace

Coke adalah bahan baku yang paling penting dimasukkan ke dalam tanur dalam hal efeknya pada blast furnace operasi dan kualitas logam panas. Coke berkualitas tinggi harus mampu mendukung keturunan kelancaran beban tanur dengan sebagai degradasi sesedikit mungkin sambil memberikan jumlah terendah kotoran, energi termal tertinggi, pengurangan logam tertinggi, dan permeabilitas optimal untuk aliran produk gas dan cair . Pengenalan kokas berkualitas tinggi untuk blast furnace akan

Page 5: PBB Indonesia

menghasilkan tingkat kokas yang lebih rendah, produktivitas yang lebih tinggi dan biaya logam panas yang lebih rendah.

Campuran batubara untuk Coke membuat

Batubara dipilih untuk membuat kokas merupakan variabel yang paling penting yang mengendalikan sifat kokas. Pangkat dan jenis dampak yang dipilih batubara pada kekuatan kokas sementara kimia batubara sangat menentukan kimia kokas. Secara umum, batubara muda yang dipilih untuk pencampuran untuk membuat ledakan tungku kokas kekuatan tinggi dengan reaktivitas diterima dan biaya yang kompetitif. Untuk proses pemulihan kokas konvensional campuran harus berkontraksi cukup untuk penghapusan mudah dari oven dan tekanan harus diterima. Untuk panas-recovery jenis proses ini

kendala yang tidak sah, yang menyebabkan peningkatan jenis batubara yang dapat digunakan dalam jenis proses. Tabel menunjukkan komposisi kimia khas kokas yang dapat dianggap berkualitas baik.

Ash langsung menggantikan karbon. Meningkatnya jumlah terak membutuhkan energi untuk mencair dan lebih fluks untuk memberikan cairan slag. Abu, sulfur, fosfor, alkali dan seng dapat menjadi yang terbaik dikendalikan oleh hati-hati memilih semua batu bara, kokas dan beban bahan. Dampak keuangan abu, sulfur dan fosfor dapat dinilai oleh nilai-in-penggunaan perhitungan untuk PCI-batubara, campuran batubara kokas dan bahan beban.

Coke Kualitas Konsep

Sekarang pertanyaannya adalah:

bagaimana ciri kokas berkualitas?

bagaimana mendefinisikan dan mengukur sifat kokas?

Dengan kata lain, bagaimana membangun target untuk pembuatan kokas berdasarkan sifat kokas ditentukan sesuai dengan kebutuhan proses blast furnace. Dari pembahasan di atas, parameter berikut harus dipertimbangkan untuk membatasi degradasi coke dan mempertahankan perilaku kokas yang cocok dalam blast furnace, terutama pada tingkat injeksi batubara yang tinggi.

Kualitatif coke harus:

- Jadilah terdiri dari besar, partikel stabil dalam kisaran distribusi ukuran sempit

- Memiliki resistensi yang tinggi terhadap Volume kerusakan

- Memiliki resistensi yang tinggi terhadap abrasi

- Memiliki resistensi yang tinggi terhadap serangan kimia (CO2, Alkali)

- Memiliki kekuatan sisa yang tinggi setelah serangan kimia

Page 6: PBB Indonesia

- Memiliki sifat yang cukup karburisasi (pembubaran karbon dalam logam panas).

Mekanisme degradasi Coke di Blast Furnace

Pada stockline tersebut, coke umumnya juga stabil. Pengaruh gasifikasi pada kekuatan dikendalikan oleh mekanisme reaksi heterogen. Secara umum, difusi adalah langkah membatasi dan reaksi terletak di permukaan benjolan, inti yang tersisa cukup terpengaruh. Sebagai gasifikasi dan abrasi dilanjutkan secara bersamaan, yang mengupas partikel kokas terjadi (3 - 5 pengurangan ukuran mm), meninggalkan inti terkena bereaksi dan denda.

Selain gasifikasi, coke bereaksi dengan uap alkali ketika melewati zona beredar alkali dan struktur ditembus oleh basa. Reaksi ini mengurangi kekuatan coke, sehingga lebih rentan terhadap pengurangan ukuran oleh kerusakan dari tindakan mekanis. Coke yang telah sudah lemah tiba di zona suhu tinggi raceway kehilangan alkalis sebesar gasifikasi.

Suhu tinggi, tindakan mekanis dan grafitisasi membawa degradasi parah, penurunan ukuran dan pembentukan denda.

Coke bepergian ke orang yang meninggal terkena suhu moderat, alkalis tinggi selama jangka waktu yang lama bersama dengan reaksi tambahan (pengurangan terak, karburisasi) yang sebagian besar mempengaruhi permukaan benjolan kokas. Dead man coke, sampel oleh pengeboran inti berhubungan lebih atau kurang untuk bereaksi inti dari benjolan awal dan itu tidak mengherankan bahwa hal itu menunjukkan kekuatan yang sama untuk thecoke yang dibebankan di atas.

Degradasi kokas selama keturunan dalam blast furnace

1. Zona Pengisian: Karena jatuhnya coke ke stockline beberapa kerusakan dan abrasi akan terjadi selama pengisian.

2. Zona Granular: Di wilayah ini kokas dan bijih tetap sebagai partikel diskrit dalam lapisan yang terpisah mereka. Pengeringan terjadi dan sirkulasi elemen seperti seng, belerang dan deposito alkali pada bahan beban saat mereka turun ke bagian bawah dari zona granular. Dari suhu 900 ° C kokas mulai mengoksidasi dengan CO ₂, terus melakukannya karena suhu meningkat menjadi lebih dari 1000 ° C. Pada zona ini degradasi kokas (kebanyakan abrasi) terjadi akibat beban mekanik dan gasifikasi ringan.

3. Zona kohesif: Zona ini dimulai di mana aglomerat bijih mulai melunak dan merusak, membuat massa partikel menggumpal saling menempel. Massa ini hampir tidak permeabel dan gas naik hanya dapat melewati lapisan kokas yang tersisa. Coke gasifikasi dengan CO ₂ menjadi signifikan karena laju reaksi meningkat pada tingkat suhu yang lebih tinggi (1000 - 1300 ° C). Kontak antara bahan melunak atau cair dan benjolan kokas menjadi lebih intensif, yang menyebabkan peningkatan keausan mekanis pada permukaan luar dari partikel kokas. Waktu tinggal dalam zona kohesif agak pendek (30 sampai 60 menit) tergantung pada produktivitas dan pelunakan sifat aglomerat.

4. Aktif Coke atau zona Menetes: Ini adalah tempat tidur dikemas kokas melalui besi cair dan terak meresap menuju perapian tungku. Partikel-partikel kokas memainkan peran aktif dalam semakin

Page 7: PBB Indonesia

mengurangi oksida besi yang tersisa dan meningkatkan kandungan karbon besi melalui pembubaran karbon dari coke ke besi. Sebagian besar kokas tiba di zona ini (juga disebut sebagai omong kosong coke) mengalir menuju wilayah raceway. Bagian yang tersisa akan pindah ke orang yang sudah mati. Perkiraan waktu tinggal bervariasi dari 4 sampai 12 jam. Itu

suhu meningkat secara bertahap 1200-1500 ° C.

5. Raceway: Hot ledakan yang mengandung oksigen dimasukkan melalui tuyeres. Energi kinetik dari ledakan menciptakan raceway (rongga) di depan setiap tuyere.

Partikel Coke beredar pada kecepatan yang sangat tinggi dalam daerah semi-kosong ketika sedang bersama dengan gasifikasi injectants seperti batu bara, minyak dan gas alam. Sebuah bagian dari kokas dan reduktan disuntikkan tidak terbakar sepenuhnya. Jelaga dihasilkan selama injeksi batubara dan gas alam. Jelaga dan debu yang diangkut ke atas oleh aliran gas. Mereka mencakup partikel kokas dan bereaksi kemudian berikut reaksi kehilangan solusi. Mereka mengurangi reaktivitas coke dan menyebabkan peningkatan viskositas jelas fase cair. Suhu meningkat dengan cepat ke lebih dari 2000 ° C karena oksidasi eksotermis coke dan injectants. Coke dan denda injectant yang dihasilkan dalam raceway baik benar-benar mengubah menjadi gas atau mendapatkan angin dari raceway ke tempat tidur kokas. Coke dan denda batubara dapat menumpuk tepat di belakang raceway, membentuk zona hampir kedap disebut sarang burung. Pengamatan raceway dibuat dalam blast furnace dalam operasi dengan memasukkan endoskop melalui tuyere a. Pengamatan ini menunjukkan bahwa di zona ini kokas yang mengalami kondisi sangat parah.

6. Hearth: Sejak tingkat konsumsi kokas adalah yang tertinggi dalam cincin raceway, zona nyaris stagnan (tidak langsung makan raceway) berkembang di pusat tungku. Zona ini disebut mati-man, dan diduga memiliki bentuk kerucut dan struktur kulit yang relatif padat. Besi cair dan terak terakumulasi seluruh struktur sebelum disadap melalui tapholes. Percobaan Tracer dalam tungku Jerman memberikan nilai dalam kisaran 10 sampai 14 hari, tetapi dalam sastra juga tinggal waktu 60 hari yang disebutkan untuk deadman kokas.

Coke Ukuran Distribusi

Bentuk partikel coke dan distribusi ukuran partikel merupakan faktor menentukan bagi permeabilitas tidur coke, untuk menaik gas serta untuk cairan menurun. Penelitian telah menunjukkan bahwa jumlah rata-rata harmonik (HMS), massa kokas memberikan korelasi tertinggi dengan resistensi terhadap aliran lewat gas melalui tidur kokas. HMS adalah ukuran bola ukuran seragam dengan permukaan total yang sama sebagai campuran ukuran kokas asli.

Hambatan aliran terendah diperoleh ketika coke besar sedang digunakan keseragaman tinggi. Denda khususnya memiliki efek penurunan kuat pada harmonik ukuran rata-rata dan seterusnya resistensi sebagian besar coke. Meskipun operasi tanur baik dilaporkan dengan skrining pada 24 mm (persegi) ada juga tanaman di mana skrining bahkan pada 40 mm lebih disukai.

Page 8: PBB Indonesia

Setelah sebagian besar kokas telah diklasifikasikan oleh skrining dan menghancurkan (lihat juga Gambar 4.4) tujuannya adalah untuk memiliki coke yang dihasilkan dengan kekuatan mekanik yang tinggi di bawah kondisi blast furnace. Hal ini untuk mencegah pembentukan berlebihan kokas denda selama keturunan dalam blast furnace.

Kekuatan mekanik Coke

Pembentukan partikel Coke dan stabilisasi

Selama karbonisasi dalam oven coke, celah di kokas dihasilkan karena tekanan yang muncul dari tingkat kontraksi diferensial dalam lapisan yang berdekatan coke, yang pada temperatur yang berbeda. Biasanya mereka memanjang, yang tegak lurus terhadap dinding oven. Selain itu, banyak celah transversal terbentuk selama mendorong. Ini celah menentukan distribusi ukuran coke produk dengan kerusakan di sepanjang garis mereka selama penanganan selanjutnya. Tapi tidak semua celah menyebabkan kerusakan pada tahap awal ini, dan beberapa dari mereka tetap dalam partikel-partikel kokas. Awal distribusi kokas adalah fungsi dari campuran batubara dan kondisi kokas. Sejumlah besar celah internal yang tetap hadir dan menyebabkan degradasi lebih lanjut di bawah beban mekanis selama transportasi

dan pengisian dari blast furnace. Proses degradasi kokas disebut stabilisasi. Stabilisasi menurunkan jumlah rata-rata kokas, tetapi partikel yang dihasilkan kurang rentan terhadap kerusakan lebih lanjut. Untuk kinerja blast furnace tidak hanya penting untuk memiliki besar, stabil dan sempit ukuran kokas distribusi dibebankan ke tungku, tetapi bahkan lebih penting untuk memiliki kualitas yang sama hadir selama keturunan melalui tungku juga. Dengan penanganan mekanis partikel kokas akan menurunkan karena kerusakan dan abrasi.

Kerusakan adalah degradasi kokas dengan dampak akibat celah sudah ada dalam coke. Abrasi adalah degradasi permukaan oleh proses dampak yang relatif rendah (rolling dan sliding). Ini adalah salah satu proses mekanik utama untuk mengurangi ukuran kokas bawah garis saham, di samping kerusakan di area lomba jalan. Abrasi menyebabkan terbentuknya denda yang dapat menghambat ledakan furnacepermeability.

Sekilas parameter kualitas internasional

Tabel memberikan gambaran parameter kualitas kokas yang khas dan tingkat mereka berlaku umum untuk 'baik' kokas berkualitas. Meski tidak lengkap, nilai yang diberikan dalam tabel mewakili kokas kualitas yang telah membantu dalam mengamankan hasil blast furnace baik dalam jangka panjang.

Kita harus menekankan, bagaimanapun, bahwa operasi tanur sangat dipengaruhi oleh variabilitas kokas: aliran gas dalam tungku hanya dapat diselenggarakan konsisten jika lapisan build-up yang konsisten dan jika hari ke hari konsistensi coke sangat baik . Namun demikian, tidak ada standar internasional atau kriteria untuk hari ke hari konsistensi.

Proses Blast Furnace

Page 9: PBB Indonesia

Dua rute proses yang berbeda yang tersedia untuk produksi produk baja, yaitu blast furnace dengan pembuatan baja oksigen dan busur pembuatan baja rute listrik. Rute berbeda sehubungan dengan jenis produk yang dapat dibuat, serta bahan baku yang digunakan. Ledakan tungku pembuatan baja oksigen-rute terutama menghasilkan produk datar, sementara pembuatan baja busur listrik lebih terfokus pada produk lama. Mantan menggunakan kokas dan batubara sebagai sumber utama reduktor dan sinter, pelet dan bijih benjolan sebagai komponen besi-bantalan, sedangkan yang kedua menggunakan energi listrik untuk melelehkan memo. Kecenderungan saat ini adalah untuk electric arc furnace untuk mampu juga memproduksi produk datar. Namun demikian, ledakan tungku pembuatan baja oksigen-rute tetap menjadi sumber utama untuk produksi baja di seluruh dunia, seperti yang ditunjukkan pada Gambar

Logam panas diproduksi pada tungku sembur, dari mana ia diangkut sebagai logam cair panas ke pabrik baja di mana penyempurnaan logam panas untuk baja berlangsung dengan menghapus elemen seperti sulfur, silikon, karbon, mangan dan fosfor. Kinerja yang baik dari pabrik baja membutuhkan kualitas logam panas yang konsisten dari spesifikasi yang diberikan. Biasanya spesifikasi menuntut isi silikon antara 0,3% dan 0,7%, mangan antara 0,2% dan 0,4%, fosfor dalam kisaran 0,06-0,08% atau 0,1-0,13% dan suhu setinggi mungkin.

Dalam proses tanur bijih besi dan reduktor (coke, batubara) diubah menjadi logam panas dan terak terbentuk dari gangue dari beban bijih dan abu kokas dan batubara. Hot logam dan cairan slag tidak mencampur dan tetap terpisah dari satu sama lain dengan mengambang terak di atas besi padat. Besi kemudian dapat dipisahkan dari terak di casthouse.

Mari kita mempertimbangkan isi dari tanur pada saat tertentu. Bijih dan coke dibebankan dalam lapisan diskrit di atas tungku. Dari penelitian tungku dipadamkan itu jelas bahwa lapisan bijih dan coke tetap sampai suhu cukup tinggi untuk melembutkan dan mencairnya bijih untuk memulai. Tungku dipadamkan yang "dibekukan dalam aksi" dengan bantuan air atau nitrogen dan contoh blast furnace dipadamkan serta zona kohesif solidiftied disajikan pada Gambar

Tanur tinggi dipadamkan menunjukkan dengan jelas struktur lapisan kokas dan bijih.

Analisis lebih lanjut mengungkapkan informasi tentang pemanasan dan peleburan bijih sebagai

baik dari kemajuan reaksi kimia.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.3, setiap saat, sebuah blast furnace operasi berisi,

dari atas ke bawah ::

- Lapisan bijih dan coke.

- Suatu daerah dimana bijih mulai melunak dan mencair, dikenal sebagai zona pelunakan-lebur.

- Sebuah daerah di mana hanya ada kokas dan besi cair dan terak, yang disebut "aktif kokas" atau zona menetes.

- Orang mati, yang merupakan tumpukan stabil kokas di perapian tungku.

Page 10: PBB Indonesia

Sebuah tanur memiliki bentuk kerucut yang khas. Bagian dari atas ke bawah adalah:

- Tenggorokan, di mana permukaan beban adalah.

- Tumpukan, di mana bijih dipanaskan dan pengurangan dimulai.

- The bosh paralel atau perut dan

- The omong kosong, di mana pengurangan selesai dan bijih dilebur.

- The perapian, di mana bahan cair dikumpulkan dan dibuang melalui taphole tersebut.

- Sebuah ledakan tungku diisi dengan lapisan bergantian kokas dan besi beban bijih yang mengandung.

- Hot ledakan dihembuskan ke dalam tanur melalui tuyeres. Tuyere adalah tembaga didinginkan pipa kerucut penomoran hingga 12 dalam tungku kecil, dan sampai 42 dalam tungku besar melalui udara pra-dipanaskan (hingga lebih dari 1200 ° C) dihembuskan ke tungku.

- Panas ledakan gasifies komponen reduktor di tungku, mereka menjadi kokas serta bahan pembantu disuntikkan melalui tuyeres. Dalam proses ini, oksigen dalam ledakan itu berubah menjadi gas karbon monoksida. Gas yang dihasilkan memiliki temperatur nyala yang tinggi antara 2100 dan 2300 ° C. Coke di depan tuyeres dikonsumsi sehingga menciptakan Jumlah void kekuatan pendorong dalam blast furnace diilustrasikan pada Gambar 1.5.

- Gas sangat panas naik melalui tungku, melakukan sejumlah fungsi penting.

- Memanas coke di wilayah omong kosong / perut.

- Peleburan bijih besi dalam beban, menciptakan Jumlah void.

- Memanas materi dalam zona poros tungku.

- Menghapus oksigen dari beban bijih dengan reaksi kimia.

- Setelah mencair, bijih besi menghasilkan logam panas dan slag, yang menetes ke bawah melalui zona kokas ke perapian, dari mana itu dihapus oleh pengecoran melalui taphole tersebut. Di zona menetes logam panas dan terak mengkonsumsi coke, menciptakan Jumlah void. Kokas tambahan dikonsumsi untuk reduksi akhir oksida besi dan karbon larut dalam logam panas, yang disebut carburisation.

Tanur tinggi dapat dianggap sebagai panas saat counter dan penukar massa, panas akan ditransfer dari gas ke beban dan oksigen dari beban ke gas. Gas naik sampai tungku sementara beban dan coke turun ke bawah melalui tungku. Counter Sifat saat reaksi membuat proses keseluruhan salah satu yang sangat efisien.

Peralatan ikhtisar

Sebuah gambaran dari peralatan utama ditunjukkan pada Gambar. Ini termasuk:

Page 11: PBB Indonesia

- Hot Ledakan Kompor. Air dipanaskan sampai suhu antara 1000 dan 1250 ° C diproduksi dalam ledakan kompor panas dan dikirim ke tungku melalui ledakan panas utama, pipa hiruk pikuk, saham tuyere dan akhirnya melalui tuyeres. Panas ledakan bereaksi dengan coke dan injectants. Kecepatan gas yang tinggi membentuk daerah yang dikenal sebagai raceway di depan tuyeres.

- Bursa rumah. Bahan beban dan coke dikirim ke rumah saham. Bahan disaring dan kemudian ditimbang sebelum pengiriman akhir ke dalam tungku. Rumah saham dioperasikan secara otomatis. Koreksi untuk coke kelembaban umumnya dibuat otomatis. Bahan beban dan coke dibawa ke bagian atas tungku melalui melompat atau melalui ban berjalan, di mana mereka dibuang ke tungku dalam lapisan yang terpisah dari bijih dan coke.

- Pembersihan gas. Gas atas meninggalkan tungku melalui uptakes dan down-comer. Gas atas akan mengandung banyak partikel halus dan sebagainya untuk menghapus sebanyak ini mungkin gas atas adalah memimpin melalui penangkap debu dan sistem pembersihan basah

- Casthouse. Besi cair dan terak mengumpulkan di perapian tungku, dari mana mereka disadap melalui taphole ke casthouse dan untuk mengangkut ladle.

- Terak granulasi. Terak dapat dipadamkan dengan air untuk membentuk terak butiran, yang digunakan untuk çthe atas tanur ditutup, sebagai blast furnace modern yang cenderung beroperasi dengan tekanan tinggi atas. Ada dua sistem yang berbeda:

- Sistem bel ganda, sering dilengkapi dengan baju besi tenggorokan bergerak.

- Bel kurang atas, yang memungkinkan distribusi beban lebih mudah.

Contoh kedua jenis skematis ditunjukkan dalam pembuatan Figureement.

Ledakan konstruksi tungku

Pada dasarnya ada dua teknik konstruksi untuk mendukung blast furnace. Desain klasik menggunakan cincin didukung, atau palang di bagian bawah poros, di mana tingkat yang lebih tinggi dari tungku terletak. Teknik lain adalah konstruksi berdiri bebas memerlukan dukungan independen untuk tungku atas ledakan dan sistem gas. Yang diperlukan ekspansi (thermal serta dari tekanan) untuk instalasi bawah ambang pintu yang ada di omong kosong / daerah perut untuk tungku ambang pintu, sementara kompensator untuk ekspansi di tungku berdiri bebas adalah di bagian atas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar

Pembangunan blast furnace

Blast furnace telah tumbuh dalam ukuran selama abad 20. Pada hari-hari awal abad ke-20, blast furnace memiliki diameter perapian 4 sampai 5 meter dan memproduksi sekitar 100.000 ton logam panas per tahun, sebagian besar dari bijih benjolan dan coke. Pada akhir abad ke-20 ledakan tungku terbesar memiliki antara 14 dan 15 m diameter perapian dan memproduksi 3 sampai 4 juta ton per tahun.

Page 12: PBB Indonesia

Bijih beban dikembangkan, sehingga saat ini tinggi ledakan tungku kinerja diberi makan dengan sinter dan pelet. Persentase bijih benjolan umumnya menurun menjadi 10 sampai 15% atau lebih rendah. Para pereduksi digunakan dikembangkan juga: dari operasi dengan coke hanya untuk penggunaan injectant melalui tuyeres. Terutama injeksi minyak pada 1960-an, sementara sejak injeksi batubara awal 1980-an digunakan secara luas.

Saat ini, sekitar 30 sampai 40% dari kebutuhan kokas sebelumnya telah digantikan oleh injeksi batubara dan kadang-kadang minyak dan gas alam.

Ukuran blast furnace sering dinyatakan sebagai diameter perapian atau sebagai "Volume bekerja" atau "Volume batin". Volume kerja adalah volume blast furnace yang tersedia untuk proses yaitu volume antara tuyeres dan tingkat beban. Definisi volume kerja dan volume batin diberikan pada Gambar

Saat ini, tungku yang sangat besar mencapai tingkat produksi 12.000 ton / d atau lebih. Misalnya blast furnace Oita No 2 (NSC) memiliki diameter perapian 15,6 meter dan kapasitas produksi 13.500 ton / d. Di Eropa, Thyssen Krupp-Schwelgern No 2 tungku memiliki diameter perapian 14,9 m dan produksi harian 12.000 t / d.

Generasi aliran gas gas dan

melalui beban

Proses tanur dimulai ketika udara pra-pemanas, atau 'panas ledakan' dihembuskan ke dalam tanur melalui tuyeres pada suhu sampai 1200 ° C. Panas ledakan membakar bahan bakar yang ada di depan tuyere, yang bisa berupa kokas atau bahan bakar lain yang telah disuntikkan ke dalam tungku melalui tuyeres. Pembakaran ini menghasilkan api yang sangat panas dan terlihat melalui peepsites sebagai "raceway".

Pada saat yang sama oksigen dalam ledakan itu berubah menjadi gas karbon monoksida (CO). Gas yang dihasilkan memiliki suhu nyala antara tahun 2000 dan 2300 ° C. Api panas menghasilkan panas yang dibutuhkan untuk melelehkan bijih besi

Blast furnace adalah reaktor saat counter (Gambar 2.2, halaman berikutnya). Kekuatan pendorong adalah panas ledakan memakan kokas di tuyeres. Dalam bab ini aliran gas melalui tungku dianalisis secara lebih rinci. Biaya ini terdiri dari bolak lapisan beban bijih (sinter, pelet, bijih benjolan) dan coke. Beban dibebankan dingin dan basah ke bagian atas tungku, sementara pada tuyeres ledakan panas gasifies coke panas. Menjelang stockline beban (20 sampai 25 m dari tuyeres ke permukaan beban) suhu gas turun dari temperatur nyala 2200 ° C ke suhu gas atas 100 sampai 150 ° C.

Proses ini dimulai dengan ledakan panas melalui tuyeres, yang gasifies coke dan batubara di raceway (Gambar 2.1). Reaksi kokas membuat gas panas, yang mampu mencairkan beban bijih. Konsumsi coke dan mencairnya beban bijih menciptakan ruang di dalam tungku, yang diisi dengan turun beban dan coke. Oksigen dalam ledakan itu akan mengubah menjadi gas kokas untuk menghasilkan karbon monoksida (CO). Untuk setiap molekul oksigen 2 molekul karbon monoksida terbentuk. Jika ledakan diperkaya dari tingkat basis 21 sampai 25% oksigen, maka setiap meter kubik (m3 STP) oksigen akan

Page 13: PBB Indonesia

menghasilkan 2 m3 STP CO Jadi jika ledakan itu memiliki 75% nitrogen dan 25% oksigen, gas bosh akan terdiri dari 60

% (Yaitu 75 / (75 +2 x25)) nitrogen dan gas CO 40%. Selain itu sejumlah besar panas yang dihasilkan dalam raceway dari pembakaran kokas dan batubara (atau minyak, gas alam). Panas menyebabkan suhu nyala api yang tinggi, yang umumnya adalah dalam kisaran 2000-2300 ° C. Karena suhu ini lebih tinggi dari suhu leleh besi dan terak, panas dalam gas panas dapat digunakan untuk mencairkan beban.

Gas panas naik melalui bijih dan lapisan arang ke atas tungku. Jika hanya ada kokas dalam tanur, komposisi kimia dari gas akan tetap konstan tetapi suhu gas akan menurunkan setelah datang ke dalam kontak dengan dingin kokas lapisan tinggi dalam tungku. Presentasi dari gas yang mengalir melalui blast furnace diisi dengan coke disajikan pada Gambar. Untuk operator tanur mengalami tungku diisi dengan coke hanya mungkin tampak sebuah konsep teoritis. Namun, dalam beberapa situasi praktis, seperti pukulan-in dari tungku baru atau ketika mengambil tungku keluar dari operasi untuk waktu yang lama (perbankan) tungku hampir seluruhnya diisi dengan coke.

Dalam situasi operasi normal tungku diisi dengan bolak coke dan lapisan bijih. Sekitar 35 sampai 45 lapisan bijih memisahkan coke. Penting untuk dicatat bahwa permeabilitas kokas jauh lebih baik daripada permeabilitas bijih (lihat juga Gambar 7.6). Hal ini disebabkan fakta bahwa kokas jauh lebih kasar daripada sinter pelet dan bahwa fraksi kekosongan dalam lapisan kokas yang lebih tinggi.

Misalnya, ukuran rata-rata kokas pada tungku sembur biasanya 45 sampai 55 mm, sedangkan ukuran rata-rata sinter adalah 10 sampai 20 mm dan pelet adalah 10 sampai 12 mm.

Akibatnya, lapisan beban menentukan bagaimana gas mengalir melalui tungku, sedangkan lapisan kokas berfungsi sebagai distributor gas.

Jika aliran gas dari atas omong kosong, apa yang terjadi pada gas karena secara bertahap mendingin? Pertama, panas dengan suhu di atas 1400 ° C, suhu leleh terak, ditransfer ke beban berlapis dan coke, menyebabkan bagian logam mencair. Dalam rentang temperatur 1400-1100 ° C beban akan melunak dan tetap bersama-sama daripada mencair. Dalam pelunakan dan pelelehan zona oksigen yang tersisa dalam beban bijih dihapus, yang menghasilkan tambahan karbon monoksida. Hal ini disebut sebagai langsung

reaksi reduksi (lihat bagian 7.2.1), yang hanya terjadi dalam tungku yang lebih rendah.

Gas kini telah didinginkan sampai sekitar 1100 ° C dan gas tambahan telah dihasilkan.

Karena reaksi reduksi langsung biaya banyak energi, efisiensi tungku sangat tergantung pada jumlah oksigen dikeluarkan dari bahan beban sebelum mencapai ini 1100 ° C suhu.

Singkatnya:

- Panas ditransfer dari gas ke beban bijih, yang mencair dan melembutkan (lebih dari 1100 ° C).

Page 14: PBB Indonesia

- Oksigen Sisa beban akan dihapus dan CO tambahan yang dihasilkan. Hal ini dikenal sebagai reaksi reduksi langsung.

Setelah lebih pendinginan gas mampu menghapus oksigen dari beban bijih, sambil menghasilkan karbon dioksida (CO ₂). Semakin banyak oksigen yang dihapus, lebih efisien tungku. Di bawah suhu 1100 ° C berikut berlangsung:

- Panas ditransfer dari gas ke beban.

- CO ₂ gas yang dihasilkan dari gas CO, sekaligus mengurangi jumlah oksigen dari beban bijih. Ini disebut reaksi reduksi gas, dan dalam literatur kadang-kadang disebut "reduksi tidak langsung" sebagai lawan dari "reduksi langsung". Tidak ada tambahan gas yang dihasilkan selama reaksi ini.

- Reaksi serupa terjadi dengan hidrogen. Hidrogen dapat mengambil oksigen dari beban untuk membentuk air (H ₂ O).

Lebih tinggi dalam tungku, kelembaban dalam beban dan coke menguap dan sebagainya iseliminated dari beban sebelum reaksi kimia apapun terjadi.

Jika kita mengikuti beban dan coke dalam perjalanan ke stack, beban dan coke secara bertahap memanas. Pertama kelembaban menguap, dan pada sekitar 500 ° C penghapusan oksigen dimulai. Jadwal disederhanakan penghapusan oksigen dari beban bijih ditunjukkan pada Gambar 2.4.

Langkah pertama adalah pengurangan hematit (Fe ₂ O ₃) ke magnetit (Fe ₃ O ₄). Reaksi reduksi menghasilkan energi, sehingga membantu untuk meningkatkan suhu beban. Selain itu, reaksi reduksi menciptakan ketegangan dalam struktur kristal dari bahan beban, yang dapat menyebabkan struktur kristal untuk masuk ke partikel yang lebih kecil. Properti ini disebut disintegrasi suhu rendah.

Beberapa tes yang tersedia untuk mengukur efek (lihat Bab III). Lebih jauh ke bawah dalam tungku suhu beban meningkat secara bertahap sampai beban mulai melunak dan mencair di zona kohesif. Besi cair dan terak dikumpulkan di perapian.

Kita sekarang mempertimbangkan interaksi antara gas dan beban bijih. Gas morethe menghilangkan oksigen dari beban bijih, lebih efisien ledakan furnaceprocess adalah. Akibatnya, hubungan intim antara gas dan beban bijih sangat penting. Untuk mengoptimalkan kontak ini permeabilitas beban bijih harus setinggi mungkin. Rasio gas yang mengalir melalui beban bijih dan jumlah oksigen untuk dihapus dari beban juga harus seimbang.

Pengalaman telah menunjukkan bahwa banyak masalah dalam blast furnace adalah konsekuensi dari permeabilitas rendah lapisan bijih. Oleh karena itu, permeabilitas lapisan bijih melintasi diameter tungku merupakan masalah besar. Permeabilitas lapisan bijih sangat ditentukan oleh jumlah denda (di bawah 5 mm) dalam lapisan. Umumnya, sebagian besar denda yang dihasilkan oleh sinter, jika hadir dalam beban dibebankan atau dari bijih benjolan. Masalah dengan denda dalam tungku adalah bahwa mereka cenderung untuk berkonsentrasi dalam cincin dalam tungku. Sebagai denda dibebankan pada tungku mereka berkonsentrasi pada titik di mana dampak beban yang

Page 15: PBB Indonesia

dikenakan biaya. Mereka juga dihasilkan oleh suhu rendah pengurangan disintegrasi.

Dengan demikian, penting untuk menyaring bahan beban dengan baik, biasanya dengan 5 atau 6 mm layar di rumah saham, dan untuk mengontrol suhu rendah karakteristik pengurangan-disintegrasi beban.

Efisiensi tungku

Efisiensi proses tanur tinggi, umumnya dianggap tingkat reduktor per ton logam panas, terus dipantau melalui pengukuran komposisi kimia dari gas atas. Efisiensi dinyatakan sebagai pemanfaatan gas, yaitu persentase dari gas CO yang telah ditransformasikan ke CO ₂, sebagaimana didefinisikan dalam ekspresi berikut:

Selain itu, pada tungku modern komposisi gas selama radius sering diukur. Yang terakhir ini menunjukkan apakah atau tidak ada keseimbangan yang baik

antara jumlah pengurangan gas dan jumlah bijih beban.

Zona dinding sangat penting sehingga persentase kokas di daerah dinding tidak boleh terlalu rendah. Luas dinding adalah tempat yang paling sulit untuk mencairkan beban seperti itu adalah di mana ketebalan beban adalah di itu tertinggi di jari-jari, dan juga karena gas pada dinding kehilangan banyak suhu kerugian pendinginan.

Analisis gas atas memberikan indikasi yang cukup akurat dari efisiensi tungku. Ketika membandingkan tungku yang berbeda satu harus menyadari bahwa hidrogen juga mengambil bagian dalam proses reduksi (ayat 7.2.4).

Pemanfaatan gas juga tergantung pada jumlah oksigen yang harus dikeluarkan. Karena pelet memiliki sekitar 1,5 atom oksigen per atom Fe (Fe ₂ O ₃) dan sinter memiliki sekitar 1,45 (campuran Fe ₂ O ₃ dan Fe ₃ O ₄), pemanfaatan gas atas akan lebih rendah bila menggunakan sinter. Hal ini dapat dihitung sebagai sekitar 2,5% perbedaan pemanfaatan gas atas, ketika membandingkan dengan semua beban pelet dengan semua beban sinter.

Injectiion Batubara, Minyak dan Gas

Perhatikan, bahwa persiapan batubara untuk injeksi melibatkan biaya investasi yang cukup tinggi. Membayar kembali investasi sangat tergantung pada tingkat produksi logam panas. Sebagian besar situs utama telah dilengkapi dengan injeksi batubara. Ketika kokas langka dan mahal, kelayakan injeksi batubara untuk situs yang lebih kecil meningkat. Argumen paling penting untuk injeksi batubara (atau gas alam) dalam blast furnace adalah;

- Penghematan biaya dengan tarif yang lebih rendah kokas. Biaya coke secara substansial lebih tinggi dari batu bara, apalagi, penggunaan injectant memungkinkan suhu ledakan yang lebih tinggi yang akan digunakan, yang juga mengarah ke tingkat yang lebih rendah kokas.

- Peningkatan produktivitas dari menggunakan oksigen ledakan diperkaya.

Page 16: PBB Indonesia

- Penurunan CO ₂ foot print, yaitu jumlah CO ₂ dihasilkan per ton baja.

Alasan untuk fleksibilitas nyata dari tanur dalam mengkonsumsi semua jenis bahan yang mengandung karbon adalah bahwa pada tuyeres suhu api begitu tinggi bahwa semua bahan disuntikkan dikonversi ke molekul sederhana seperti H ₂ dan CO dan belakang raceway tungku "tidak tidak tahu "apa jenis injectant digunakan.

Injeksi batubara diaplikasikan dalam tanur Amanda dari ARMCO (Ashland, Kentucky) di tahun 1960. Pada hari-hari awal injeksi batubara, tingkat injeksi 60-100 kg batubara per ton logam panas yang umum. Saat ini, standar industri untuk mencapai tingkat kokas dari 300 kg / t dengan tingkat injeksi 200 kg batubara per ton logam panas (McMaster 2008, Carpenter 2006).

Injeksi batubara: peralatan

Desain dasar untuk instalasi injeksi batubara membutuhkan fungsi berikut yang akan dilakukan (Gambar 5.2):

- Gerinda batubara. Batubara harus tanah dengan ukuran yang sangat kecil. Paling sering digunakan dibuat serbuk batubara: sekitar 60% dari batubara berada di bawah 75 m.

Batubara Granular agak kasar dengan ukuran sampai dengan 1 sampai 2 mm.

- Pengeringan batubara. Batubara mengandung sejumlah besar air, 8% menjadi lebih dari 10%. Karena suntikan kelembaban meningkatkan tingkat reduktor, kelembaban harus dihapus sebanyak mungkin.

- Transportasi batubara melalui pipa. Jika batubara yang terlalu kecil transportasi pneumatik akan terhambat. Ini dapat mengakibatkan terbentuk koreng kecil di dinding dan juga menyebabkan kebocoran batubara dari pipa transportasi.

- Injeksi dari bubuk batu bara: Batubara harus disuntikkan dalam jumlah yang sama melalui semua tuyeres. Terutama pada tingkat kokas rendah dan produktivitas yang tinggi simetri keliling injeksi harus dipertahankan.

Ada berbagai pemasok yang tersedia untuk injeksi bubuk batu bara (PCI) instalasi, yang melakukan fungsi yang disebutkan di atas dengan cara tertentu.

Keandalan peralatan tersebut adalah sangat penting, karena blast furnace harus dihentikan dalam waktu satu jam, jika injeksi batubara berhenti.

Spesifikasi batubara untuk PCI

Jenis batubara yang dibedakan sesuai dengan konten volatile matter mereka. The volatile matter ditentukan dengan menimbang batubara sebelum dan sesudah pemanasan selama tiga menit pada 900 ° C. Batubara yang memiliki antara 6 dan 12% mater volatil diklasifikasikan sebagai volatile rendah, mereka antara 12 dan 30% adalah pertengahan stabil dan apa pun lebih dari 30% tinggi volatile. Semua jenis batubara telah berhasil telah digunakan. Properti yang paling penting dari batubara injeksi adalah

Page 17: PBB Indonesia

rasio penggantian (RR) Coke. Komposisi dan kadar air bara menentukan jumlah kokas digantikan oleh jenis batubara tertentu. Penggantian rasio

batubara dapat dihitung dengan neraca massa dan panas tungku. Komposisi kimia batubara (yaitu persentase karbon, hidrogen persentase, kadar abu), kelembaban yang tersisa dan panas yang dibutuhkan untuk memecahkan struktur kimia batubara (terutama obligasi C-H) harus diperhitungkan. Sebuah formula disederhanakan untuk replacement ratio (dibandingkan dengan coke dengan 87,5% karbon) adalah:

RR = 2x C% (batubara) + 2,5 x H% (batubara) - kelembaban 2x% (batubara) -86 + 0.9x abu% (batu bara)

Rumus ini menunjukkan, bahwa penggantian kokas tergantung pada karbon dan kandungan hidrogen dari batubara. Setiap kelembaban yang tersisa di batubara mengkonsumsi energi diperkenalkan dengan batubara. Faktor positif dari kadar abu berasal dari koreksi untuk efek keseimbangan panas

Kualitas batubara

Komposisi: sulfur yang tinggi dan fosfor yang tinggi cenderung meningkatkan biaya di pabrik baja. Elemen-elemen ini harus dievaluasi sebelum pembelian jenis tertentu batubara. Bara muda (kandungan oksigen tinggi) diketahui moresusceptible diri pemanasan dan pengapian dalam atmosfer yang mengandung oksigen.

Ini juga merupakan faktor penting yang harus diperhatikan sehubungan dengan keterbatasan sistem penanganan batubara tanah.

- Materi Volatile: bara volatilitas tinggi mudah gasifikasi di raceway, tetapi memiliki rasio pengganti rendah dalam proses.

- Kekerasan. Kekerasan batubara, ditandai dengan Indeks Grindability Hardgrove (HGI) harus sesuai dengan spesifikasi dari peralatan penggilingan. Ukuran yang dihasilkan dari batubara tanah juga sangat tergantung pada parameter ini dan harus sesuai dengan batas-batas penanganan batubara dan sistem injeksi.

- Moisture konten. Kadar air dari batubara mentah serta kelembaban permukaan dalam batubara tanah harus dipertimbangkan. Permukaan air dalam batubara tanah akan menyebabkan menempel dan penanganan masalah.

Potensi batubara injeksi dapat dievaluasi atas dasar "nilai pakai", di mana semua efek biaya diperhitungkan. Hal ini sering mungkin untuk menggunakan campuran dari dua atau tiga jenis batubara injeksi, sehingga sifat yang tidak menguntungkan dapat diencerkan.

Pencampuran batubara

Page 18: PBB Indonesia

Sebagian besar perusahaan menggunakan campuran batubara untuk injeksi. Blending memungkinkan untuk (keuangan) op timization pembelian batubara. Misalnya sebuah perusahaan dengan pabrik penggilingan untuk antrasit dapat menggunakan persentase yang cukup besar batubara lembut dengan memadukan menjadi antrasit. Dengan demikian, nilai optimal dapat diperoleh. Blending mencairkan jenis batubara kelemahan. Setiap materi memiliki kelemahan seperti konten kelembaban tinggi, belerang tingkat fosfor, replacement ratio yang relatif miskin dan sebagainya. Pencampuran dapat dilakukan agak kasar. Bahan dalam bin batubara mentah Penyetoran dengan bergantian beban truk akan cukup. Kontrol yang tepat logistik batubara, dan analisis campuran batubara harus diletakkan di tempat.

Injeksi batubara di tuyeres

Batubara yang disuntikkan melalui tombak ke tuyeres, dan gasifikasi dan menyulut dalam raceway. Batubara berada di area raceway hanya untuk waktu yang sangat singkat (5 milidetik) sehingga karakteristik reaksi gasifikasi sangat penting untuk efektivitas sistem PCI. Gasifikasi batubara terdiri dari beberapa langkah seperti yang dijelaskan dalam Gambar 5.3. Pertama batubara dipanaskan dan kelembaban menguap. Gasifikasi dari komponen volatil kemudian terjadi setelah pemanasan lebih lanjut. Komponen-komponen volatil yang gasifikasi dan dinyalakan, yang menyebabkan peningkatan suhu. Semua langkah-langkah ini terjadi secara berurutan dengan beberapa tumpang tindih.

Pengaruh desain tombak, oksigen ekstra dan jenis batubara pada pembakaran batubara telah dianalisis. Awalnya, tombak batubara tombak baja lurus steel yang ditempatkan pada atau dekat dengan tuyere / sumpitan antarmuka seperti ditunjukkan pada Gambar 5.4 pada halaman berikutnya. Kadang-kadang, karbon yang sangat halus terbentuk dari gas terdeteksi saat meninggalkan tungku melalui bagian atas. Untuk menghindari masalah ini, terutama pada tingkat injeksi yang tinggi, perusahaan telah menginstal berbagai jenis sistem injeksi pada tuyeres, seperti:

- Tombak Coaxial dengan aliran oksigen dan aliran batubara.

- Dirancang khusus tombak dengan ujung khusus untuk mendapatkan lebih banyak turbulensi di ujung tombak.

- Gunakan dua tombak per tuyere.

- Tips Bent tombak, diposisikan ke dalam lebih tuyere.

Kecepatan gasifikasi meningkat sebagai;

- Volatilitas meningkat bara.

- Ukuran partikel batubara menurun.

- Ledakan dan batubara dicampur baik. Selain itu, sebagai tingkat meningkat injeksi, jumlah batubara yang meninggalkan raceway tanpa kenaikan gasifikasi.

Page 19: PBB Indonesia

Gasifikasi batubara juga tergantung pada persentase volatile matter (VM). Jika batubara volatil rendah digunakan, persentase yang relatif tinggi batubara tidak gasifikasi di raceway dan diangkut dengan gas ke zona kokas aktif. Ini "char" biasanya akan digunakan dalam proses, tetapi dapat mempengaruhi distribusi gas. Tingginya volatil (HV, lebih dari 30% VM) dan ultra batubara volatilitas tinggi (lebih dari 40% VM) menghasilkan sejumlah besar gas di raceway dan sejumlah kecil arang. Jika pembakaran gas tidak lengkap, jelaga dapat terbentuk.

Memadukan berbagai bara injeksi, sangat tinggi stabil dan rendah batubara volatile, memberikan keuntungan untuk dapat mengontrol efek ini. Telah ditemukan bahwa kokas di perbatasan antara raceway dan manusia mati mengandung lebih banyak denda kokas ketika bekerja di (tinggi) tingkat injeksi. Daerah ini telah disebut "sarang burung" itu.

Proses kontrol dengan injeksi bubuk batu bara

Oksigen dan PCI

Pada operasi Injeksi Batubara Pulverised tinggi sekitar 40% dari pereduksi yang disuntikkan melalui tuyeres. Oleh karena itu, penting untuk mengontrol jumlah batubara per ton logam panas seakurat tingkat kokas dikendalikan. Tank-tank umpan dari injeksi batubara ditimbang terus menerus dan laju alir batubara dikendalikan. Hal ini dapat dilakukan dengan tekanan nitrogen dalam tangki feed atau sekrup atau memutar sistem dosis katup. Dalam rangka untuk menghitung laju aliran yang tepat dari batubara (dalam kg / menit) produksi logam panas harus diketahui. Ada beberapa cara untuk menghitung produksi. Tingkat produksi dapat diturunkan dari jumlah bahan dibebankan ke tungku. Koreksi jangka pendek dapat dilakukan dengan menghitung konsumsi oksigen per ton logam panas dari parameter ledakan dalam periode stabil dan kemudian menghitung produksi aktual dari data ledakan. Kesalahan sistematis dan / atau persyaratan untuk batubara tambahan dapat dimasukkan ke dalam model kontrol.

Persyaratan panas dari tungku yang lebih rendah adalah topik khusus ketika menggunakan PCI. Batubara tidak hanya digunakan untuk memproduksi gas pengurangan, tetapi penggunaan batubara memiliki efek pada keseimbangan panas dalam tungku yang lebih rendah. Panas dari gas bosh harus cukup untuk melelehkan beban: mendefinisikan "mencair panas" sebagai panas yang dibutuhkan untuk mencairkan beban. Persyaratan panas beban ditentukan oleh "tingkat pra-reduksi", atau berapa banyak oksigen yang masih harus dihapus dari beban ketika mencair. Penghapusan oksigen ini membutuhkan banyak energi. "Kapasitas peleburan" gas didefinisikan sebagai panas yang tersedia dengan gas bosh pada suhu lebih dari 1500 ° C. Kapasitas pencairan gas tergantung pada:

- Jumlah gas tuyere tersedia per ton logam panas. Terutama ketika menggunakan batubara volatilitas tinggi ada sejumlah tinggi H ₂ dalam gas omong kosong.

- Suhu api di raceway.

Suhu nyala api itu sendiri ditentukan oleh tingkat batubara, jenis batubara, suhu ledakan, ledakan kelembaban dan pengayaan oksigen.

Page 20: PBB Indonesia

Dari penjelasan di atas, persentase oksigen dalam ledakan itu dapat digunakan untuk menyeimbangkan kebutuhan panas dari tungku atas dan bawah. Keseimbangan tergantung pada situasi lokal. Itu tergantung mis pada beban dan coke kualitas dan batubara jenis yang digunakan. Untuk keseimbangan ada beberapa keterbatasan teknis dan teknologi, yang disajikan sebagai contoh pada Gambar 5.5. Untuk tingkat injeksi yang lebih tinggi lebih banyak oksigen yang diperlukan. Keterbatasan yang diberikan oleh:

- Suhu gas top Terlalu rendah. Jika suhu gas atas menjadi terlalu rendah waktu terlalu lama untuk beban kering dan tinggi efektif lebih pendek blast furnace.

- Temperatur nyala terlalu tinggi. Jika temperatur nyala menjadi keturunan beban terlalu tinggi bisa menjadi tidak menentu.

- Temperatur nyala Terlalu rendah. Temperatur nyala rendah akan menghambat gasifikasi batubara dan pencairan dari beban bijih.

- Keterbatasan teknis untuk pengayaan oksigen diperbolehkan atau tersedia.

Semakin tinggi injeksi oksigen, semakin tinggi produktivitas tungku seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.5, yang merupakan contoh berdasarkan neraca massa dan panas dari tungku operasi. Produktivitas tertinggi tercapai, dengan tingkat oksigen, sehingga suhu gas atas adalah minimal. Minimum adalah tingkat, di mana semua semua air coke, beban dan proses dihilangkan dari tungku, yaitu sedikit di atas 100 ° C. Dari perspektif teknologi dapat dikatakan, bahwa panas saldo atas bagian bawah tungku (yaitu dari 900 ° C sampai

tingkat tuyere) dan di atas bagian atas tungku (yaitu dari atas ke 900 ° C isoterm) berada dalam keseimbangan (Bagian 8.5).

Pengaruh PCI tambahan

Pengaruh penggunaan injeksi batubara tambahan untuk pemulihan tungku pendingin ada dua. Dengan meletakkan batu bara ekstra di tungku tingkat produksi menurun.

Bersamaan, suhu nyala api turun. Jika tungku dingin memiliki kapasitas peleburan cukup gas, tambahan PCI dapat memperburuk situasi. Dalam situasi seperti efisiensi proses harus ditingkatkan, yaitu dengan tingkat produksi yang lebih rendah dan volume ledakan lebih rendah.

Ini diilustrasikan pada Tabel 5.1. Tabel ini menunjukkan bahwa injeksi batubara tambahan memperlambat laju produksi, karena laju pembakaran kokas berkurang. Ini adalah contoh yang khas, efek yang tepat tergantung pada tingkat coke dan jenis batubara yang digunakan.

Sebuah tungku pulih dari kondisi dingin dengan meningkatkan PCI, karena memperlambat laju produksi. Namun, jika suhu nyala api relatif rendah, efek dari penurunan temperatur nyala dapat sebagai besar sebagai efek dari tingkat produksi turun.

Page 21: PBB Indonesia

Simetri keliling injeksi

Jika setiap tuyere dalam tanur dianggap sebagai bagian dari tanur pie dan bertanggung jawab untuk proses dengan saham-line, itu adalah bukti diri bahwa simetri keliling proses harus meyakinkan untuk mencapai baik, kinerja tinggi. Berbagai sistem yang digunakan untuk PCI memiliki metode yang berbeda untuk memastikan distribusi yang baik.

Namun, penyimpangan terbesar dari simetri melingkar terjadi ketika ada batubara diinjeksikan dalam tuyere tertentu. Jika tidak ada injeksi diterapkan, tingkat produksi pada saat itu tuyere tertentu meningkat secara substansial. Akibatnya, operator blast furnace harus berhati-hati bahwa semua tuyeres menyuntikkan batubara.

Secara khusus, di mana dua tuyeres samping satu sama lain tidak menyuntikkan batubara efek menyamakan antara tuyeres ditantang. Apalagi jika tungku yang beroperasi pada tingkat tinggi PCI, situasinya agak serius dan tindakan jangka pendek harus diambil untuk memperbaiki situasi.

Hal ini dapat digambarkan dari Tabel 5.2 dan Gambar 5.6. Perhitungan menunjukkan, berapa banyak kokas yang dikonsumsi di depan tuyere, di mana injeksi batubara dimatikan. Pada tingkat injeksi yang tinggi, produksi bisa meningkat dua kali lipat atau lebih. Perhatikan, bahwa ini adalah contoh, karena dalam situasi seperti neighbouringtuyeres akan cenderung untuk berkontribusi. Selain itu, perhitungan tidak mengambil oksigen dari batu bara itu sendiri ke rekening.

Dengan injeksi batubara sangat penting bahwa tuyeres jelas dan terbuka, yang memungkinkan bulu-bulu batubara mengalir ke raceway. Jika tuyere harus menjadi tersumbat, atau penyumbatan di depan tuyere muncul, maka batubara harus segera dihapus. Jika tidak, maka batubara akan dipaksa mundur ke saham tuyere dan dapat memicu lebih lanjut di koneksi dengan pipa kesibukan (lihat Gambar 5.7). Hal ini dapat menyebabkan kerusakan serius atau bahkan ledakan. Fenomena ini juga telah diamati dengan injeksi gas alam.

Untuk mencegah hal ini, sensor cahaya dapat dipasang di depan mengintip-sight untuk mendeteksi penyumbatan pada akhir tuyere, atau delta-P dapat diukur selama tuyere untuk mendeteksi ketika aliran telah berhenti, menunjukkan bahwa penyumbatan hadir. The batubara ke tuyere yang secara otomatis dimatikan dan restart hanya sekali operator telah diperiksa untuk melihat apakah tuyere dapat menerima batubara.