Strategi Pengeluaran Efektif untuk Besi Reduksi Langsung dan Transportasi Panas

Opsi Pengeluaran untuk Besi Reduksi Langsung dan Transportasi Panasnya

Dua metode utama untuk produksi besi reduksi langsung (DRI) adalah (i) proses berbasis gas dalam tungku sumbu vertikal dan (ii) proses berbasis batubara dalam tungku rotary. Dalam kedua proses reaksi reduksi terjadi dalam keadaan padat dan suhu maksimum tungku berkisar antara 850 derajat C hingga 1050 derajat C.

Dalam proses berbasis batubara, DRI yang dihasilkan dicampur dengan char yang perlu dipisahkan dari DRI. Oleh karena itu campuran DRI-char didinginkan dalam rotary cooler dan kemudian char dipisahkan dari DRI oleh proses pemisahan magnetik. Dalam kasus proses tungku sumbu vertikal, karena char tidak hadir bersama DRI, ada tiga opsi pengeluaran yang tersedia. Ini adalah DRI dingin (CDRI), besi briquet panas (HBI), dan DRI panas (HDRI).

Sebagian besar tungku DRI sumbu vertikal telah dibangun untuk produksi CDRI. Dalam tungku ini DRI yang dihasilkan setelah reduksi didinginkan di bagian bawah tungku hingga sekitar 50 derajat C. CDRI disimpan sementara di Silo untuk passivasi sebelum diangkut ke pabrik peleburan baja terdekat untuk digunakan nanti. CDRI memiliki sifat auto ignisi dan membutuhkan langkah hati-hati khusus selama pengangkutan dan penyimpanan seperti yang diwajibkan oleh Organisasi Maritim Internasional (IMO). CDRI adalah bahan yang paling cocok untuk charging kontinu di EAF.

HBI kini diproduksi sejak lebih dari 30 tahun. Ini adalah metode yang diinginkan untuk menyiapkan DRI untuk penyimpanan dan mengangkutnya dengan kapal laut. Untuk produksi HBI, DRI panas dikeluarkan dari tungku sumbu vertikal pada suhu sekitar 700 derajat C. DRI panas dikirim ke mesin briquetting untuk mengompresnya menjadi briquette bentuk bantal dengan dimensi tipikal 30 mm x 50 mm x 110 mm. HBI 50 % lebih padat daripada CDRI dan karena itu kecenderungan reoksidasi HBI sangat berkurang. Ini memungkinkan HBI untuk disimpan dan ditangani tanpa langkah hati-hati khusus seperti yang diakui oleh IMO. HBI dapat diangkut dan ditangani menggunakan peralatan penanganan limbah dan dapat dengan mudah diisi batch di EAF. HBI juga dapat diisi secara kontinu di EAF dengan sistem yang dirancang khusus.

HDRI dikeluarkan dari tungku sumbu vertikal pada suhu sekitar 700 derajat C dan diangkut dalam kondisi panas ke pabrik peleburan baja untuk charging DRI langsung dalam electric arc furnace (EAF) dalam kondisi panas. Charging DRI panas langsung dari kiln DRI sumbu vertikal dikenal sebagai hot charging.

Manfaat hot charging

Hot charging memberikan dua manfaat utama. Mereka adalah pengurangan konsumsi energi dan peningkatan produktivitas EAF. Saat ini sebagian besar pabrik peleburan baja di seluruh dunia memiliki sistem hot charging untuk EAF. Faktanya, saat ini, pabrik peleburan baja memiliki sistem pemberian makan untuk EAF yang dapat memilih antara bahan dingin atau panas. Penghematan energi terjadi dalam kasus charging HDRI karena kurangnya kebutuhan energi di EAF untuk memanaskan DRI ke suhu melelehnya. Aturan praktis adalah konsumsi listrik berkurang sekitar 20 kWh/tCS untuk setiap kenaikan 100 derajat C suhu charging DRI. Dengan demikian, penghematan minimum saat charging DRI panas di atas 600 derajat C di EAF adalah 120 kWh/tCS. Manfaat tambahan dari penghematan energi listrik adalah pengurangan konsumsi elektroda, karena ada hubungan linier. Penghematan konsumsi elektroda sekitar 0,5 hingga 0,6 kg/t baja cair diharapkan.

Peningkatan produktivitas EAF karena charging DRI panas yang signifikan karena penggunaan DRI panas mengurangi waktu tap to tap dan akibatnya durasi panas. Dibandingkan dengan charging DRI dingin, peningkatan produktivitas hingga 20 % dicapai dengan charging DRI panas. Penggunaan HDRI juga mengakibatkan pengurangan konsumsi refraktori spesifik. Penghematan konsumsi refraktori sekitar 1,8 hingga 2 kg/t baja cair.

Ada juga manfaat lingkungan dari charging DRI panas. Mempertahankan panas wajar dalam DRI daripada menyerapkannya ke atmosfer menurunkan emisi keseluruhan dengan dua cara. Pertama, permintaan listrik yang lebih rendah mengurangi emisi pembangkit listrik per ton baja yang diproduksi. Kedua, untuk EAF yang menggunakan injeksi karbon, kebutuhan energi yang berkurang di EAF menghasilkan kurang CO2 yang dihasilkan.

Transportasi HDRI

Transportasi HDRI krusial dalam berbagai cara. Kesulitan transportasi HDRI tidak hanya karena bahan tersebut panas, tetapi juga karena harus dijaga dalam atmosfer non oksidasi. Ini adalah persyaratan kritis karena metode transportasi HDRI dari tungku sumbu DRI ke EAF mampu memberikan HDRI tanpa mempengaruhi kualitas DRI secara buruk. Ini juga harus memberikan fleksibilitas operasional maksimum. Selain itu sistem harus andal, ramah perawatan dan mudah dioperasikan.

Ada empat alternatif yang tersedia secara komersial untuk transportasi HDRI. Setiap alternatif ini memiliki aplikasi terbaiknya, tergantung pada faktor seperti jarak transportasi, susunan komponen dan kapasitas pengangkutan. Empat alternatif ini dijelaskan di bawah ini.

HYTEMP process – Proses ini dikembangkan oleh Tenova HYL dan dipasang di Ternium Monterrey Plant pada tahun 1998 dan merupakan proses transportasi pneumatik untuk transportasi HDRI. Sistem ini beroperasi dengan menggunakan gas transportasi (baik gas iners atau gas proses itu sendiri) untuk membawa HDRI melalui pipa pneumatik ke tangki penampung di atas EAF. Gas transportasi dikeluarkan dari rangkaian dan didaur ulang ke pabrik DR dan HDRI diisi ke tangki penampung untuk pemberian makan kontinu ke EAF. Dalam sistem ini tidak ada bagian mekanis. Partikel halus dari kiln sumbu DR dibawa bersama dengan bahan berukuran besar dan mendampingi garis transportasi. Partikel halus ini juga diisi di EAF bersama dengan DRI berukuran besar di EAF sehingga meningkatkan hasil. Sistem ini secara skematik ditunjukkan dalam Gambar 1.