December 2, 2025
Impact van Direct Gereduceerd IJzer (DRI) op het Staal maken in de Elektrische Lichtboogoven
1. Productiviteit en Opbrengst
Productie-ervaringen tonen aan dat het gebruik van DRI de productiviteit en opbrengst van elektrische lichtboogovensaanzienlijk beïnvloedt. In China ondervinden veel recent in gebruik genomen grote EAF-fabrieken problemen door de slechte kwaliteit van schroot, met bulkdichtheden van slechts 0,3–0,7 t/m³. Dit vereist vaak 3–4 schrootladingen per smelt. Door schroot met een lage dichtheid te vervangen door DRI, kan het aantal ladingen worden verminderd, waardoor de smeltcyclus wordt verkort. Continue toevoeging van 20–50% DRI kan de ovenproductiviteit aanzienlijk verhogen, vooral in combinatie met zuurstofbranders, schuimslakpraktijk en schrootvoorverwarming.
De staalopbrengst wordt beïnvloed door de metallisatiegraad, het ganguegehalte en het koolstofgehalte van de DRI. Hogere metallisaties bevorderen een betere terugwinning en er kunnen carburatiemiddelen worden toegevoegd om de ijzerreductie te verbeteren. Slakeigenschappen en -volume beïnvloeden ook de opbrengst; bijvoorbeeld, schuimslak bij constante basiciteit kan het slakvolume verlagen, waardoor de opbrengst wordt verbeterd.
2. Verbruik van Productiematerialen
- Elektrodenverbruik: DRI bevat over het algemeen weinig koolstof. Toevoegingen vereisen vaak carburatiemiddelen, die een reducerende atmosfeer creëren die de elektrodenoxidatie vermindert. Hoewel de praktijk van het schuimslakken met ondergedoken boog de boogconcentratie kan verhogen en het risico op elektrodenbreuk kan vergroten, neemt het totale elektrodenverbruik doorgaans niet toe bij gebruik van DRI.
- Vuurbestendig verbruik: Het in batches laden van DRI verhoogt de slijtage van vuurvaste materialen niet significant. Continue lading kan echter 'slagsplashing' en blootstelling aan de boog veroorzaken, wat leidt tot een iets hogere aantasting van vuurvaste materialen. Hoger FeO in de slak en langere C-O-reactietijden kunnen ook de chemische erosie intensiveren, maar een goede schuimslakcontrole en procesaanpassingen kunnen de levensduur van vuurvaste materialen op het oorspronkelijke niveau houden.
- Fluxverbruik: DRI introduceert zure gangue, waarvoor normaal gesproken meer flux nodig is om de slakbasiciteit te handhaven. Studies tonen aan dat elke 1% toename van het DRI-gebruik de fluxvraag met ongeveer 1 kg/t verhoogt. Omdat DRI echter weinig fosfor en zwavel bevat, kan een lagere slakbasiciteit acceptabel zijn, wat de toename van het fluxverbruik compenseert.
3. Veranderingen in Energieverbruik
Het energieverbruik stijgt over het algemeen wanneer DRI wordt gebruikt, als gevolg van:
- Endotherme reductie van FeO: Hoe lager de metallisatiesnelheid, hoe hoger het FeO-gehalte. Het reduceren van 1 ton FeO verbruikt ongeveer 800 kWh elektrische energie.
- Ganguegehalte: Hogere SiO₂ vereist meer ongebluste kalk om de basiciteit te handhaven, waardoor het slakvolume toeneemt. Het smelten van 1 ton slak verbruikt ongeveer 530 kWh.
- Koolstofgehalte: DRI met meer koolstof kan de energievraag verminderen omdat de reactie [C] + [O] → CO exotherm is. Elke extra Nm³ zuurstof die wordt geblazen, kan het elektriciteitsverbruik met 2–4 kWh verlagen.
- Laadmethode: Continu laden met geoptimaliseerde snelheden (28–38 kg/MW·min voor koud DRI; tot 50 kg/MW·min voor heet DRI) maakt volledige werking op vol vermogen mogelijk, waardoor de smeltduur wordt verkort. Batchladen, vooral als DRI zich ophoopt in de buurt van de wanden, kan het smelten verlengen en het energieverbruik verhogen.
- Laadtemperatuur: Volledig koud DRI kan het energieverbruik met 100–150 kWh/t verhogen in vergelijking met volledig schrootsmelten, terwijl heet geladen DRI de energieniveaus van alleen schroot benadert.
Om het energieverbruik te minimaliseren, wordt DRI met een hoge metallisatiegraad en een lage SiO₂ aanbevolen, samen met geschikte carburatie, heet laden en continue toevoer. Voorverwarming van DRI kan ook helpen, hoewel voorzorgsmaatregelen tegen heroxidatie noodzakelijk zijn.
4. Staalkwaliteit
Wereldwijd wordt DRI veel gebruikt om hoogwaardige staalsoorten te produceren in EAF's, waaronder:
- Oliebuizen (casing, boorpijp)
- Dieptrek automotive plaat
- Speciale draden en staalsoorten (veerstalen, lagerstaal)
- Rotorstaal, kanonloopstaal en materialen voor ruimtevaart, luchtvaart en nucleaire toepassingen
Omdat DRI verwaarloosbare restelementen (Cu, Ni, Cr, Mo, enz.) bevat, maakt het de productie van schonere staalsoorten met minder insluitsels mogelijk, waardoor de prestaties bij warm- en koudwalsen worden verbeterd, met name de treksterkte. DRI helpt ook het zwavelgehalte te verlagen en de morfologie van sulfide-insluitsels te wijzigen, waardoor de staalkwaliteit, ductiliteit en weerstand tegen uitzetting en torsie worden verbeterd.
Wij zijn een professionele fabrikant van elektrische ovens. Voor verdere vragen, of als u ondergedoken boogovens, elektrische lichtboogovens, pan-raffinageovens of andere smeltapparatuur nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen via susan@aeaxa.com
