Impacto del Grado de Pre-Reducción del Mineral de Hierro en el Proceso de Reducción por Fusión de Plasma de Hidrógeno
Autores: Ernst, Daniel; Manzoor, Ubaid; Souza Filho, Isnaldi Rodrigues; Zarl, Michael Andreas; Schenk, Johannes
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Contrarrestar
Emisiones de gases de efecto invernadero
Industria del acero
Reducción por fusión de plasma de hidrógeno
Mineral de hierro
Comportamiento de reducción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Para contrarrestar el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, principalmente CO2, la industria del acero europea necesita reestructurar la ruta del proceso actual para la producción de acero. A nivel mundial, el alto horno y el posterior horno de oxígeno básico se utilizan en el 73% de la producción de acero bruto, con una huella de CO2 de aproximadamente 1.8 t CO2 por tonelada de acero producido. La Reducción por Fusión de Plasma de Hidrógeno (HPSR) utiliza estados excitados de hidrógeno con los mayores potenciales de reducción para combinar la reducción y fusión simultáneas de finos de mineral de hierro. Debido a la amplia gama de grados de mineral de hierro disponibles en todo el mundo, se llevaron a cabo una serie de experimentos de plasma de hidrógeno para determinar cómo el mineral de hierro pre-reducido y los residuos que contienen hierro afectan el comportamiento de reducción, el consumo de hidrógeno, el tiempo total del proceso y la microestructura de la fase metálica. Se descubrió que, durante la fase de pre-fusión bajo argón puro, el mineral húmedo aumentó el consumo de electrodos y la hematita alcanzó niveles de reducción más altos, debido a la descomposición térmica. La reducción del mineral de magnetita produjo la tasa de reducción más alta y las tasas de conversión de hidrógeno subsiguientes. Tanto la hematita como la magnetita mostraron altas tasas de utilización al principio, pero la hematita experimentó un cambio cinético a un grado de reducción del 80-85%, lo que provocó una disminución en la tasa de reducción. En comparación con la tecnología de lecho fluidizado, es posible utilizar magnetita directamente, y la fase final de la reducción puede avanzar más rápidamente debido a las temperaturas más altas, lo que reduce el tiempo total del proceso y aumenta la utilización promedio de hidrógeno. Se puede considerar ventajosa una combinación de ambas tecnologías para el reciclaje de gases de escape.
Descripción
Para contrarrestar el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, principalmente CO2, la industria del acero europea necesita reestructurar la ruta del proceso actual para la producción de acero. A nivel mundial, el alto horno y el posterior horno de oxígeno básico se utilizan en el 73% de la producción de acero bruto, con una huella de CO2 de aproximadamente 1.8 t CO2 por tonelada de acero producido. La Reducción por Fusión de Plasma de Hidrógeno (HPSR) utiliza estados excitados de hidrógeno con los mayores potenciales de reducción para combinar la reducción y fusión simultáneas de finos de mineral de hierro. Debido a la amplia gama de grados de mineral de hierro disponibles en todo el mundo, se llevaron a cabo una serie de experimentos de plasma de hidrógeno para determinar cómo el mineral de hierro pre-reducido y los residuos que contienen hierro afectan el comportamiento de reducción, el consumo de hidrógeno, el tiempo total del proceso y la microestructura de la fase metálica. Se descubrió que, durante la fase de pre-fusión bajo argón puro, el mineral húmedo aumentó el consumo de electrodos y la hematita alcanzó niveles de reducción más altos, debido a la descomposición térmica. La reducción del mineral de magnetita produjo la tasa de reducción más alta y las tasas de conversión de hidrógeno subsiguientes. Tanto la hematita como la magnetita mostraron altas tasas de utilización al principio, pero la hematita experimentó un cambio cinético a un grado de reducción del 80-85%, lo que provocó una disminución en la tasa de reducción. En comparación con la tecnología de lecho fluidizado, es posible utilizar magnetita directamente, y la fase final de la reducción puede avanzar más rápidamente debido a las temperaturas más altas, lo que reduce el tiempo total del proceso y aumenta la utilización promedio de hidrógeno. Se puede considerar ventajosa una combinación de ambas tecnologías para el reciclaje de gases de escape.