Apa itu industri DRI?

Industri DRI mengacu pada segmen metalurgi baja yang didedikasikan untuk memproduksi Besi Reduksi Langsung dengan mengubah bijih besi menjadi besi logam dengan kemurnian tinggi melalui reduksi berbasis gas atau batubara pada suhu di bawah titik leleh besi. Proses ini sepenuhnya menghindari jalur tanur sembur, dan mengandalkan pengurangan gas yang dihasilkan di dalam sistem reformer untuk menghilangkan oksigen dari pelet bijih besi atau bijih bongkahan. Peralatan seperti tabung reformer DRI, badan tungku poros, dan jaringan pemanas berbahan bakar terkait membentuk tulang punggung setiap lini produksi DRI, dan keandalan komponen ini menentukan kualitas keluaran dan biaya pengoperasian.

Rute Teknologi Inti dan Konfigurasi Proses di Industri DRI

Proses tungku poros berbasis gas menyumbang sekitar 75,8 persen dari kapasitas produksi DRI global, dengan MIDREX dan Energiron mewakili dua pemberi lisensi teknologi yang dominan. Rantai proses yang lengkap berjalan melalui empat tahap yang saling terhubung: reduksi di dalam tungku poros, pembentukan kembali gas di dalam tabung reaksi berisi katalis, perolehan kembali limbah panas melalui bagian konveksi, dan pembuatan briket akhir atau pendinginan. Karena pengurangan kualitas gas menggerakkan seluruh rantai, jaringan tabung reformer berada di pusat kinerja proses.

Proses tungku poros berbasis gas mendominasi industri DRI karena menggabungkan efisiensi termal yang tinggi dengan bentuk keluaran yang fleksibel, termasuk DRI dingin, DRI panas, dan besi briket panas. Persiapan gas reduksi adalah inti operasional dari rute ini: gas alam bercampur dengan gas tungku daur ulang dan mengalir melalui tabung reformer yang dikemas dengan katalis berbasis nikel, menghasilkan aliran reaksi kaya hidrogen yang melakukan reduksi aktual di dalam tungku poros.

Standar Pembuatan Komponen Tabung Reformator DRI dan Tabung Katalis

Tabung reformer DRI adalah inti penahan tekanan dari tungku reformasi, yang terkena suhu gas internal di atas 900°C, pancaran panas langsung dari pembakar eksternal, tekanan internal berkelanjutan, dan keausan mekanis dari lapisan katalis. Proses tabung tungku pengecoran sentrifugal adalah praktik standar untuk komponen ini karena menghasilkan struktur mikro dinding padat dan struktur butiran halus, yang secara langsung menghasilkan ketahanan mulur dan ketahanan oksidasi yang lebih kuat dibandingkan dengan pengecoran statis.

Pemilihan material biasanya berpusat pada paduan tahan panas nikel-kromium tinggi seperti grade HP dan HK, mengandung 25 hingga 35 persen kromium dan 35 hingga 45 persen nikel, dengan tambahan niobium, tungsten, dan titanium untuk memperkuat batas butir. Teknologi tabung katalis yang sama juga mendukung tabung reformer pembangkitan hidrogen yang digunakan dalam unit produksi hidrogen, karena kedua aplikasi tersebut memiliki kebutuhan termal dan tekanan yang hampir sama.

• Suhu pengoperasian: internal 900 hingga 1050°C, dengan suhu dinding mencapai hingga 1100°C
• Persyaratan tekanan: harus tahan terhadap tekanan gas pereduksi internal yang dikombinasikan dengan berat lapisan katalis
• Standar bahan: paduan tahan panas nikel-kromium tinggi dengan struktur cor sentrifugal padat
• Masa pakai layanan: siklus pengoperasian tipikal sekitar 8 hingga 12 tahun
• Proses manufaktur: pengecoran sentrifugal, pemesinan presisi, dan pengujian non-destruktif

Mode kegagalan dalam layanan tabung reaksi terutama mencakup deformasi mulur, retak kelelahan termal, penggetasan karburisasi, dan pengelupasan kerak oksida. Risiko-risiko ini diatasi melalui laju pendinginan pengecoran yang terkontrol, rasio paduan yang dioptimalkan, dan pemeriksaan ketat pada setiap lembaran tabung, manifold, dan sambungan kolektor sebelum perakitan meninggalkan pabrik.

Seri Produk Unggulan untuk DRI dan Sistem Pemanas Berbahan Bakar

Lini peralatan berikut mencakup jaringan tabung reformer, badan tungku poros, dan sistem pemanas retak dan pembakaran terkait yang digunakan di seluruh pabrik DRI, unit etilen, dan operasi pemurnian.

Tabung Pembaharu DRI

Industri DRI

Tungku DRI

Industri DRI

Tabung Reformator

Tabung Tungku

Tabung Retak (Kumparan Bercahaya)

Industri Etilen

Tungku Pemecah Etilen

Industri Kimia

Desain Struktur Tungku DRI dan Sistem Pemanas Berbahan Bakar Terkait

Tungku poros DRI berbahan dasar gas dibuat sebagai bejana silinder berlapis tahan api. Pelet bijih besi atau bijih bongkahan bermuatan dari atas dan turun secara gravitasi, bertemu dengan gas pereduksi yang mengalir ke atas dalam pola berlawanan arus yang melengkapi reaksi reduksi. Rekayasa untuk sistem pemanas berbahan bakar yang mendukung tungku ini harus memperhitungkan rasio tinggi terhadap diameter poros, distribusi gas yang seragam di seluruh penampang, kecepatan penurunan beban yang terkendali, dan sistem penyegelan dinamis yang andal pada titik pengisian dan pelepasan.

Banyak dari sistem ini berbagi logika teknik dengan pemanas berbahan bakar untuk layanan kilang minyak dan pemanas berbahan bakar untuk layanan industri petrokimia, karena ketiganya mengandalkan bagian pancaran, bagian konveksi, dan EPC yang presisi untuk koordinasi tingkat tungku perengkahan etilen antara desain badan tungku, metalurgi tabung, dan tata letak pembakar. Penyelesaian proyek, mulai dari desain proses hingga instalasi dan commissioning, menjaga bagian-bagian tungku yang saling berhubungan ini tetap beroperasi sebagai satu sistem yang andal.

Transformasi Hijau dan Tren Rekayasa di Industri DRI

Industri DRI global sedang bergerak menuju operasi rendah karbon. DRI berbasis gas alam konvensional telah menghasilkan emisi CO2 yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan jalur tanur sembur, dan teknologi DRI yang menggunakan sekitar 100 persen hidrogen ramah lingkungan sebagai bahan pereduksi dipandang sebagai jalur terdepan dalam dekarbonisasi sektor baja. Pemberi lisensi proses terkemuka telah mengembangkan konfigurasi pabrik yang mampu beralih secara fleksibel antara gas alam, hidrogen, dan syngas sebagai reduktor, menjaga pintu tetap terbuka untuk transisi penuh ke reduksi berbasis hidrogen tanpa membangun kembali tungku poros itu sendiri.

Fleksibilitas skala pabrik merupakan keuntungan kedua dari rute DRI. Meskipun kombinasi tanur sembur dan tanur oksigen dasar biasanya memerlukan produksi tahunan mendekati 2 juta ton agar tetap ekonomis, pabrik DRI yang dipasangkan dengan tanur busur listrik dapat mulai beroperasi mulai dari 0,5 juta ton per tahun. Hal ini menjadikan industri DRI sangat praktis untuk wilayah dengan sumber daya bijih besi yang tersebar atau pasokan gas alam dan hidrogen yang terbatas, sehingga mendukung pabrik baja mini dengan skala modal yang jauh lebih kecil.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Bahan apa yang biasanya digunakan untuk pembuatan Tabung Reformator DRI

Tabung reformer DRI biasanya dibuat dari paduan tahan panas nikel-kromium tinggi seperti grade HP dan HK menggunakan teknologi pengecoran sentrifugal, yang memungkinkannya menahan suhu pengoperasian di atas 900°C dan tekanan gas internal yang berkelanjutan.

Yang membedakan Tungku DRI dengan pemanas berbahan bakar konvensional

Tungku DRI adalah reaktor poros yang dibuat khusus untuk reduksi langsung bijih besi, yang ditentukan oleh kontak gas-padat berlawanan arah, sistem penyegelan dinamis, dan lapisan tahan api. Ini berbeda secara mendasar dari pemanas berbahan bakar konvensional baik dalam prinsip proses maupun desain struktural.

Apa komposisi khas gas pereduksi dalam proses DRI berbasis gas

Pengurangan gas dalam proses DRI berbasis gas biasanya terdiri dari sekitar 55 persen hidrogen dan 36 persen karbon monoksida, dengan rasio H2 terhadap CO mendekati 1,5, yang dihasilkan melalui reformasi katalitik gas alam di dalam tabung reformer.

Apa bentuk produk utama DRI

DRI diproduksi dalam tiga bentuk utama: DRI dingin, DRI panas, dan besi briket panas. Besi briket panas dibuat dengan mengompresi DRI panas menjadi briket padat untuk penyimpanan dan transportasi yang lebih aman.

Bagaimana masa pakai Reformer Tube pada umumnya

Dalam kondisi pengoperasian normal, tabung reformer biasanya bertahan sekitar 8 hingga 12 tahun, tergantung pada suhu pengoperasian, fluktuasi tekanan, frekuensi penggantian katalis, dan tingkat paduan spesifik yang digunakan.

Apa keunggulan lingkungan yang ditawarkan proses DRI dibandingkan dengan pembuatan baja tanur sembur?

Proses DRI mengkonsumsi sekitar setengah energi dari rute tanur sembur dan menghasilkan emisi CO2 yang jauh lebih rendah. Jika dipadukan dengan 100 persen hidrogen sebagai zat pereduksi, emisi karbon yang mendekati nol dapat dicapai, sehingga hal ini merupakan jalur inti bagi dekarbonisasi industri baja.