DRI 산업이란 무엇입니까?

DRI 산업은 철의 녹는점 이하의 온도에서 가스 기반 또는 석탄 기반 환원을 통해 철광석을 고순도 금속철로 변환하여 직접 환원철을 생산하는 철강 야금 분야를 말합니다. 이 공정은 용광로 경로를 완전히 피하고 대신 개질기 시스템 내부에서 생성된 환원 가스를 사용하여 철광석 펠렛이나 덩어리 광석에서 산소를 제거합니다. DRI 개질기 튜브, 용광로 본체 및 관련 연소 히터 네트워크와 같은 장비는 모든 DRI 생산 라인의 중추를 형성하며 이러한 구성 요소의 신뢰성이 출력 품질과 운영 비용을 모두 결정합니다.

DRI 산업의 핵심 기술 경로 및 프로세스 구성

가스 기반 용광로 공정은 전 세계 DRI 생산 용량의 약 75.8%를 차지하며, MIDREX와 Energiron이 두 개의 지배적인 기술 라이센스 제공자를 대표합니다. 전체 공정 체인은 용광로 내부 환원, 촉매 충전 반응 튜브 내부 가스 개질, 대류 섹션을 통한 폐열 회수, 최종 연탄 또는 냉각 등 4개의 연결된 단계를 통해 실행됩니다. 가스 품질을 낮추는 것이 전체 체인을 주도하기 때문에 개질기 튜브 네트워크는 공정 성능의 중심에 있습니다.

가스 기반 용광로 공정은 높은 열 효율과 냉간 DRI, 열간 DRI 및 열간 연탄 철을 포함한 유연한 출력 형태를 결합하기 때문에 DRI 산업을 지배하고 있습니다. 환원가스 준비는 이 경로의 운영 핵심입니다. 천연가스는 재활용된 노 가스와 혼합되어 니켈 기반 촉매로 포장된 개질기 튜브를 통과하여 용광로 내부에서 실제 환원을 수행하는 수소가 풍부한 반응 스트림을 생성합니다.

DRI 개질기 튜브 및 촉매 튜브 부품의 제조 표준

DRI 개질기 튜브는 개질로의 내압 코어로서 900°C 이상의 내부 가스 온도, 외부 버너의 직접적인 복사열, 지속적인 내부 압력 및 촉매층의 기계적 마모에 노출됩니다. 원심 주조로 튜브 공정은 조밀한 벽 미세 구조와 정제된 입자 구조를 생성하여 정적 주조에 비해 더 강한 크리프 저항성과 내산화성을 직접적으로 나타내기 때문에 이 부품의 표준 관행입니다.

재료 선택은 일반적으로 25~35% 크롬과 35~45% 니켈을 함유하고 결정립계 강화를 위해 니오븀, 텅스텐, 티타늄을 첨가한 HP 및 HK 등급과 같은 고니켈-크롬 내열 합금에 중점을 둡니다. 동일한 촉매 튜브 기술은 수소 생산 장치에 사용되는 수소 생성 개질기 튜브도 지원합니다. 두 응용 분야 모두 거의 동일한 열 및 압력 요구 사항을 공유하기 때문입니다.

• 작동 온도: 내부 900~1050°C, 벽 온도 최대 1100°C
• 압력 요구 사항: 촉매층 중량과 결합된 내부 환원 가스 압력을 견뎌야 합니다.
• 재질 표준: 조밀한 원심 주조 구조를 갖춘 고니켈-크롬 내열 합금
• 서비스 수명: 일반적인 작동 주기는 약 8~12년입니다.
• 제조공정 : 원심주조, 정밀가공, 비파괴검사

반응관 서비스의 고장 모드에는 주로 크리프 변형, 열 피로 균열, 침탄 취화 및 산화물 스케일 파손이 포함됩니다. 이러한 위험은 제어된 주조 냉각 속도, 최적화된 합금 비율, 어셈블리가 공장에서 출고되기 전 모든 튜브 시트, 매니폴드 및 수집기 연결에 대한 엄격한 검사를 통해 해결됩니다.

DRI 및 가열식 히터 시스템을 위한 주요 제품 시리즈

다음 장비 라인은 DRI 공장, 에틸렌 장치 및 정제 작업 전반에 사용되는 개질기 튜브 네트워크, 용광로 본체, 관련 분해 및 연소 히터 시스템을 포괄합니다.

DRI 리포머 튜브

DRI 산업

DRI 전기로

DRI 산업

리포머 튜브

퍼니스 튜브

크래킹 튜브(래디언트 코일)

에틸렌 산업

에틸렌 분해로

화학 산업

DRI 전기로 및 관련 연소식 히터 시스템의 구조 설계

가스 기반 DRI 용광로는 내화 라이닝 원통형 용기로 제작되었습니다. 철광석 펠렛 또는 덩어리 광석이 위에서 충전되고 중력에 의해 하강하여 역류 패턴으로 위쪽으로 흐르는 환원 가스를 만나 환원 반응을 완료합니다. 이 용광로를 지원하는 가열식 히터 시스템의 엔지니어링은 샤프트의 높이 대 직경 비율, 단면에 걸친 균일한 가스 분포, 제어된 부하 하강 속도, 충전 및 방전 지점의 신뢰할 수 있는 동적 밀봉 시스템을 고려해야 합니다.

이러한 시스템 중 다수는 정유 서비스용 연소식 히터 및 석유화학 산업 서비스용 연소식 히터와 엔지니어링 로직을 공유합니다. 왜냐하면 세 가지 모두 로 본체 설계, 튜브 야금 및 버너 레이아웃 간의 에틸렌 분해로 수준 조정을 위해 복사 섹션, 대류 섹션 및 정밀 EPC에 의존하기 때문입니다. 공정 설계부터 설치 및 시운전까지 완벽한 프로젝트 납품을 통해 이러한 상호 연결된 용광로 부품이 신뢰할 수 있는 단일 시스템으로 작동하도록 유지합니다.

DRI 산업의 그린 트랜스포메이션과 엔지니어링 동향

글로벌 DRI 산업은 저탄소 운영을 향해 나아가고 있습니다. 기존 천연가스 기반 DRI는 이미 용광로 경로보다 CO2 배출량이 현저히 낮으며, 환원제로 100% 녹색 수소를 구축한 DRI 기술은 철강 부문 탈탄소화를 위한 선도적인 경로로 간주됩니다. 선도적인 공정 라이선스 제공업체는 천연가스, 수소, 환원제인 합성가스 사이를 유연하게 전환할 수 있는 플랜트 구성을 개발하여 용광로 자체를 재구축하지 않고도 수소 기반 환원으로 완전히 전환할 수 있는 기회를 열어두었습니다.

공장 규모의 유연성은 DRI 경로의 두 번째 장점입니다. 용광로와 기본 산소로 조합은 일반적으로 경제성을 유지하기 위해 약 200만 톤의 연간 생산량이 필요한 반면, 전기 아크로와 결합된 DRI 플랜트는 연간 50만 톤 정도의 적은 양으로 가동을 시작할 수 있습니다. 이로 인해 DRI 산업은 철광석 자원이 분산되어 있거나 천연 가스 및 수소 공급이 제한된 지역에 특히 실용적이며 훨씬 작은 자본 규모로 미니밀 제철소를 지원합니다.

자주 묻는 질문

DRI 리포머 튜브를 제조하는 데 일반적으로 사용되는 재료는 무엇입니까?

DRI 개질기 튜브는 일반적으로 원심 주조 기술을 사용하여 HP 및 HK 등급과 같은 고니켈-크롬 내열 합금으로 제조되므로 900°C 이상의 작동 온도와 지속적인 내부 가스 압력을 견딜 수 있습니다.

DRI Furnace와 기존 가열식 히터의 차이점

DRI 용해로는 역류 가스-고체 접촉, 동적 밀봉 시스템 및 내화 라이닝으로 정의되는 철광석 직접 환원을 위해 특별히 제작된 샤프트 원자로입니다. 이는 공정 원리와 구조 설계 모두에서 기존 가열식 히터와 근본적으로 다릅니다.

가스 기반 DRI 공정에서 환원가스의 일반적인 구성은 무엇입니까?

가스 기반 DRI 공정의 환원 가스는 일반적으로 약 55%의 수소와 36%의 일산화탄소로 구성되며, 개질기 튜브 내부에서 천연 가스의 촉매 개질을 통해 생성된 H2 대 CO 비율은 거의 1.5입니다.

DRI의 주요 제품 형태는 무엇입니까?

DRI는 Cold DRI, Hot DRI, Hot Briquetted Iron의 세 가지 주요 형태로 생산됩니다. 뜨거운 연탄철은 보다 안전한 보관 및 운송을 위해 뜨거운 DRI를 밀도가 높은 연탄으로 압축하여 만들어집니다.

리포머 튜브의 일반적인 사용 수명은 얼마나 됩니까?

정상적인 작동 조건에서 개질기 튜브는 작동 온도, 압력 변동, 촉매 교체 빈도 및 사용된 특정 합금 등급에 따라 일반적으로 약 8~12년 동안 지속됩니다.

고로 제강과 비교하여 DRI 공정은 어떤 환경적 이점을 제공합니까?

DRI 공정은 용광로 경로에 비해 약 절반의 에너지를 소비하며 CO2 배출량도 상당히 낮습니다. 환원제로 100% 수소와 결합하면 거의 0에 가까운 탄소 배출을 달성할 수 있어 철강 산업 탈탄소화의 핵심 경로가 됩니다.