Pulveriserat kolinjektionsmetod
Pulveriserad kolinjektion är en metod för att förbättra prestandan hos en masugn .
Bakgrund
Järn är en metall som i grunden har påverkat människors sätt att leva ända sedan järnåldern . Det är relativt rikligt och kan enkelt utvinnas och modifieras på grund av dess användbara materialegenskaper, vilket alla resulterar i låga priser. Efter den industriella revolutionen (18-1800-talet) blev järn ett kärnmaterial på industriella marknader, dess betydelse återspeglas i frasen "järn är nation"; dess produktion betraktades direkt som en indikation på nationell makt. Särskilt efter andra världskriget stödde regeringarna kraftfullt tillväxten av en industriell järnmarknad, vilket avsevärt bidrog till utvecklingen av en global ekonomi. Järn utvinns ur sin malm och smälts i en metallurgisk ugn som kallas " masugn" .
Masugnsmetoden förväntas överleva in på 2100-talet på grund av dess effektiva takt av järnproduktion till konkurrenskraftiga kostnader jämfört med andra järntillverkningsmetoder. Masugnar fortsätter att förbättras med anpassningar som härrör från ny teknik som drivs av ökande global efterfrågan, men den huvudsakliga kemiska processen förblir densamma. Men processförbättringar kan inte lösa många av problemen i samband med masugnar. Järnproduktionstakten påverkas i hög grad av fluktuationer i världsekonomin, och att förbättra processens operativa effektivitet är ett stort problem. Den största nackdelen med masugnsdrift är dock den oundvikliga koldioxidproduktionen från järnreduktionsprocesser, som anses vara en av de största bidragsgivarna till den globala uppvärmningen . Följaktligen håller PCI-metoden (Pulverized Coal Injection) på att bli en internationellt populär metod för att förbättra masugnsdriften.
Pulveriserat kolinjektionsmetod
Pulveriserad kolinjektion utvecklades på 1800-talet, men implementerades inte industriellt förrän på 1970-talet. Stigningar i kostnaden för koks på grund av ökad global efterfrågan och därmed mer konkurrens om resursen har gjort denna metod attraktiv för järnproducerande industrier och ökat dess värde.
PCI-metoden är baserad på det enkla konceptet med primärluft (kallad "transportgas") som transporterar pulveriserat kol som injiceras genom en lans till munstycket (inloppet i mitten av botten av en masugn), sedan blandas med sekundär varmluft (kallas "sprängningen") tillförs genom ett blåsrör i munstycket och sedan leds till en ugn för att skapa en ballongliknande hålighet som kallas en "raceway", som sedan sprider kol- och koksförbränning och smälter den fasta järnmalmen, vilket frigör smält järn. Den mest anmärkningsvärda aspekten av denna metod är att den gör det möjligt för billigare kol att konsumeras i systemet, ersätta dyr koks och därigenom minska kostnaderna anmärkningsvärt. På grund av den svåra miljön inuti ugnen (>2000K) är visuell observation av löpbanans form och storlek omöjlig, därför används fjärrmätande sensorer för att undersöka de kemiska och fysikaliska reaktionerna inuti ugnen.
Bättre förståelse för kapplöpnings- och PCI-metoden kan optimera prestandan hos en masugn och minska kostnaderna. Ytterligare förbättringar av PCI-metoden och användningen av kolblandning (blandning av olika kol) injektionsmetoder lockar industrin.