Preridotto DRI

In questo processo avvengono delle reazioni che generano calore fino a Se i gas in uscita hanno una buona quantità di CO, allora vengono rigirati nel

fondere il preridotto. Il preridotto che si ottiene, grazie al carbone e alla ciclo per risparmiare sui costi (cioè depuro e rimetto ancora il gas riducente

temperatura di circa 1000°C permette di trasformarsi e ottenere così la ghisa. per altri cicli).

Anche in questo caso ci sarà della scoria. I gas prodotti devono essere molto caldi perché il carbone ha delle reazioni

Le polveri contenute nei gas sono riciclabili nel gassificatore, ovvero il gas che producono decomposizione del materiale se si è al di sotto di 1000 °C.

viene depurato e le polveri che potranno essere ridotte saranno ricaricate queste reazioni di decomposizione possono abbassare l’efficienza (ecco

anche se generalmente non si lavora con le polveri per scomodità. perché si sta “alti”in temperatura). Come già detto i gas contengono una certa

Una volta che il gas ha attraversato il materiale, è ancora caldo. Dove percentuale di fine e quindi dovremo filtrare i gas per non intoppare i sistemi di

vengono scaricati questi fumi caldi? I gas di riduzione sono mandati nel tino di trasporto dei gas.

preriduzione per avere il preridotto, quelli non utilizzabili vengono depurati e

poi riutilizzati. Ci sono gas che vanno a preridurre il materiale andandosi a Attualmente con questo metodo si producono circa 2 milioni di ton/anno di

collocare nella parte alta dove avviene la formazione del preridotto. Una volta DRI. Col corex ho il vantaggio di produrre la ghisa: prima faccio il preridotto

che escono dalla parte alta sono detti top gas che poi saranno risucchiati e nel tino e poi produco la ghisa (non ho la cokefazione del carbone), ma la

ridepurati per essere rimessi in ciclo. I gas di scarico che sono già stati capacità produttiva è minore. Il preridotto va bene ma deve usato e prodotto

depurati e non possono essere rimessi in ciclo sono detti export gas e con moderazione; questo perchè questi impianti necessitano di tanto gas

vengono espulsi dalla parte bassa (quindi dal gassifiatoio). Sono cicli a basso metano che verrà pompato nei reattori.

impatto ambientale perché si usano gas molto puliti. Per il ciclo elettrico il preridotto va bene ma fino a un certo punto; non posso

usare elevate quantità di preridotto da caricare nel forno elettrico ad arco

Riassunto: Sono strutture molto verticali per permettere la discesa del (questo perché il preridotto ha un po’ più di fosforo del rottame che

materiale proprio come nell’altoforno. Il preridotto si ottiene in alto e viene generalmente è più puro). Il fosforo si fa fatica a toglierlo nel forno elettrico.

mandato in basso nel gassificatoio da cui si ottiene ghisa. La preriduzione Questo perché il forno elettrico è governato da diversi parametri come T,

avviene in fase solida a circa 850°C, la fusione avviene invece nel tempo e composizione chimica. Per levare il fosforo devo avere un soffiaggio

gassificatoio. lento di ossigeno al di sopra del materiale caricato nel forno per produrre

In altri impianti produco solo le sferette di preridotto perché manca il scoria di fosforo. Questo processo prevede tempi troppo lunghi.

gassificatoio che permette di produrre la ghisa. La tecnologia Corex è Inoltre, se carico troppo DRI è possibile con i forni elettrici fondo solo il

alternativa alla produzione di ghisa di altoforno. Costa di meno ma ha anche rottame e non il preridotto che è un composto abbastanza stabile e correrei il

volumi produttivi minori quindi generalmente si cerca un compromesso rischio di avere preridotto non sciolto nel forno.

andando ad usare entrambi i macchinari.

Gli impianti corex sono in grado di produrre preridotto e anche energia materiali di riciclo in questa tecnologia. Posso caricare anche del carbone di

elettrica tramite i gas caldi di scarico non più riciclabili. I gas caldi infatti sono minore qualità che si frantuma in piccoli pezzi; carico quindi un carbone a

inviati alle centrali termiche per produrre elettricità. basse proprietà meccaniche cosa che generalmente non è gradita. Questo

Un’altra pozione è quella di mandare i gas caldi del corex in un altro impianto perché anche il carbone deve essere pezzato in modo giusto. I benefici sono il

per una produzione secondaria di preridotto: questo flusso di gas viene costo e l’uso di tutti i tipi di carbone e la possibilità di avere minerali di ferro

mandato controcorrente a ossido di ferro in un macchinario detto Midrex. con scoria acida (che generalmente negli altri processi industriali porta ad

Infatti i gas di uscita del corex hanno una CO residua che viene sfruttata per il avere scoria basica). L’usura dei refrattari è principalmente meccanica e non

secondo impianto per la produzione di solo preridotto. chimica.

Ecco che gli impianti corex sono spesso affiancati da quelli midrex per

massimizzare il più possibile la CO residua.

Confronto Corex – altoforno:

Le polveri del corex sono la metà risptto a quelle dell’altoforno, gli SO sono

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confrontabili, gli MO sono di meno rispetto a quelli dell’altoforno. In generale

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si affiancano altoforni e impianti corex.

Preridotto con metodo Krupp-Renn Impianto messicano del 1957: Hojalata y Lamina

Il preridotto si fa anche con il Krupp-Renn (sfrutta la tecnologia dei forni

rotativi): sono impianti vecchi dove si carica minerali e carbone in pezzatura

ottimale che vanno contro un gas in controcorrente. Sono processi poco

costosi e sostanzialmente dentro questi forni rotativi ci butto dentro quello che Il preridotto ad alt tenore di carbonio arriva così a sostituire la ghisa.

voglio ottenendo però un prodotto di minore qualità. In questo processo si I nuovi impianti hanno sia tecnologie che producono il preridotto (che poi

usurano i refrattari come già detto. Non cambia nulla rispetto allo Stercolugic. andrà ad alimentare i forni elettrici o gli altoforni), sia altoforni e forni ad arco.

Ci sono tre zone: la zona di preriscaldo, la zona di riduzione e e la zona dove L’impianto messicano è un forno ad ancia molto alto (circa 30m) che funziona

si porta in pezzatura. Questi impianti attualmente sono usati in fase di sempre nello stesso modo: con gas controcorrente (un gas più freddo detto di

arricchimento non tanto come produzione di preridotto. Posso caricare anche

reforming a circa 550°C e un gas più caldo detto reformer a irraggiamento che

arriva fino a 850°C). I gas poi sono preriscaldati fino a 925°C.

Cosa si ottiene da questi impianti? Si produce Cold DRI (sferette fredde quindi

raffreddate), Hot DRI (sferette calde non raffreddate) oppure si produce HDI

(bricchette messe in una macchina dove si dà appunto la forma di una

bricchetta o di una saponetta). Gli impianti moderni prendono il preridotto

appena ottenuto per caricarlo subito nel proprio forno elettrico ad arco o

altoforno. In pratica non si raffredda il materiale: questo perché se carico

materiale già caldo risparmio corrente elettrica per portarlo a fusione.

Per ottenere cold DRI devo ovviamente raffreddarlo per poi bricchettarlo.

Nel reattore avviene sempre lo stesso processo: carico il minerale in pellet o

in pezzatura e ho in controcorrente CO e H . Con questa struttura lavoro solo

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con gas e minerale di ferro. I sottoprodotti sono la CO non reagita che verrà

reinviata nel reattore per ottenere altro DRI, si ottiene inoltre come

sottoprodotto acqua e CO (quest’ultima viene mandata in servizi ausiliari che

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sfruttano la CO per la produzione di corrente o persino per produrre acqua

2 Questo processo sfrutta un forno ad ancia dove si carica del ferro ossidato e

frizzante che contiene CO ). L’acqua è inviata nei servizi di impianto.

2 in controcorrente risalgono gas di riduzione. Come agente riducente serve

Si passa da grandi impianti a tanti microimpianti perché chi ha un forno solo gas naturale e poi ci sono altri tipi di Midrex che usano il petrolio. I gas

elettrico ad arco non ha necessità di tanto preridotto quindi è inutile avere vengono recuperati come in tutti i processi.

impianti enormi che producono DRI. Per chi ha disponibilità di spazio può Il reattore è fatta da tre zone: preriscaldo del minerale, riduzione e ultima

inserire microimpianti o reattori che producono una sufficiente quantità di DRI operazione di trasporto raffreddamento e scarico. Si ottiene Cold DRI che

per ottimizzare altoforni e forni elettrici. I macchinari per la produzione di DRI viene bricchettato.

hanno bassi costi operativi e di installazione e si ottiene generalmente La zona di ingresso di riduzione ha circa 750°C. il reattore è lungo 20 metri e il

prodotto di qualità. La CO di scarto viene venduta. Se si ottiene un preridotto

2 materiale per attraversarlo ci impiega 2-4 ore.

caldo con tanto carbonio si sostituisce la ghisa (ovviamente è necessaria una Si carica pellet o materiale in pezzatura. Vedi sulle slides come cambiano le

buona con una buona metallizzazione). caratteristiche chimiche del ferro e le sue dimensioni all’interno del DRI.

1965 abbiamo un altro processo: Midrex. C’è anche una zona di controllo dove si analizzano altri parametri come la

porosità.

Il minerale mentre scende per gravità incontra il gas riducente che si raffredda

un po’ e viene eventualmente riciclato. Il ferro ossidato reagisce secondo le

reazioni indicate. La scoria è presente all’interno ma in maniera sparsa (non è

sulla superficie). Il reformer immette il gas.

H iron: usano come agente riducente solo l’idrogeno. Il materiale passa da un

reattore ad un altro con diverse capacità di riduzione. Si ha come prodotto una

spugna di ferro (non tanta se ne produce). Si ha un flusso con diversi

potenziali di riduzione a seconda del reattore in cui si trova.

L’impianto è affiancato ad un altro perché si manda nel reattore un prodotto che per ora non è ancora soggetto ad alcuna reazione di riduzione perché

prelavorato e caldo. Prima di essere venduto il DRI si raffredda. maggiormente ridotto rispetto al minerale di ferro.

Devo avere una struttura porosa il giusto che non collassa nei reattori: per Il preridotto caricato nell’altoforno arriva fino alla zona 5 senza essere

avere la giusta porosità e resistenza si usano i così detti leganti inorganici o modificato perché è già abbastanza ridotto. La zona 5 è la zona produzione

organici. Gli organici sono più recenti e più usati perché permettono di non della spugna di ferro e prima di questa zona il DRI non viene alterato perché

avere sottoprodotti poco graditi. sostanzialmente è già spugna di ferro.

Se taglio una bricchetta in due vedo diverse strutture. Se uso materiale per la L’uso del DRI permette di avere un basso impa