Redukcja emisji dwutlenku węgla (CO2) jest jednym z priorytetów przemysłu stalowego na całym świecie. Jedną z najszybszych opcji dekarbonizacji jest przejście produkcji stali z konwencjonalnych konwertorów na elektryczne piece łukowe. Spowoduje to wzrost zapotrzebowania na złom i potencjalny niedobór tego cennego surowca.
Železiarne Podbrezová (ZP) od wielu dziesięcioleci realizują swoją produkcję na cyklu stalowym opartym na recyklingu złomu za pomocą elektrycznych pieców łukowych. Aby przygotować się na różne scenariusze w przyszłości, nasza firma zaczęła testować alternatywy dla złomu i surówki: żelazo brykietowane na gorąco (HBI) oraz zagęszczoną formę bezpośrednio zredukowanego żelaza (DRI).
DRI można uzyskać dzięki konkretnym technologiom polegającym na redukcji rudy żelaza za pomocą gazu ziemnego lub wodoru. Rezultatem jest znaczna redukcja emisji CO2 w porównaniu z produkcją surówki w wielkich piecach.
„Brykiety HBI mają skład chemiczny podobny do surówki. Jednocześnie nie zawierają pierwiastków śladowych, zwłaszcza miedzi i cyny. Zastosowanie HBI zmniejsza zatem zawartość niepożądanych pierwiastków w stali” – wyjaśnił Ing. Stanislav Turňa, Technolog Zakładu Stalowni. „Brykiety zawierają ponad 80% żelaza i mogą częściowo zastąpić złom stalowy”.
Jak przebiega proces topienia? „Materiał HBI jest dodawany do złomu stalowego, który topiony jest w elektrycznym piecu łukowym. Wraz ze wzrostem proporcji udziału HBI wydłuża się czas topnienia. Spowoduje to zużycie większej ilości energii elektrycznej, tlenu i innych surowców. Charakterystyki produkcyjne pieca EAF o wysokiej zawartości HBI różnią się od procesu wykorzystującego złom stalowy ze względu na wyższą zawartość tlenków i węgla. Wprowadzenie do pieca większej ilości HBI wymagałoby stworzenia nowych programów topienia lub zainstalowania nowych typów palników i zmodyfikowanych dodatków, takich jak wapno lub wapno dolomitowe (dolomit)”.
HBI jako alternatywa dla złomu
W lutym wykorzystaliśmy HBI w procesach w naszych Zakładach Hutniczych ŽP. Na razie to tylko eksperyment: „HBI było testowane w naszej Hucie w 2005 roku. W tym czasie produkowaliśmy stal specjalną dla przemysłu motoryzacyjnego” – wspomina Pan Turňa, dodając przy tym, że HBI nie stosowano od 2011 roku. Teraz, po ponad dziesięciu latach, huta zakończyła nową rundę testów z HBI.
„Przewidujemy, że w przyszłości może wystąpić problem z niedoborem złomu stalowego. Jak już wspomniano, musimy poszukiwać rozwiązań alternatywnych. Ponadto ze względu na emisje wiele hut likwiduje wielkie piece, co zmniejsza dostępność surówki. Surowiec ten jest częścią wsadu do elektrycznego pieca łukowego. Dlatego nasza firma rozpoczęła próbną produkcję stali z HBI” – dodał.
Kompleksowa optymalizacja procesów
Dynamika rozwoju przemysłu stalowego w nadchodzących latach jest niepewna, ale dzięki wspomnianej eksperymentalnej kampanii i innych bieżących działań badawczych, nasze Zakłady Hutnicze starają się być przygotowanymi do stawienia czoła wszelkim problemom, by być w czołówce rozwoju technicznego, by pozostać wydajnym i konkurencyjnym pomimo wszelkich przeciwności.
Posiadamy elektryczny piec łukowy, w którym można stosować materiał HBI. Pracownicy Stalowni dostosowali warunki technologiczne pracy do bezproblemowej produkcji. Dysponujemy pierwszymi wynikami innowacyjnych wytopów, które sukcesywnie oceniamy. „Przeprowadziliśmy 60 wytopów. Systematycznie przechodziliśmy od mniejszych dawek do wyższych. Stopniowo odkrywaliśmy niedociągnięcia, optymalizowaliśmy proces produkcji i szukaliśmy sposobu na zwiększenie wydajności procesu wytapiania. Kontrolowaliśmy także koszty. Do tej pory do testów zużyliśmy prawie 400 ton materiału HBI” – powiedział S. Turňa.
Zapytany, czy HBI będzie w stanie całkowicie zastąpić złom w przyszłości, Szef Technologii odpowiedział: „Już dzisiaj istnieją huty, które próbują umieścić większe ilości HBI w poszczególnych partiach niż samego złomu. Musimy jednak zdać sobie sprawę, że taki sposób wytapiania nie należy do najtańszych i obecnie nie rozważa się całkowitego zastąpienia złomu materiałem HBI.”
Włączenie HBI do produkcji to także zmiana dla samych pracowników. „Oprócz parametrów standardowych procesu topienia należy dodatkowo monitorować, czy HBI uległ stopieniu oraz czy na ścianach lub na podłożu elektrycznego pieca łukowego nie powstają nacieki. Cały ten proces jest dużą nowością. Większość z pracowników spotkała się z tym po raz pierwszy” – powiedział Technolog, podkreślając pracę kolegów monitorujących proces topienia podczas poszczególnych zmian i testów badawczych wytopu.
W naszych Zakładach Hutniczych zakończyliśmy testy z zastosowaniem pięciu, siedmiu i dziesięciu ton materiału HBI na partię. Technolodzy i pozostali pracownicy aktualnie dokonują ocen, odnotowując braki i starając się znaleźć najbardziej efektywny wariant, tak aby był on jak najbardziej korzystny dla całej naszej firmy.
Artykuł napisał:
Luca Orefici
Menadżer ds. Ekologii @Pipex Italia
lorefici@pipex.it
W razie potrzeby uzyskania dodatkowych informacji, szczegółów lub wymagań, prosimy o skontaktowanie się z autorami tego artykułu.
