Tungku Putar Besi Reduksi

Tungku Putar Besi Reduksi

Tungku putar reduksi besi merupakan peralatan inti dari proses reduksi langsung tungku putar. Teknologi ini menggunakan tungku putar yang berputar terus menerus sebagai reaktor, menjadikannya instalasi metalurgi kunci untuk memproduksi besi spons melalui reduksi oksida besi oleh karbon padat. Fungsi utamanya adalah untuk melakukan reduksi karbon fase padat dari bijih besi dalam kisaran suhu 950–1100°C. Melalui desain strukturnya yang unik, tungku ini memungkinkan pemrosesan berkelanjutan dan konversi material yang efisien. Produk yang dihasilkan, yang dicirikan oleh struktur berpori dan longgar, dikenal sebagai besi spons dan banyak digunakan dalam pembuatan baja dan pemulihan sumber daya polimetalik, berfungsi sebagai penghubung penting antara sumber daya mineral dan produk besi bernilai tinggi.

Prinsip Kerja

Logika pengoperasian tungku putar reduksi besi berpusat pada rotasi kontinu + kontrol suhu yang tepat + reduksi fase padat. Badan utamanya adalah silinder baja miring yang dilapisi dengan bahan tahan api suhu tinggi, yang digerakkan untuk berputar dengan kecepatan konstan oleh rol penopang. Selama pengoperasian, bijih besi berkualitas (kandungan besi 66%), reduktan (batubara dengan karbon tetap 50%, seperti lignit atau batubara bitumen), dan zat desulfurisasi terus-menerus dimasukkan ke ujung pemasukan dalam proporsi yang tepat. Saat tungku berputar, material diangkat ke ketinggian tertentu dan kemudian mengalir ke bawah karena gravitasi. Tindakan ini memastikan pencampuran bijih dan reduktan secara menyeluruh sambil secara bertahap menggerakkan material menuju ujung pengeluaran.

Suhu tinggi 950–1100°C yang dibutuhkan untuk reaksi reduksi dihasilkan oleh pembakaran udara yang dimasukkan di ujung keluaran dengan zat volatil dari batubara reduktan dan CO yang dihasilkan oleh reaksi tersebut. Hal ini dilengkapi dengan sistem pembakaran tambahan kepala kiln yang presisi untuk mengontrol medan suhu secara akurat. Saat material bergerak maju, material tersebut secara berurutan mengalami tahapan pengeringan, pemanasan awal, dekomposisi karbonat, desulfurisasi, dan reduksi oksida besi. Karena suhu reduksi yang relatif rendah, sebagian besar pengotor dalam bijih tetap berada dalam produk, dengan karburisasi yang tidak memadai. Hilangnya oksigen selama reduksi menciptakan banyak mikropori. Produk besi spons akhir didinginkan dengan cepat hingga di bawah 200°C dalam pendingin vertikal untuk mencegah re-oksidasi sebelum dikeluarkan. Gas buang dari keluaran kiln melewati pemanas awal untuk memulihkan panas limbah, sehingga meningkatkan efisiensi energi.

Fitur Utama

Tungku putar reduksi besi menawarkan beberapa keunggulan berbeda karena desain prosesnya yang unik:

1. Kemampuan Adaptasi Bahan Baku yang Kuat: Mesin ini tidak hanya dapat memproses bijih kompleks seperti bijih besi kurus bersilika tinggi, bijih besi kurus mengandung nikel, dan titanomagnetit, beserta berbagai bijih halus, tetapi juga bijih polimetalik seperti debu mengandung besi dan bijih nikel laterit melalui varian proses seperti metode SL-RN atau Krupp-CODIR. Mesin ini dapat langsung menggunakan batubara yang tersedia secara luas sebagai reduktan dan memiliki persyaratan yang fleksibel untuk suhu pelunakan abu batubara, sehingga secara signifikan mengurangi ketergantungan pada bahan baku tertentu dan menurunkan biaya.

2. Kondisi Proses yang Moderat dan Terkendali: Dengan menyesuaikan kemiringan tungku, kecepatan putaran, dan rasio bahan bakar, atmosfer reaksi dan suhu dapat dikontrol secara tepat, sehingga secara efektif mencegah reduksi berlebihan atau pembentukan cincin. Lapisan material yang tipis dan ruang kosong yang besar di dalam tungku memastikan aliran gas yang lancar. Hal ini kondusif untuk reduksi selektif bijih besi simbiotik polimetalik dan memungkinkan unsur-unsur dengan titik didih rendah untuk diuapkan dan dipulihkan, sehingga memungkinkan pemanfaatan sumber daya secara komprehensif.

3. Kualitas Produk Tinggi dan Operasi Stabil: Besi spons yang dihasilkan memiliki tingkat metalisasi melebihi 90%. Struktur granular dan berporinya memudahkan pemrosesan selanjutnya, sehingga cocok sebagai bahan baku berkualitas tinggi untuk pembuatan baja. Peralatan beroperasi di bawah tekanan negatif yang sedikit, mengurangi kehilangan panas dan meningkatkan lingkungan kerja. Ditambah dengan sistem kontrol cerdas untuk manajemen suhu yang presisi, hal ini meningkatkan konsistensi produk dan keamanan operasional.

4. Manfaat Lingkungan dan Ekonomi: Alur proses relatif disederhanakan dengan konsumsi energi yang rendah. Pemanfaatan bahan baku lokal dapat lebih mengurangi biaya operasional. Sistem penyaring debu baghouse dan desulfurisasi/denitrifikasi terintegrasi secara efektif mengendalikan emisi polutan, memastikan kepatuhan terhadap standar lingkungan.

Aplikasi Praktis

Dalam praktiknya, peran inti dari tanur putar besi reduksi terwujud dalam dua dimensi: konversi sumber daya dan pemanfaatan komprehensif.

1. Sebagai reaktor inti untuk produksi besi reduksi langsung (DRI), reaktor ini secara efisien mengubah bijih besi menjadi besi spons yang sangat termetalisasi. Produk ini dapat menggantikan baja bekas berkualitas tinggi dalam pembuatan baja tungku busur listrik (EAF), membantu industri baja mengurangi ketergantungan pada baja bekas impor dan memfasilitasi transisi ke produksi rendah karbon.

2. Dengan memanfaatkan kemampuannya dalam reduksi selektif dan pemulihan polimetal, alat ini memungkinkan pemrosesan mendalam bijih simbiotik polimetal dan limbah yang mengandung besi. Sambil memulihkan sumber daya besi, alat ini menghilangkan unsur-unsur berbahaya seperti seng dan timbal serta memulihkan logam berharga lainnya, sehingga mencapai tujuan ganda yaitu daur ulang sumber daya dan perbaikan lingkungan.

Selain itu, karakteristiknya yang berupa pengoperasian terus menerus, stabilitas, dan keandalan membuatnya cocok untuk produksi industri skala besar. Ketika diintegrasikan dengan sistem operasi dan pemeliharaan cerdas, hal ini secara signifikan meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi biaya tenaga kerja dan pemeliharaan.