Wat is Sponsyster (DRI)?

Sponsyster, ook bekend as Direkte Gereduseerde Yster (Direct Reduced Iron, DRI), is ’n metaalysterproduk wat vervaardig word deur ystererts te reduseer met reduseergasse soos waterstof (H₂) en koolstofmonoksied (CO) teen temperature onder die smeltpunt van yster.

Die term “sponsyster” kom van sy poreuse struktuur wat tydens die reduksieproses gevorm word. Onder ’n mikroskoop lyk die materiaal soos ’n spons met baie porieë.

Tipiese eienskappe van sponsyster:

• Grootdigtheid: 1.6–1.9 g/cm³
• Skynbare digtheid: 3.4–3.6 g/cm³
• Deeltjiegrootte: 4–20 mm

Benewens metaalyster bevat sponsyster ook:

• Onvolledig gereduseerde ysteroksiede
• Silika (SiO₂)
• Alumina (Al₂O₃)
• Fosforoksiede en gangmateriaal

Omdat onsuiwerhede nie tydens direkte reduksie verwyder word nie, bly alle gangmateriaal in die finale DRI-produk.

Hoe Sponsyster Geproduseer Word

Sponsyster word vervaardig deur ystererts te reduseer met waterstof of ander reduseergasse. Tipies word ystererts in ’n reaktor gelaai en reageer met waterstofgas, koolstofmonoksiedgas of vaste reduseermiddels teen temperature onder die versagtingspunt van die erts, sonder dat gesmelte yster of slak gevorm word.

Daar is baie direkte reduksieprosesse, soos:

• Skag-oond proses (HYL)
• Vertikale oond proses (Midrex)
• Roterende kiln proses (SL/RN)
• Roterende haard oond (FASTMET)

Meer as 40 verskillende prosesse word wêreldwyd gebruik, maar meer as 50% van alle DRI word deur die Midrex-proses vervaardig.

Midrex Sponsyster Proses

Die Midrex-proses is ’n tipiese skag-oond direkte reduksietegnologie.

Hoof toerusting sluit in:

• Skag-oond
• Reformeer-eenheid
• Hitteherwinningstelsel

Skag-oond Reduksie

Geoksideerde korrels word van bo in die oond gelaai en beweeg afwaarts deur swaartekrag.

Binne die oond:

• Boonste sone: voorverhitting en reduksie teen ongeveer 1000°C
• Onderste sone: karbonisering en afkoeling tot onder 550°C

Reduseergasse vloei teenstroom deur die materiaalbed.

Reformeerstelsel

Aardgas is die hoof bron van reduseergas:

• Aardgas meng met herwinde gas
• Katalitiese reformering produseer H₂ en CO
• Warm reduseergas gaan in die skag-oond in

Hitteherwinning

Die Midrex-proses gebruik ’n gevorderde hitteherwinningstelsel:

Herwonne hitte word gebruik vir:

• Voorverhitting van verbrandingslug tot 675°C
• Voorverhitting van prosesgas tot 540°C

Dit verminder energieverbruik aansienlik:

• Van 14.63 GJ/t in vroeë stelsels
• Tot ongeveer 9.85 GJ/t vandag

Waarom Sponsyster Briquette?

Tydens hantering en vervoer kan sponsyster:

• Fyn stof (fines) genereer
• Maklik oksideer
• Vog absorbeer
• Selfontbranding veroorsaak

Fyn DRI kan nie veilig in die ope lug gestoor word nie.

Daarom is brikettering noodsaaklik vir veilige berging en vervoer.

Voordele van Sponsyster Brikette

Warm Briquette Yster (HBI)

HBI word vervaardig deur warm DRI te pers by 650–700°C onder hoë druk.

Eienskappe:

• Hoë meganiese sterkte
• Beter oksidasieweerstand
• Geskik vir langafstand vervoer

Toepassings in Staalvervaardiging

Sponsyster word wyd gebruik in:

• Elektriese boogoond (EAF)
• Basiese suurstof oond (BOF)
• Konverter staalvervaardiging
• Poedermetallurgie
• Hoë-gehalte staalproduksie

Voordele in EAF Staalvervaardiging

• Hoë digtheid laat penetrasie deur slaklaag toe en verbeter smeltspoed. Staalopbrengs kan tot 85% of meer bereik.
• Lae koolstofinhoud (<0.05%) verminder invloed op gesmelte staal en verkort smelttyd.
• Stabiele chemiese samestelling met lae onsuiwerhede maak dit ideaal vir hoëgraad staal.
• Help met ontkoling in latere stadiums van staalproduksie.
• Maklik hanteerbaar en liggewig per stuk.

Sponsyster vs Skrootstaal

• Skrootstaal bevat baie onsuiwerhede en wisselende kwaliteit, terwyl sponsyster baie suiwer is.
• Skroot moet gesny word, maar sponsyster nie.
• Skroot kan smelttyd verleng; sponsyster nie.
• Sponsyster verbeter konsekwentheid in staalproduksie.

Sponsyster vs Ruwyster (Pig Iron)

• Ruwyster bevat ongeveer 4% koolstof en beïnvloed staal se koolstofinhoud sterk.
• Sponsyster het lae koolstof en verkort smelttyd.
• Ruwyster bevat meer S en P onsuiwerhede.
• Sponsyster is meer ekonomies en skoner.

Sponsyster Briquette Masjien

Sponsyster fyn poeier word saamgepers met rolpers masjiene.

Proses:

1. Meng DRI fyn materiaal met bindmiddel
2. Voer tussen twee rollers in
3. Pers onder hoë druk
4. Vorm briquette en voer uit

Vereistes vir masjien:

• Versterkte rollers
• Hoëdruk hidrouliese stelsel
• Sterk transmissiestelsel

Produksielyn vir Sponsyster Brikette

Basiese stelsel sluit in:

• Doseerstelsel
• Mengstelsel
• Briquetting stelsel
• Vervoerstelsel
• Stofverwyderingstelsel

HBI Produksiestelsel

• HBI persmasjien
• Skroefvoerder
• Warm sifstelsel
• Koeler
• Emmerhyser
• Transportbande

Briquetting Proses

1. Meng DRI en bindmiddels
2. Voer in pers
3. Vorm onder hoë druk
4. Verhard of verpak

Kostefaktore

• Grondstof tipe
• Kapasiteit
• Outomatisering vlak
• Bindmiddel formule
• CBI of HBI proses

Gevolgtrekking

Sponsyster (DRI) speel ’n toenemend belangrike rol in moderne staalvervaardiging.

Voordele sluit in:

• Hoë suiwerheid
• Stabiele samestelling
• Lae onsuiwerhede
• Geskik vir hoëgraad staal

Met HBI en briquetting tegnologie word vervoer, berging en staalproduksie baie meer doeltreffend en veilig.

In die toekoms sal waterstof-gebaseerde direkte reduksie die staalbedryf verder transformeer na lae-koolstof produksie.