Optimization of sponge iron (direct reduced iron) production with Box-Wilson experimental design by using iron pellets and lignite as reductant

• Sönmez, İbrahim ^[2] ; Şahbudak, Kemal ^[1]
  1. [1] Cumhuriyet University

     Cumhuriyet University

     Turquía

     
  2. [2] Metallurgical and Materials Engineering Department, Hitit University
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 59, Nº 2, 2023 (Ejemplar dedicado a: Online first; e241)
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Optimización de la producción de hierro esponja (hierro de reducción directa) con diseño experimental Box-Wilson utilizando pellets de hierro y lignito como reductor
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Los minerales de hierro de Turquía pueden utilizarse para fabricar hierro esponja, y los recursos de carbón del país, abundantes a pesar de ser de mala calidad, pueden utilizarse como agente reductor. Con una producción de este tipo, el horno de arco eléctrico basado en la importación de chatarra, será una materia prima alternativa para la producción de acero, y esto creará un alto valor debido a la utilización de los recursos nacionales. En este estudio, se intentó optimizar la producción de hierro esponja utilizando fuentes locales. Para ello, se estudiaron los efectos del tiempo, la temperatura y la relación de peso [CFix/FeTotal] sobre el Grado de Reducción (%) de los parámetros importantes que son eficaces en la producción de hierro esponja mediante el uso de Pellets de Hierro Divriği y Lignito Dodurga como reductor, utilizando un diseño experimental Box-Wilson. Los parámetros óptimos determinados fueron: 82,59 min, 996,73 °C y 0,49, y el mayor valor de Grado de Reducción (%) se calculó como 96,46%. El hierro esponja obtenido con un Grado de Reducción del 71,91% contiene un 97,12% de Fe, del cual un 7,12% está oxidado. Es evidente que pueden alcanzarse contenidos de Fe más elevados con investigaciones realizadas con parámetros óptimos.

  • English

    Turkey’s iron ores may be used to manufacture sponge iron, and the country’s coal resources, which are plentiful despite being of poor quality, can be used as a reducing agent. With such a production, Electric Arc Furnace based on scrap imports, will be an alternative raw material for steel production, and this will create high value due to the usage of domestic resources. In this study, sponge iron production was tried to be optimized by using local sources. For this purpose, the effects of time, temperature and [CFix/FeTotal] weight ratio on the Reduction Degree (%) of the important parameters effective in the production of sponge iron by using Divriği Iron Pellets and Dodurga Lignite as a reductant were studied using a Box-Wilson experimental design. The optimum parameters were determined as 82.59 min, 996.73 °C and 0.49, and the highest Reduction Degree (%) value was calculated as 96.46%. The sponge iron obtained with a 71.91% Reduction Degree contains 97.12% Fe, of which 7.12% is oxidized. It is evident that higher Fe contents may be attained with research carried out in optimum parameters.