![Sample our Engineering & Technology journals, sign in here to start your access, latest two full volumes FREE to you for 14 days]({"type":"image" , "src" : "/sda/5933/TOC-Subject-Sample-2021-Engineering-Tech.jpg"})
ABSTRACT
Development of various alternative routes for the direct reduction of iron-ore (DRI) and production of sponge irons becomes a necessity today to reduce carbon dioxide (CO2) gas emissions in industrial iron & steel (I&S) making processes. Therefore, the main objective of this work is focused to reduce the carbon footprint in DRI production by eliminating fossil fuel consumption. The reduced iron could be used to melt in the electric arc furnace (EAF) to produce liquid steel by minimising direct scrap addition. Indeed, this paper shows an advanced physical model of a hydrogen fuel shaft furnace for the direct reduced iron-making process by fundamental development of technology with essential modifications in its working principle. This processing technology is hypothetically designed with knowledge of theoretical literature inputs and wisdom of iron and steel-making experience. In this model of a shaft furnace, a scientific approach is designed based on the dissociation of molecular-hydrogen gas (H2+) obtained by water electrolysis and ionisation of the hydrogen gas (2H+) and is incorporated for a high degree of gas adsorption and metallisation during chemical reduction of iron ore (Fe2O3) pellets. The steps involved in the working principle of the new design shaft furnace are simulated and modelled suitably for the existing Midrex furnace operation, which is generally used for DRI production. This approach could be tried using 100% dissociated hydrogen ionic gas (2H+, H+) for future direct reduced iron making by water electrolysis and hydrogen ionisation. Moreover, the reformed reducing gases (CH4–H2–CO) used in the Midrex process can be replaced by the ionised hydrogen gases as an advancement.
Le développement de diverses routes de rechange pour la réduction directe du minerai de fer (DRI) et la production de fers spongieux devient une nécessité aujourd’hui pour réduire les émissions de gaz de dioxyde de carbone (CO2) dans les procédés industriels de fabrication du fer et de l’acier (I&S). Par conséquent, l’objectif principal de ce travail se concentre à réduire l’empreinte de carbone dans la production de DRI en éliminant la consommation de combustibles fossiles. On pourrait utiliser le fer réduit pour fondre dans le four électrique à arc (FEA) pour produire de l’acier liquide en minimisant l’ajout direct de ferraille. En effet, cet article présente un modèle physique avancé d’un four à cuve à combustible d’hydrogène pour le procédé de fabrication de fer à réduction directe par développement fondamental de la technologie avec des modifications essentielles dans son principe de fonctionnement. Cette technologie de traitement est conçue hypothétiquement avec la connaissance des données de la littérature théorique et la sagesse de l’expérience de la fabrication du fer et de l’acier. Dans ce modèle de four à cuve, une approche scientifique est conçue sur la base de la dissociation de l’hydrogène moléculaire gazeux (H2+) obtenu par électrolyse de l’eau et ionisation de l’hydrogène gazeux (2H+) et est incorporée pour un degré élevé d’adsorption et de métallisation du gaz pendant la réduction chimique des boulettes de minerai de fer (Fe2O3). Les étapes impliquées dans le principe de fonctionnement du four à cuve à concept nouveau sont simulées et modélisées de manière appropriée pour le fonctionnement du four Midrex existant, qui est généralement utilisé pour la production de DRI. On pourrait essayer cette approche en utilisant du gaz ionique d’hydrogène (2H+, H+) dissocié à 100% pour la fabrication directe future de fer réduit par électrolyse de l’eau et ionisation de l’hydrogène. De plus, les gaz réducteurs reformés (CH4-H2-CO) utilisés dans le procédé Midrex peuvent être remplacés par les gaz hydrogène ionisés en tant que perfectionnement.
Disclosure statement
No potential conflict of interest was reported by the author(s).