石炭ベースのDri生産におけるロータリーキルンの役割とは？コスト効率の高い製鉄効率を解き放つ

ロータリーキルンは、石炭ベースの直接還元鉄（DRI）生産における中心的な反応容器として機能します。これは、鉄鉱石と非コークス炭が混合され、固相還元を受ける高温チャンバーとして機能し、鉱石を溶融せずに化学的に金属鉄に変換します。

コアインサイト：ロータリーキルンの主な価値は、燃料の柔軟性にあります。一般的にシャフト炉と比較して熱効率と容量は低いですが、高価な天然ガスや冶金コークスではなく、豊富で安価な非コークス炭を利用できるため、市場の約30％にとって不可欠な存在であり続けています。

作用機序

キルンの主な生物学的または化学的機能は、固相還元を促進することです。容器内では、鉄鉱石と石炭は固体のままで化学的に反応します。

回転運動により、石炭（還元剤）と鉄鉱石が十分に混合されます。この絶え間ない転がり接触により、石炭中の炭素が鉄鉱石から酸素を除去し、金属鉄を生成します。

物理的には、キルンはわずかに傾斜した大きな円筒形のドラムです。ドラムが回転すると、重力と摩擦が組み合わさって、材料が投入端から排出端へと徐々に移動します。

この設計により、内部コンベアの必要がなくなります。これにより、化学反応を一定に保つために重要な、均一な熱に原材料が旅全体でさらされることが保証されます。

この文脈におけるロータリーキルンの最も重要な利点は、多様な原料燃料への適応性です。

高品位コークスや天然ガスを必要とすることが多い高炉やガスベースのシャフト炉とは異なり、ロータリーキルンは非コークス炭を効果的に使用して稼働します。これにより、非コークス炭が主要な、または最も経済的なエネルギー資源である地域では、この技術が選択されています。

一部の最新のガスベースの方法と比較して古い技術ですが、ロータリーキルンは業界の柱であり続けています。世界のDRI生産量の約30％を占めており、特定の地理的および経済的状況におけるその関連性を強調しています。

多用途ですが、ロータリーキルンはシャフト炉よりも熱効率が低いです。大量の回転する固体を加熱するという性質上、生産量に対してかなりのエネルギーを消費します。

生産規模も制約となります。ロータリーキルンは、一般的にシャフト炉と比較して単位容量が低くなります。大量かつ迅速なスループットを必要とする操作では、回転ドラムの物理的な限界がボトルネックになる可能性があります。

DRI生産技術を評価している場合、その決定は主に利用可能なエネルギー資源と生産規模に依存します。

ロータリーキルンは、他の方法が経済的に実行不可能である場所で、低コストの固体燃料を価値のある鉄単位に変換するための重要なツールであり続けています。

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Tetiana Golub, Molchanov Lavr. ESTABLISHMENT OF THERMODYNAMICAL AND PHYSICO-CHEMICAL PREREQUISITES FOR DIRECT OBTAINING IRON BY THERMOLISIS OF OXIDES. DOI: 10.31319/2519-2884.47.2025.1

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Furnace ナレッジベース .