Industrie DRI : sélection des tubes de reformage, comparaison des fours et utilisations

Technologie de fer réduit directement (DRI) représente la voie principale de la transformation verte dans l’industrie sidérurgique. Tuopu Industry (Jiangsu) Co., Ltd., en tant que fournisseur de premier niveau de SINOPEC, PetroChina et CNOOC, fournit des services contractuels EPC complets pour l'assemblage de fours DRI et de tubes de reformage, couvrant la chaîne complète depuis la conception technique jusqu'à l'installation et la mise en service. Les procédés de four à cuve à base de gaz représentent 75,8 % de la capacité mondiale, la préparation de gaz réducteurs étant l'élément central. Les tubes de reformage doivent fonctionner de manière stable pendant 8 à 12 ans à des températures supérieures à 900°C et dans des conditions de haute pression.

Présentation des itinéraires de processus DRI

Les procédés de réduction directe du fer convertissent le minerai de fer en fer métallique de haute pureté grâce à une réduction à base de gaz ou de charbon à des températures inférieures au point de fusion du fer. Les procédés de four à cuve à base de gaz dominent la capacité mondiale de DRI.

Type de processus	Réducteur	Formulaire de réacteur	Part de capacité mondiale	Plage de température
Four à cuve à gaz	Gaz Naturel / Hydrogène	Four à cuve	75,8%	900-1050°C
Four rotatif à base de charbon	Charbon non cokéfiable	Four rotatif	24%	900-1050°C
Lit fluidisé à base de gaz	Gaz naturel	Réacteur à lit fluidisé	0,2%	Environ 600°C
Four à sole rotative	Charbon / Coke	Four à sole rotative	Part mineure	1250-1350°C

Les procédés de four à cuve à base de gaz dominent le marché en raison de leur rendement élevé, de leurs faibles émissions et de leurs formes de produits flexibles. Tuopu Industry conçoit des gammes de produits complètes spécifiquement pour les fours à cuve à gaz et les systèmes de reformage associés, couvrant toute la chaîne d'approvisionnement, depuis le corps du four de réduction jusqu'aux assemblages de tubes de reformage.

Critères de sélection clés pour les tubes reformeurs DRI

Les tubes de reformage servent de composants centraux sous pression dans les fours de reformage, fonctionnant dans des conditions extrêmement sévères : températures internes supérieures à 900°C, chauffage radiant direct provenant des flammes de combustion à l'extérieur, pression de gaz interne élevée et abrasion mécanique des lits de catalyseur.

Normes matérielles

Alliages à haute teneur en nickel-chrome résistants à la chaleur (grades HP et HK) avec 25 % à 35 % de chrome et 35 % à 45 % de nickel, plus du niobium, du tungstène et du titane pour le renforcement des joints de grains.

Processus de fabrication

La coulée centrifuge garantit une microstructure de paroi dense et une granulométrie raffinée, améliorant considérablement la résistance au fluage à haute température et les performances d'oxydation par rapport à la coulée statique.

Paramètres de fonctionnement

Températures internes de 900 à 1 050 °C, températures de paroi jusqu'à 1 100 °C, résistant à la pression interne du gaz réducteur et au poids du lit de catalyseur.

Durée de vie

Cycle de fonctionnement typique d'environ 8 à 12 ans, en fonction de la température de fonctionnement, des fluctuations de pression, de la fréquence de remplacement du catalyseur et de la qualité du matériau du tube.

Les principaux modes de défaillance des tubes de reformage comprennent la déformation par fluage, la fissuration par fatigue thermique, la fragilisation par carburation et l'écaillage des calamines d'oxyde. Tuopu Industry répond à ces risques grâce à des ratios de composition d'alliage optimisés, des taux de refroidissement de coulée contrôlés et des protocoles d'inspection d'usine rigoureux. En tant que fournisseur de premier niveau de SINOPEC, PetroChina et CNOOC, les produits de la société ont démontré un fonctionnement stable à long terme sur plusieurs installations DRI.

Différences entre le four DRI et les radiateurs conventionnels

Le four DRI sert de réacteur central dans les processus de réduction directe à base de gaz. Sa conception structurelle a un impact direct sur l’efficacité de réduction, la consommation d’énergie et le taux de métallisation du produit. Comparés aux appareils de chauffage conventionnels, les fours DRI diffèrent fondamentalement par leurs principes de processus et leur conception structurelle.

Dimension de comparaison	Four DRI	Chauffage conventionnel
Fonction principale	Réacteur à réduction directe de minerai de fer	Chauffage des matériaux ou apport de chaleur par réaction chimique
Contact gaz-solide	Contact gaz-solide à contre-courant	Échange thermique par rayonnement/convection
Système d'étanchéité	Système d'étanchéité dynamique	Étanchéité statique
Structure de doublure	Revêtement en matériau réfractaire	Briques ou bétons réfractaires
Contrôle de la température	Contrôle précis à 900-1050°C	Varie selon les exigences du processus
Formulaire de produit	DRI froid, DRI chaud, fer briqueté chaud	Aucune transformation de forme de produit

Un four à cuve DRI à base de gaz typique se compose d'un récipient cylindrique recouvert de matériaux réfractaires. Les boulettes de minerai de fer ou le minerai en morceaux sont chargés par le haut et descendent par gravité, entrant en contact avec le gaz réducteur s'écoulant vers le haut à contre-courant pour achever la réaction de réduction. Tuopu Industry fournit des services contractuels EPC pour Four DRI, couvrant le flux de travail complet depuis la conception technique et la fabrication d'équipements jusqu'à l'installation, la mise en service et la gestion de projet.

Série de produits DRI de l'industrie Tuopu

Tuopu Industry (Jiangsu) Co., Ltd. exploite une base de fabrication de radiateurs à grande échelle, un site de production intelligent de tubes de four et un quai roulant/roulant. La société fournit des capacités contractuelles EPC, depuis la fourniture d'équipements de base jusqu'à la livraison complète de l'ingénierie. Vous trouverez ci-dessous les principales séries de produits destinés à l'industrie DRI :

Ensemble de tube de reformage pour DRI

Composant de pression centrale

DRI Furnace

Réacteur de réduction

Four de craquage d'éthylène

Unité pétrochimique

Réformateur de production d'hydrogène

Unité de raffinage

Réformateur quatre en un

Intégration à grande échelle

Scénarios d'application adaptés à l'industrie DRI

Les processus DRI s’appliquent largement dans les scénarios suivants :

Production d’acier vert

En utilisant de l’hydrogène 100 % vert comme agent réducteur, les processus DRI atteignent des émissions de carbone proches de zéro, ce qui représente la voie technologique de base pour la décarbonisation de l’industrie sidérurgique. La consommation d'énergie est environ la moitié de celle des circuits de hauts fourneaux.

Aciéries mini-aciéries

Les usines DRI offrent une flexibilité de conception, allant d'aussi peu que 0,5 million de tonnes par an, formant des mini-aciéries avec des fours à arc électrique. Cela les rend particulièrement adaptés aux régions aux ressources dispersées ou à l’approvisionnement limité en gaz naturel ou en hydrogène.

Supplément de matières premières de haute qualité

Le fer briqueté à chaud (HBI) est produit en comprimant le DRI chaud en briquettes à haute densité, permettant un stockage sûr et un transport sur de longues distances en tant que substitut premium à la ferraille d'acier de qualité.

Projets d'intégration raffinage-chimie

Les capacités contractuelles EPC de Tuopu Industry couvrent les secteurs de la pétrochimie, de la chimie du charbon et du raffinage du pétrole, fournissant des fours DRI et des systèmes de reformage associés pour les projets d'intégration de produits chimiques de raffinage.

Foire aux questions

Quels matériaux sont généralement utilisés pour fabriquer des tubes de reformage DRI

Les tubes DRI Reformer sont généralement fabriqués à partir d'alliages à haute teneur en nickel-chrome résistants à la chaleur (tels que les qualités HP et HK) en utilisant la technologie de coulée centrifuge, pour résister à des températures de fonctionnement supérieures à 900°C et à des environnements à pression de gaz interne élevée.

Ce qui distingue un four DRI des radiateurs conventionnels

Un four DRI est un réacteur à cuve spécialement conçu pour la réduction directe du minerai de fer. Ses caractéristiques déterminantes comprennent un contact gaz-solide à contre-courant, des systèmes d'étanchéité dynamiques et un revêtement réfractaire, qui diffèrent fondamentalement des appareils de chauffage conventionnels en termes de principes de processus et de conception structurelle.

Quelle est la composition typique du gaz réducteur dans les procédés DRI à base de gaz

Dans les procédés DRI à base de gaz, le gaz réducteur est généralement constitué d'environ 55 % d'hydrogène et de 36 % de monoxyde de carbone, avec un rapport H2/CO d'environ 1,5, générés par le reformage catalytique du gaz naturel dans des tubes de reformage.

Quelles sont les principales formes de produits DRI

Les produits DRI sont disponibles sous trois formes principales : DRI froid (CDRI), DRI chaud (HDRI) et fer briqueté chaud (HBI). Le HBI est produit en comprimant le DRI chaud en briquettes haute densité pour un stockage et un transport en toute sécurité.

Quelle est la durée de vie typique d’un tube Reformer

Dans des conditions normales de fonctionnement, les tubes Reformer ont généralement une durée de vie d'environ 8 à 12 ans, en fonction de la température de fonctionnement, des fluctuations de pression, de la fréquence de remplacement du catalyseur et de la qualité du matériau du tube.

Quels services liés au DRI Tuopu Industry fournit-il

Tuopu Industry (Jiangsu) Co., Ltd. fournit la fabrication et la fourniture d'équipements de base, notamment un four DRI et un ensemble de tubes de reformage pour DRI, ainsi que des services contractuels EPC pour les appareils de chauffage à feu couvrant la conception technique, la fabrication d'équipements, l'installation, la mise en service et la gestion de projet.

Tendances de développement de l’industrie

L’industrie mondiale des DRI connaît une profonde transformation verte. Les procédés DRI conventionnels basés sur le gaz naturel affichent déjà des émissions de CO2 nettement inférieures à celles des hauts fourneaux, tandis que la technologie DRI utilisant 100 % d'hydrogène vert comme agent réducteur est considérée comme la voie clé pour la décarbonation de l'industrie sidérurgique. Les principaux fournisseurs de technologies tels que MIDREX ont développé des conceptions d'installations capables de basculer de manière flexible entre les réducteurs (gaz naturel, hydrogène, gaz de synthèse), réservant ainsi des interfaces techniques pour une future réduction entièrement basée sur l'hydrogène.

Tuopu Industry surveille de près cette tendance et ses conceptions de fours DRI et d'assemblages de tubes de reformage sont déjà capables de s'adapter à différentes compositions de gaz réducteurs. La société offre des capacités contractuelles EPC couvrant des projets DRI de différentes échelles, de la fourniture d'équipements de base à la livraison d'ingénierie complète, avec des solutions personnalisées disponibles.

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Technologie de réduction directe du fer (DRI) et solutions d'équipement de base